Reakcja CO2 z czystą wodą przebiega wg schematu
CO2 + H2O <--> H2CO3 <--> H+ + HCO3 <--> 2H+ + CO3-2
(ale to jest tylko nasze chciejstwo, aby np. szło 100% w lewo lub 100% w prawo).
Zacytowane np. w
http://biochigen.slam.katowice.pl/podrecznik/9.pdf stosunki ilościowe są następujące:
CO2 - 800
H2CO3 - 1
H+ - 0,03
HCO3 - 0,03
i dotyczą tylko rozpuszczania w czystej wodzie. Jakby nie to, to obliczenia pH byłyby banalnie proste.
W naszych warunkach mamy spiętych kilka rzeczy:
1. Kwestia ilości rozpuszczonego CO2.
2. sposobu w jaki zachowuje się CO2 w wodzie
3. dokładamy bufor węglanowy HCO3(-)/H2CO3(-2) albo(i) CO3(-2)/HCO3(-) ( w warunkach akwarystycznych zwykle mamy do czynienia z pierwszym) - tu musimy się zapoznać dogłębnie ze zjawiskiem hydrolizy aby móc cokolwiek oszacować, czy policzyć.
4. Mechanizm zobojętniania buforu, najczęściej można znaleźć opis zobojętniania mocnym kwasem bądź mocną zasadą. W naszym przypadku jest to słaby kwas.
5. mając powyższą wiedzę można połączyć 1-4, czyli ocenić wpływ CO2 na bufor i odwrotnie.
Jak komuś się chce to niech się przekopie. Szczegóły nieco trudno wytłumaczyć dokładnie nie-chemikowi więc nawet nie będę próbował. Na razie znalazłem jeden z działów, który może się przydać pasjonatom do własnej analizy problemu:
http://chemfiz.cm.umk.pl/dydaktyka/chog/4-2.pdf ale oczywiście to nie wszystko. Pozostałych nie mogę jednak znaleźć na razie w sieci.
Jestem na etapie "wypalony". Niestety nie rozwijam kalkulatora, nie udzielam porad, nie angażuję się (poza wyjątkami).