С точки зрения химической кинетики процесс растворения углекислого газа в воде достаточно сложен. Когда СО2 растворяется в воде, то устанавливается равновесие между угольной кислотой Н2СО3, бикарбонатом НСО3- и карбонатом СО3-.
H2O + CO2 ↔* H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO32-
Расчёт константы ионизации в данном случае проводится по нижеследующей схеме:
1) H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
2) HCO3- ↔ H+ + CO32-
Константа первой стадии ионизации равна рКа1 = 4,4 x 10в-7,
Константа второй стадии ионизации равна рКа2= 5,6 x 10в-11,
Поскольку в растворе угольной кислоты обе стадии ионизации находятся в состоянии равновесия, можно скомбенировать первую и вторую константы ионизации рКа1 и рКа2, умножив их:
рКа1 x pКа2 = 4,4 x 10в-7 x 5,6 x 10в-11 = 2,46 x10в-17
Баланс между углекислым газом, бикарбонатом и карбонатом зависит от pH: здесь действует
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%F0..._%D8%E0%F2%E5%EB%FC%E5_%97_%C1%F0%E0%F3%ED%E0 - наличие в растворе ионов водорода сдвигает щелочную реакцию среды и кислую сторону (рН до 5,5). И наоборот удаление протонов из системы смещает равновесие реакции влево, когда углекислый газ восполняется из карбоната и бикарбоната. Таким образом, при низком значении pH, в системе преобладает углекислый газ, и фактически ни бикарбоната, ни карбоната не образуется, тогда как при нейтральном значении pH, бикарбонат доминирует над СО2 и Н2CO3. И только при высоком pH, преобладает карбонат.