Bjerrumdiagram er et diagram eller er kurve som viser sammenhengen mellom surhetsgrad (pH) og forholdet mellom mengden syre og den tilsvarende base, for eksempel de svake syrene karbonsyre, eddiksyre, fosforsyre, borsyre og kiselsyre, eller basen ammoniakk.
navn etter den danske kjemikeren Niels Bjerrum (1879-1958)
Bjerrumplot, Bjerrum-plot
Bjerrumdiagrammet gjelder for både monoprote (1), diprote (2), triprote (3) og tetraprote (4) syrer, hvor tallet i parentes angir antall protoner (H+) i syren.
Bjerrumdiagram for karbonsyre viser sammenhengen mellom pH i vann og de forskjellige formene for karbondioksid som finnes i løst i vannet. I havvann er det høy pH (over 8), og bjerrumdigrammet viser at karbonet foreligger som hydrogenkarbonat.
Ved lav pH er CO2 den dominerende formen, og ved høy pH, for eksempel i sjøvann, foreligger CO2 som hydrogenkarbonat (bikarbonat, HCO3-) og karbonat (CO32-). I nærvær av kalsium kan karbonat bli utfelt som kalsiumkarbonat (CaCO3), i formene kalsitt eller aragonitt, og er det største lageret for CO2 i verdenshavene.
Bjerrumdiagrammet angir hvordan pH påvirker hvilken hovedform for CO2 som er tilgjengelig for fotosyntese i vann, samt respirasjon og gassutveksling mellom luft, lunger og blod.
Bjerrumdiagrammet forklarer også hvorfor det blir løst mer CO2 i vann enn det man forventer ut fra Henrys lov.
Bjerrumdiagram for pH-likvektene karbondioksid (CO2), hydrogenkarbonat (HCO3-) og karbonat (CO3-). Ved pH lik pKa-verdiene er det like store mengder av de to formene, her med pK1= 6,35 og pK2= 10,33. Relative konsentrasjoner på y-aksen. Mengden karbonsyre (H2CO3) er liten i forhold til de andre formene og utelates ofte i Bjerrumdiagrammet.
Bjerrumdiagram for ammonium og ammoniakk viser hvorfor ammonium er giftig for de fleste organismer. Det viser også en av grunnene til at man ikke må blande salmiakk med et klorblekemiddel som inneholder hypokloritt løst i lut (basisk).
Det er pH-likevekt mellom ammonium (NH4+) og ammoniakk (NH3). Ammoniakk (NH3) er en illeluktene giftig gass, og ammonium (NH4+) er giftig for dyr og mange planter (ammoniumtoksisitet).
\[\ce{NH4^+ <-> NH3 + H+}\]
Bjerrumdigrammet viser at ved lav pH (sure betingelser) er likevekten forskjøvet mot ammonium, men ved høy pH (basiske betingelser) er det ammoniakk som dominerer.
\[\ce{pH = pK_a – \log_{10} \frac{[NH3]}{[NH4+]}}\]
En av grunnene til at ammonium er giftig for de fleste organismer, er at ammoniakk som er uladet kan diffundere over cellemembraner og forstyrre pH og ionelikevekter i cellene. De fleste organismer har mekanismer for å kvitte seg med giftig ammonium fra nedbrytning av aminosyrene i protein. Vannlevende organismer skiller ut ammonium i vannmassene, mens landlevende dyr omsetter ammonium til urea og/eller urinsyre. Mest fordampning av ammoniakk fra husdyrgjødsel skjer som man kan se fra bjerrumdiagrammet ved høy pH. Rengjøringsmiddelet salmiakk inneholder ammoniumhydroksid (NH4OH), og blandes det med en løsning som er basisk avgis det giftig damp med ammoniakk.
Bjerrumdiagram som viser pH likevekt mellom formene ammonium (NH4+) og flyktig ammoniakk (NH3). Ved pH lik pKa-verdien 9,25 er det like stor mengde av de to formene.
Ved lav pH er eddiksyre udissosiert. Ved pH 4,76 hvor pH er lik pKa, så er halvparten (50 prosent) i sur form (CH3COOH) og den andre halvparten på baseform kalt acetat (CH3COO-) Ved høy pH (basisk) synker mengden av syreformen til null.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.