Rozwiązanie:

W temperaturze 25 ^oC iloczyn jonowy wody ma wartość równą:

$K_{\text{w}}=1\cdot 10^{-14}$

Dla reakcji:

$\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{CO}{}_3{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

wartość stałej równowagi jest podana w tablicach (jest to II etap dysocjacji kwasu węglowego) i wynosi:

$K_{a\text{II}}=4,68\cdot 10^{-11}$

Wartość stałej równowagi drugiej reakcji (K_{b II}) :

$\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{H}{}_2\mathrm{CO}{}_3+\mathrm{OH}{}^{-}$

można wyznaczyć korzystając ze wzoru podanego w informacji wprowadzającej:

$K_{a\text{I}}\cdot K_{b\text{II}}=1\cdot 10^{-14}$

$K_{a\text{I}}=4,47\cdot 10^{-7}\text{(stała dysocjacji pierwszego etapu kwasu węglowego)}$

$K_{b\text{II}}=\frac{1\cdot 10^{-14}}{K_{a\text{I}}}=\frac{1\cdot 10^{-14}}{4,47\cdot 10^{-7}}=2,24\cdot 10^{-8}$

Odczyn wodnego roztworu wodorowęglanu sodu jest zasadowy.

Uzasadnienie:

K_{b II} ma wyższą wartość niż K_{a II} w związku z czym reakcja:

$\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{H}{}_2\mathrm{CO}{}_3+\mathrm{OH}{}^{-}$

zachodzi w większym stopniu niż  reakcja

$\mathrm{HCO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{CO}{}_3{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$