Carbonate

Carbonate entstehen bei der Reaktion von Kohlensäure mit Metallen oder Metalloxiden.

Mg + H₂CO₃ → MgCO₃ + H₂

_{Carbonate sind  in der Natur außerordentlich häufig. Sie sind uns meist unter ihren Trivialnamen bekannt:}

Verbindung	Formel	Trivialname(n)	Vorkommen, Anwendung
Calciumcarbonat	CaCO3	Kalkstein, Graukalk, Dolomit, Kalkspat, Marmor usw.	Mineralien, Steine, Fels (Dolomiten!!), Baustoff
Natriumcarbonat	Na2CO3	Soda	Wasch- und Maschinenspülmittel
Natriumhydrogencarbonat	NaHCO3	Natron, Natriumbicarbonat	mildes Entsäuerungsmittel, Bestandteil von Back- und Brausepulver
Kaliumcarbonat	K2CO3	Pottasche	in Holzasche enthalten, Backtriebmittel (Lebkuchen)
Ammoniumhydrogencarbonat	NH4HCO3	Hirschhornsalz	Backtriebmittel

Überrragende Bedeutung hat das Calciumcarbonat als Grundstoff der Kalkbaustoffe. Beim  Erhitzen (Brennen) gibt er Kohlenstoffdioxid ab und wandelt sich in Calciumoxid ("gebrannter Kalk") um, einen wichtigen Baustoff z.B. zur Herstellung von offenporigen Kalkputzen.

CaCO₃ → CaO + CO₂

Bei Zugabe von Wasser ("Löschen")  ensteht unter hoher Energieabgabe Calciumhydroxid ("gelöschter Kalk"), der in Säcken auf allen Baustellen zu finden ist.

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Beim "Abbinden" schließlich nimmt der Kalkbrei Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und gibt Wasser ("Schwitzwasser") ab. Neubauten sind deshalb noch Monate nach der Fertigstellung feucht und neigen zur Schimmelbildung.

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ +  H₂O

Am Ende des Prozesses steht also das gleiche Produkt wie am Anfang, Calciumcarbonat. Man spricht deshalb vom "Kreislauf des Kalks".

Wasserhärte

Leitet man Kohlenstoffdioxid in Kalkwasser (Calciumhydroxid-Lösung) ein so entsteht eine Trübung durch schwer lösliches Calciumcarbonat.

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Leitet man jedoch größere Menge Kohlenstoffdioxid ein, so löst sich der Niederschlag wieder auf! Beim Erhitzen der Lösung trübt sich diese und es entstehen Kalkränder und eine Kalkschicht am Boden. Bei Zugabe einer Säure lsöt sich diese wieder auf.

Was ist geschehen?

Calciumcarbonat bildet mit Kohlensäure ein Hydrogensalz, das Calciumhydrogencarbonat:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Dieses ist verantwortlich für die (temporäre) "Wasserhärte". Hartes Wasser schmeckt unangenehm, verbraucht mehr Waschmittel, verursacht auf der Wäsche einen Grauschleier und setzt vor allem Warmwasserrohre zu: Calciumhydogencarbonat zersetzt sich nämlich beim Erhitzen, aber auch spontan, wieder in schwer lösliches Calciumcarbonat, Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Übrigens: so entstehen auch Tropfsteinhöhlen! Zuerst wäscht Kohlensäure haltiges Wasser aus dem Boden Kalk heraus. Auch in den entstandenen Höhlen ensteht aus dem gelösten Calciumhydrogencarbonat wieder Calciumcarbonat und Kohlensäure!

weiter