Kohlensäure - Carbonate
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©stu 2011/05/22

Kohlensäure, H2CO3 ist eine schwache Säure, die nur in verdünnter wässriger Lösung existiert (nur 0,1% des gelösten CO2 liegt als H2CO3 vor). Wie bei allen Gasen, nimmt die Löslichkeit von CO2 in Wasser mit zunehmender Temperatur ab. 

Herstellung von CO2 aus Kalk und Salzsäure. CO2 löst sich im Wasser, Bildung von Kohlensäure (Universalindikator färbt sich rot). Beim Erhitzen steigen Gasbläschen auf, Lösung wird wieder neutral.


Reaktionsgleichungen:
1) Aus Calziumcarbonat und Salzsäure bildet sich CO2 , ..... und .....
2) Wasser und Kohlendioxid reagieren zu .....
3) Kohlensäure zerfällt in der Hitze in ..... und ......     (siehe Lösungsseite)

Nachweis von CO2 mit Ca(OH)2-Lsg.: Bildung eines weißen Feststoffes. Bei weiterer CO2-Zufuhr löst sich der Feststoff wieder auf.
=> "Wasserhärte"

Reaktionsgleichungen:
4) Kohlendioxid reagiert mit Calziumhydroxid unter Bildung von ..... und .....
5) Calziumcarbonat bildet mit Kohlendioxid in Wasser Calzium-Ionen und Hydrogencarbonat-Ionen (Ca-hydrogencarbonat).

Die klare Lösung vom vorigen Versuch entspricht einem sehr harten Wasser. Wird sie erhitzt, so steigen CO2 -Bläschen auf und es scheidet sich Kalk ab.
Reaktionsgleichungen:
6) Aus Calzium-Ionen und Hydrogencarbonat-Ionen bildet sich Calziumcarbonat, ..... und ..... .

Kalk

Calziumcarbonat tritt vor allem als Kalkstein, Marmor und Kreide auf. Kalkgestein stammt aus Ablagerungen von Meeresorganismen und besteht großteils aus CaCO3
Calziumcarbonat ist ein wichtiger Rohstoff für die Industrie (Stahl-, Zucker-, Glas-, Düngemittel-, Baustoff, Papier-Industrie, etc.). 
 

Reaktionsgleichungen:
7) Beim Brennen von Kalk (T>1000°C) entsteht Calziumoxid (Brannt-Kalk) und Kohlendioxid aus Calziumcarbonat.
8) Die Reaktion von Calziumoxid mit Wasser wird als "Kalklöschen" bezeichnet.
9) Calziumhydroxid (gelöschter Kalk) reagiert mit Kohlendioxid zu ...... und ..... .

"Soda"

Natriumcarbonat, Na2CO3 kommt in Salzseen vor, wird heute aus Ammoniak, Kochsalz und Kohlendioxid hergestellt. Verwendung: Glas-, Papier-, Zellstoff-, Seifen- und Waschmittel-Industrie. Natriumcarbonat wirkt in Lösung basisch, da Salze schwacher Säuren aus dem Wasser H3O+ -Ionen entfernen.  => Säuren und Laugen

Reaktionsgleichungen:
10) Aus Wasser, Kohlendioxid und Ammoniak bildet sich Ammoniumhydrogencarbonat.
11) Ammoniumhydrogencarbonat und Natriumchlorid reagieren zu Natriumhydrogencarbonat und Ammoniumchlorid.
12) In der Hitze zerfällt Natriumhydrogencarbonat zu Natriumcarbonat, Wasser und Kohlendioxid.

"Speisesoda"

NaHCO3, Natriumhydrogencarbonat ("Speisesoda", "Natron", "Na-bicarbonat", "Speisenatron") ist ein häufig verwendeter Stoff. Im täglichen Leben begegnet man ihm in Backpulver, Brausepulver, als Antiacidum (gegen zuviel Magensäure) und in Feuerlöschern.

Backpulver enthält Stärke, NaHCO3 und ein saures Salz.
Stärke (verhindert das Zusammenkleben des Pulvers) verkohlt, CO2 trübt die Ca(OH)2-Lsg., H2O kondensiert im Reagenzglas. Reaktionsgleichung 12)

Backpulver

Backpulver enthalten immer ein Carbonat, zumeist handelt es sich um NaHCO3, das in der Hitze zerfällt (s. Reaktion 12).
Zumeist enthalten Backpulver Mehl oder Stärke als Trennmittel. Die meisten Backpulver enthalten zudem ein saures Salz (Pyrophosphat oder ein Salz der Weinsäure) und manchmal auch eine feste Säure.
Das saure Salz bzw. die feste Säure bildet bei Kontakt mit Wasser H3O+ -Ionen, die dann mit dem Carbonat reagieren und zur Bildung von H2O und CO2 führen. Es handelt sich um das gleiche Prinzip, wie bei Brausepulver.
Das "Hirschhornsalz" ("kohlensaures Ammonium") ist Ammoniumcarbonat. Es wird vor allem beim Backen von Lebkuchen verwendet und zerfällt zu Ammoniak, Wasser und Kohlendioxid. (siehe Reaktion 6).

Reaktionsgleichungen:
13) Mit Natriumhydrogencarbonat kann Magensäure neutralisiert werden.
14) Na-Hydrogencarbonat als Feuerlöschmittel.

"Pottasche"

Kaliumcarbonat, K2CO3 wurde früher aus Holzasche gewonnen. Kaliumcarbonat ist ein wichtiger Rohstoff für die Seifen- und die Glasindustrie.

Reaktionsgleichungen:
15) Aus Kaliumhydroxid und Kohlendioxid kann man Kaliumcarbonat herstellen.

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