Calciumbicarbonat

Calciumbicarbonat, auch Calciumhydrogencarbonat genannt, hat die chemische Formel Ca(HCO3)2. Der Begriff bezieht sich nicht auf eine bekannte feste Verbindung; es existiert nur in wässriger Lösung, die Calcium- (Ca2+), Bicarbonat- (HCO-
3) und Carbonat-Ionen (CO2-
3) zusammen mit gelöstem Kohlendioxid (CO2) enthält. Die relativen Konzentrationen dieser kohlenstoffhaltigen Spezies hängen vom pH-Wert ab; in Süßwasser überwiegt Bicarbonat im Bereich von 6,36-10,25.

Alle Wässer, die mit der Atmosphäre in Berührung kommen, absorbieren Kohlendioxid, und wenn diese Wässer mit Felsen und Sedimenten in Berührung kommen, nehmen sie Metallionen auf, am häufigsten Calcium und Magnesium, so dass die meisten natürlichen Wässer aus Bächen, Seen und insbesondere Brunnen als verdünnte Lösungen dieser Bicarbonate angesehen werden können. Diese harten Wässer neigen dazu, Karbonatkesselstein in Rohren und Boilern zu bilden, und sie reagieren mit Seifen, um einen unerwünschten Schaum zu bilden.

Versuche, Verbindungen wie festes Kalziumbikarbonat herzustellen, indem man seine Lösung bis zur Trockenheit verdampft, ergeben stattdessen immer das feste Kalziumkarbonat:

Ca(HCO3)2(aq) → CO2(g) + H2O(l) + CaCO3(s).

Es sind nur sehr wenige feste Bicarbonate außer denen der Alkalimetalle bekannt, mit Ausnahme von Lithium- und Ammonium-Ionen.

Die oben beschriebene Reaktion ist sehr wichtig für die Bildung von Stalaktiten, Stalagmiten, Säulen und anderen Speläothemen in Höhlen und damit auch für die Bildung der Höhlen selbst. Wenn kohlendioxidhaltiges Wasser (einschließlich des von Bodenorganismen aufgenommenen zusätzlichen CO2) durch Kalkstein oder andere kalkhaltige Mineralien fließt, löst es einen Teil des Kalziumkarbonats auf und wird dadurch reicher an Bikarbonat. Wenn das Grundwasser in die Höhle eindringt, wird das überschüssige Kohlendioxid aus der Lösung des Bikarbonats freigesetzt, wodurch sich das viel weniger lösliche Kalziumkarbonat ablagert.

Im umgekehrten Prozess reagiert das im Regenwasser (H2O) gelöste Kohlendioxid (CO2) mit dem Kalziumkarbonat (CaCO3) des Kalksteins und bildet lösliches Kalziumbikarbonat (Ca(HCO3)2). Diese lösliche Verbindung wird dann mit dem Regenwasser weggespült. Diese Form der Verwitterung wird als Karbonatisierung bezeichnet.

In der Medizin wird Kalziumbikarbonat manchmal intravenös verabreicht, um die kardial depressiven Wirkungen der Hyperkaliämie durch Erhöhung der Kalziumkonzentration im Serum sofort zu korrigieren und gleichzeitig die normalerweise vorhandene Säure zu korrigieren.

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