Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 01.08.2018, 15:12   #1   Druckbare Version zeigen
Aecius  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
pH-Wert im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht

Hallo,

ich beschäftige mich aktuell aus persönlichem Interesse (Aquaristik) mit dem Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. An einigen Stellen stoße ich leider trotz intensiver Recherche auf Unklarheiten, die ich hier aufzulösen hoffe.

Hauptsächlich geht es um folgende drei Sachverhalte:

1. Durch Belüftung von Wässern, die sich im KKG befinden, kann freies (zugehöriges) CO2 ausgetrieben werden, sodass ein Defizit an zugehöriger Kohlensäure auftritt. Hierbei steigt der pH Wert gegenüber dem Gleichgewichts pH an und Kalk wird abgeschieden. Meine Frage: Worauf genau ist dieser pH-Anstieg zurückzuführen?

Meine Überlegung war, dass der erhöhte pH-Wert auf den "Zerfall" von Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3- --> CO2 + OH-)zurückzuführen sein könnte. Dann würde aber kein Kalk/CaCO3 abgeschieden werden (?), sondern lediglich eine Entgasung in Kombination mit dem pH-Anstieg stattfinden. In der Reaktionsgleichung zur Kalkabscheidung/Kesselsteinentstehung, erkenne ich aber keinen pH-Wert Anstieg.

2. Bei der Entstehung von Kesselstein tritt als Produkt u.a. CO2 auf. Geht dieses, wenn das Wasser doch CO2 untersättigt ist, sofort wieder in Lösung, bildet neue Kohlensäure und wirkt pH-senkend, oder steigt es auf und entweicht als Gas?

3. In dem Vorlesungsskript einer Chemievorlesung habe ich die herausgefunden, dass die Sättigungskonzentration von CO2 in Wasser bei 20°C und 1 Atm (Henry-Gesetz) 0,51 mg/l beträgt. Beim Gasaustausch mit der Umgebungsluft, wird also in der Regel das gelöste CO2 ausgetrieben, da ein Partialdruckgefälle zur Luft herrscht. Die Frage: Entweicht aus einem Wasser, welches sich im KKG befindet, lediglich überschüssiges (=kalkaggressives) CO2, oder auch zugehöriges freies CO2? Ist eine Verschiebung zum kalkabscheidenden Charakter damit quasi "unumgehbar"?

Ich würde mich wirklich freuen, wenn mir jemand eine kurze (oder längere) Antwort auf diese drei Fragen geben könnte.

Ich habe bei meiner Recherche neben so ziemlich jeder erdenklichen aquaristischen Quelle, auch schon Veröffentlichungen über Gruben-, Abwässer, biogene Entkalkung usw. durch. Aber leider sind die Quellen entweder zu "trivial" oder die Sachverhalte werden als völlig ersichtlich und bekannt vorausgesetzt

Viele Grüße
Jan
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Alt 09.08.2018, 13:11   #2   Druckbare Version zeigen
no_body  
Mitglied
Beiträge: 596
AW: pH-Wert im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht

Zitat:
1. Durch Belüftung von Wässern, die sich im KKG befinden, kann freies (zugehöriges) CO2 ausgetrieben werden, sodass ein Defizit an zugehöriger Kohlensäure auftritt. Hierbei steigt der pH Wert gegenüber dem Gleichgewichts pH an und Kalk wird abgeschieden. Meine Frage: Worauf genau ist dieser pH-Anstieg zurückzuführen?
Der Text sagt dazu: "Defizit an zugehöriger Kohlensäure". Also weniger Säure = höherer pH-Wert.

Zitat:
Meine Überlegung war, dass der erhöhte pH-Wert auf den "Zerfall" von Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3- --> CO2 + OH-)zurückzuführen sein könnte. Dann würde aber kein Kalk/CaCO3 abgeschieden werden (?), sondern lediglich eine Entgasung in Kombination mit dem pH-Anstieg stattfinden. In der Reaktionsgleichung zur Kalkabscheidung/Kesselsteinentstehung, erkenne ich aber keinen pH-Wert Anstieg.
Reaktionsgleichung zur Kalkabscheidung/Kesselsteinentstehung:

Ca(HCO3)2 --> CaCO3 + CO2

CaCO3 ist in Wasser weniger basisch als Ca(HCO3)2.
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Alt 09.08.2018, 13:19   #3   Druckbare Version zeigen
no_body  
Mitglied
Beiträge: 596
AW: pH-Wert im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht

Zitat:
2. Bei der Entstehung von Kesselstein tritt als Produkt u.a. CO2 auf. Geht dieses, wenn das Wasser doch CO2 untersättigt ist, sofort wieder in Lösung, bildet neue Kohlensäure und wirkt pH-senkend, oder steigt es auf und entweicht als Gas?
Wenn das Wasser noch CO2 aufnehmen kann dann bleibt es darin, ohne den Kesselstein zu lösen.
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Stichworte
aquaristik, aquarium, co2, kalk kohlensäure

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