Wie stellt man Kohlensäure her?
4 Antworten
Kohlensäure H₂CO₃ kann man aus Alkalicarbonaten oder Hydrogencarbonaten mit HCl in nichtwäßrigen Lösungsmitteln herstellen. Am einfachsten gelingt es in Ether bei −35 °C, wobei man ein bei −48 °C schmelzendes Etherat H₂CO₃⋅Et₂O erhält, das bis −5 °C beständig ist. Eine exotische Syntheseroute zu reiner, nicht etherstabilisierter Kohlensäure führt über KHCO₃ und HCl bei −195 °C; man sublimiert bei −100 °C und erhält die reine Kohlensäure als farblosen Festkörper.
Kohlensäure zerfällt in einer Gleichgewichtsreaktion zu CO₂+H₂O, hat aber keinen effizienten Reaktionsweg zur Gleichgewichtsinstellung; der Zerfall wird aber von Wasser katalysiert und läuft daher autokatalytisch ab, weil jeder Zerfall ein neues H₂O erzeugt, das dann andere H₂CO₃-Moleküle angreift.
In wäßrigen CO₂-Lösungen sind ca. 99.7% des CO₂ physikalisch gelöst und stehen im Gleichgewicht zu 3‰ H₂CO₃, das eine mäßig starke Säure ist und mit Wasser zu Hydrogencarbonat reagiert:
H₂CO₃ + H₂O ⟶ H₃O⁺ + HCO₃⁻ pK₁=3.88
meist gibt man jedoch eine „scheinbare“ Säurekonstante an, nämlich für die Reaktion
CO₂ + 2 H₂O ⟶ H₃O⁺ + HCO₃⁻ pK₁=6.35
und in dieser Konvention ist die „Kohlensäure“ (sprich: gelöstes CO₂) nur eine schwache Säure.
Kohlenstoffdioxid CO2 löst sich als Gas in Wasser H2O. Davon reagiert ein ganz kleiner Teil zu Kohlensäure H2CO3.
Aus Wikipedia: Im Labor ist es gelungen, Kohlensäure (im engeren Sinn) als Reinsubstanz zu erzeugen. Bei tiefen Temperaturen und unter absoluter Abwesenheit von Wasser oder Metallionen (beide katalysieren stark die Zersetzungsreaktion zu Kohlenstoffdioxid und Wasser) kann die Kohlensäure H2CO3 als wasserklare, farblose Flüssigkeit dargestellt werden.
Reine Kohlensäure ist nur unter sehr drastischen Bedingungen herstellbar.
Wie schon korrekt erwähnt, entsteht eine schwache Lösung durch Reaktion von Kohlendioxid mit Wasser (unter Druck).
Indem man Kohlendioxid in Wasser "einpresst" / durch"blubbern" lässt. Dann löst sich ein Teil des CO2 im Wasser, das Ergebnis ist Kohlensäure.
(So wie es ein "Sodastream" oder andere dieser Wassersprudler machen.)