Begründe die Kesselsteinbildung ( Kalciumcarbonal)
Hallo Folgende Chemieaufgabe wurde mir gegeben:
Kesselstein entsteht da, wo Wasser erhitzt wird. Dabei spielt das im Wasser gelöste Kalciumcarbonat kaum eine Rolle. Viel mehr sind hierfür die gelösten Ca 2- (Carbonat) und HCO- 3 (Hydrogencarbonat) Mit höherer Temperatur nimmt die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeit ab.
Aufgabe: Befründe die Kesselsteinbildung!
Meine bisheriger Ansatz: Da sich Gase bei höherer Temperatur nicht gut im Flüssigem lösen können, reagiert das Carbonat mit dem Hydrogencarbonat zu Kesselstein.
Ist das richtig? Wenn ja wie kann ich das besser beschreiben, sozusagen ,,ausschmücken"?
Ich bitte um schnelle Antwort :-) Vilen lieben dank :-)
2 Antworten
Ca2- ist nicht Carbonat, sondern das Kalzium-Ion.
Aber fangen wir mal von vorne an: Es regnet...
Wasser verbindet sich in der Luft mit Kohlendioxid und bildet Kohlensäure:
H2O + CO2 -> H2CO3
Der Regen fällt auf die Erde...
In kalkhaltigem Gestein löst die Kohlensäure dieses auf, es entsteht (z.B. in Verbindung mit Calcit) Kalziumhydrogencarbonat:
H2C03 + CaCO3 -> Ca(HCO3)2
und kommt ins Grundwasser...
Kalziumhydrogencarbonat ist wasserlöslich, es bildet sich ein Gleichgewicht...
Ca(HCO3)2 <-> Ca2+ + 2 HCO3-
und von dort über die Wasserleitung in den Teekessel...
So, jetzt wirds wärmer (schließlich steht der Teekessel ja auch auf der Herdplatte) Fassen wir alle bisherigen Reaktionsgleichungen mal zusammen;
H2O + CO2 + CaCO3 <-> Ca2+ + 2 HCO3
Es stellt sich also ein Gleichgewicht zwischen dem im Wasser gelösten CO2 und dem gelösten Calciumhydrogencarbonat ein.
Richtig erkannt: Bei der Erhitzung nimmt die Löslichkeit von Gasen ab!
Das links aufgeführte CO2 entweicht also. Um wieder ein Gleichgewicht zu erreichen, läuft die Gleichung jetzt von rechts nach links: Aus Calciumhydrogenkarbonat bildet sich Wasser und CO2 (welches wieder entweicht) und Kesselstein (also Kalk)
So, das war die einfache Erklärung für den Chemie-Grundkurs. Die komplette Erklärung beinhaltet noch die unterschiedlichen Löslichkeiten von Kalziumcarbonat und Kalziumhydrogencarbonat, die Rolle des gelösten CO2 als "zugehöriger Kohlensäure", die damit verbundene Senkung des pH-Wertes zur Erhöhung der Löslichkeit von Kalziumcarbonat usw.
Das ist aber Stoff für den LK Chemie. Zum Einlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Calciumhydrogencarbonat
Ca2- gibt es nicht, es gibt Ca2+ und das ist Calcium (ionisch).
Es gibt ein Gleichgewicht von Hydrogencarbonat einerseits und Kohlensäure und Carbonat andererseits. Diesem Gleichgewicht wird die Kohlensäure entzogen, wenn das Wasser erhitzt wird, da H2CO3 seinerseits in einem Gleichgewicht mit CO2 und Wasser steht, und CO2 ist in warmem Wasser schlechter löslich.