Vereinfachtes Kohlensäure-System
Wenn
man
Berechnungen
im
Kohlensäuresystem
durchführen
muss,
versucht
man,
das System übersichtlicher zu machen und vereinfacht es.
Man
verzichtet
auf
die
Angabe
der
Kohlensäure
selbst,
da
sie
nur
in
sehr
geringen
Konzentrationen im Wasser vorliegt.
Die
Reaktionsgleichung
wird
so
dargestellt,
als
ob
sich
aus
CO
2
und
Wasser
direkt
Hydrogencarbonat
bildet.
Damit
die
Rechnungen
trotzdem
genau
bleiben,
werden
die
beiden
Massenwirkungskonstanten
der
Ausgangsreaktionen
zu
einer
neuen
zusammengefasst.
Das erweiterte CO
2
wird hier ohne Index verwendet.
Im vereinfachten Kohlensäuresystem gibt es dann noch 3 Kohlensäureformen:
CO
2
HCO
3
-
CO
3
2-
Kohlendioxid Hydrogencarbonat Carbonat
Auch
in
diesem
vereinfachten
Kohlensäuresystem
kann
man
die
Kohlensäureformen
in
einer Gleichung zusammenfassen.
Die Kohlensäureformen liegen in unterschiedlichen Anteilen im Wasser vor. Wie groß
die Anteile sind, hängt allein vom pH-Wert (H
+
) des Wassers ab.
Ist der pH niedrig, liegen also viele H
+
-Ionen im Wasser vor, so ist das
Reaktionsgleichgewicht ganz nach links verschoben, es liegt überwiegend CO
2
im
Wasser vor, wenig Hydrogencarbonat und so gut wie kein Carbonat.
Ist der pH hoch, liegen also wenige H
+
-Ionen im Wasser vor, so ist das
Reaktionsgleichgewicht ganz nach rechts verschoben, es liegt überwiegend Carbonat
im Wasser vor, wenig Hydrogencarbonat und so gut wie kein CO
2
.
Im mittleren pH-Bereich überwiegt Hydrogencarbonat und die Anteile an CO
2
und
Carbonat sind gering.
Diese relativen Anteile der Kohlensäureformen sind in der Abbildung halblogarithmisch
für ein geschlossenes System bei 10 °C dargestellt.