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.
Kohlensäure
