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Calciumcarbonat

Reaktivität von Calciumcarbonat

Kalkbrennen und Kalklöschen

Beim Kalkbrennen wird Kalkstein, CaCO3, auf 900-1200 °C erhitzt (calciniert), wobei es in Calciumoxid, CaO, (Branntkalk) und Kohlendioxid zerfällt.

CaCO 3 CaO + CO 2 ( ΔH° = + 178,4 kJmol-1 )

Der gebrannte Kalk reagiert mit Wasser unter starker Wärmeentwicklung zu Calciumhydroxid, Ca(OH)2, (gelöschter Kalk).

CaO + H 2 O Ca ( OH ) 2 ( ΔH° = 65,19 kJmol-1 )

Gibt man gebrannten Kalk in Wasser (Nasslöschen), so entsteht eine stark basisch wirkende wässrige Lösung von Ca(OH)2 (Kalkwasser). Bei geringerer Wassermenge entsteht eine wässrige Ca(OH)2 - Suspension (Kalkmilch), während Branntkalk beim Umsatz mit der doppelten äquivalenten Menge Wasser (Trockenlöschen) in Form eines weißen, amorphen Pulvers Ca(OH)2·n H2O (Kalkhydrat) anfällt.

Löslichkeit von Kalk

Während Calciumcarbonat in reinem Wasser nahezu unlöslich ist, erhöht sich die Löslichkeit in kohlensäurehaltigem Wasser. Bei dieser Reaktion kommt es zur Bildung von Calciumhydrogencarbonat, Ca(HCO3)2, (Calciumbicarbonat).

CaCO3+ H2O+ CO2 Ca(HCO3)2

Die Rückreaktion dieses Gleichgewichts ist bedeutsam für die Bildung von Kesselstein. Das im Leitungswasser (Trinkwasser oder Brauchwasser) enthaltene Calciumhydrogencarbonat fällt beim Erhitzen und zum Teil schon beim Verdunsten infolge des geringeren CO2 -Gehaltes von warmem Wasser als CaCO3 aus, das sich als isolierende Schicht auf die heißeste Stelle der Dampfkessel legt. Ein gelegentliches Abplatzen dieser Schicht kann dazu führen, dass das Wasser an die heiße Metalloberfäche des Kessels gelangt und schlagartig verdampft. Dieses Phänomen kann zu gefährlichen Explosionen führen (Kesselsteinexplosionen).

Reaktion mit Säuren

Bei der Umsetzung von Calciumcarbonat mit schwachen oder starken Säuren wie Essigsäure, Salzsäure oder Schwefelsäure bilden sich unter CO2 -Entwicklung die Calciumsalze der entsprechenden Säuren sowie Wasser.

CaCO3+ 2H+ Ca2++ CO2+ H2O

Flammenfärbung

Beim Einbringen von Calciumsalzen in die entleuchtete Bunsenbrennerflamme entsteht eine ziegelrote Flammenfärbung, hervorgerufen durch mehrere rote und grüne Spektrallinien.

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