Das Karbonatsystem im Wasser
Die Löslichkeit für Kohlendioxids liegt im Wasser 50 mal höher als für Sauerstoff. Ungefähr 0,2% davon gehen in Kohlensäure (H2CO³) über. Bei Zufuhr von CO² sinkt der pH-Wert.
Die Kohlensäure ist dissoziiert aber auch im Wasser. Die Karbonhärte, auch beschrieben als CaCO³, ergibt sich aus den im Wasser gelösten Carbonaten wie Calciumhydrogencarbonat und Calciumcarbonat.
Diese Härte verschwindet aber beim Kochen des Wassers. Die Carbonate bleiben aber nur beständig, wenn ein bestimmter CO²-Wert vorhanden ist. Man kann also folgendes Gleichgewicht ausdrücken:
Ca(HCO³)² ------> CO²-Defizit-----> CaCO³ + CO² + H²O
CaCO³ + CO² + H²O --------> CO²-Überschuss -----> Ca(HCO³)²
Es besteht ein Gleichgewicht zwischen Kohlendioxid, dem Gehalt an Hydrogencarbonat und pH-Wert.
Im schwach alkalischen Meerwasser (pH um 8- 8,5) ist fast alles CO² als Hydrogencarbonat gebunden, je höher der pH-Wert ist, desto eher überwiegen die Karbonate.
Das Karbonatsystem im Wasser ist, als Gemisch einer schwachten Säure (Kohlensäure) mit ihren Salzen, ein Puffer im chemischen Sinn. Der pH-Wert wird also so stabilisiert.
Gibt man eine Säure zu dem Puffer, so werden zunächst die H⁺-Ionen vom Hydrogencarbonat gebunden. Es entsteht Kohlensäure, die aber zum größten Teil zerfällt. Der verbliebene rest dissoziiert, so dass der pH-Wert annähernd konstant bleibt.
Das Puffervermögen des Wassers ist abhängig von dessen Härte. Hartes Wasser ist ein viel besserer Puffer. Besonders im Meer ist die Pufferung wichtig. Bei größeren pH-Schwankungen, besonders unter 8, nehmen die marinen Bewohner Schaden. Die Karbonhärte liegt im tropischen Meer bei ca. 10 °dKH.
Im Meer erfüllt die Karbonhärte aber noch einen weiteren Zweck. Viele Tiere benötigen für den Aufbau ihres Skelettes gelösten Kalk. Insbesondere Steinkorallen können den gelösten Kalk in großen Mengen aufnehmen. Dieser Kalk besteht aus zwei Komponenten: Calcium und Karbonathärte. Fehlt einer der Stoffe oder gar beide, gibt es Mangelerscheinungen bei den Tieren, die bis zum Absterben führen können.
Quellen: http://www.strecker24.de/infos/das_aquar…bonathaerte.htm
