Der Natürliche Kalkkreislauf?

Moin, ich muss in ein paar Tagen einen Vortrag zum natürlichem Kalkkreislauf halten. Könnt ihr mir einmal sagen, ob ich das ganze richtig verstanden habe:

  • In der Atmosphäre befindet sich ein wenig Co2
  • Co2 löst sich im Wasser zu Kohlensäure, wenn es Regnet reagieren die Regentropfen mit den Co2 und es entsteht die Kohlensäure
  • Wenn nun das köhlensäurehaltige Wasser über Kalkstein fließt, wird der Kalkstein durch das Wasser (die Säure) zu wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat zersetzt.
  • Dieses Wasser, mit dem wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat, nennt man auch "hartes Wasser"
  • Dieses gelangt dann in das Grundwasser und fließt ins Meer
  • Es kann aber auch sein (das ist häufiger der Fall), dass das harte Wasser in Tropfsteinhöhlen an den Stalaktiten und Stalakmiten herunterfließt und verdunstet.
  • Dadurch bleibt nurnoch Kalk zurück, welcher mehr talaktiten und Stalakmiten bildet, und Wasser und Kohlendioxid. Das Wasser fließt weiter ins Grundwasser und das Kohlendioxid geht wieder in die Luft
  • Nun gibt es Tiere im Wasser, die für die Bildung ihrer Schalen Kalk brauchen
  • Sterben die Tiere sinken die Schalen auf den Meeresgrund und werden in vielen Jahren zu Kalkstein
  • Von Zeit zu Zeit sammelt sich nun Kalkstein
  • Dieser Kalkstein kann durch tektonische Plattenbewegungen dann zu Bergen aufgetürmt werden
  • Dadurch entstehen neue Kalkgebirge auf welche dann wieder Regen fallen kann
  • Der Kreislauf ist nun geschlossen

Ist das alles so richtig? Und wenn ja habe ich die Frage, woher kriegen den jetzt die Tiere im Wasser das Kalk um ihre Schalen zu bauen?

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Kann ich anhand der Säurekonstante ermitteln, in welchen Molmengen die Reaktionspartner in einer Säuredissoziation in Wasser vorliegen?

Angenommen ich habe eine 0,1 molare Ammonium-Lösung in Wasser. Der pKs von Ammonium ist 9,2.

Somit ist die Säurekonstante Ks von Ammonium 10^-9,2 mol/L

Wenn ich jetzt wissen möchte, zu wie viel Mol Hydronium-Ionen und wie viel Mol Ammoniak die 0,1 mol Ammonium in einem Liter Wasser dissoziieren, kann ich das dann mit diesen Angaben ermitteln?

Die Reaktion ist NH4++H2ONH3+H3O+

Das Massenwirkungsgesetz wäre hiermit:



Da jedes Hydronium-Ion mit der Bildung eines Ammoniakmoleküls einhergeht, ergibt sich bei bekannter Ammoniumkonzentration und bekannter Säurekonstante Ks: [H3O] wäre demnach 0,000007943282347 mol/L

Wenn aber von 0,1 mol/L Ammonium 0,000007943282347 mol/L zu Hydronium dissoziieren, dann liegen ja eigentlich nur 0,099992056 mol Ammonium vor. Ensprechend müsste im Massenwirkungsgesetz dann stehen:

Aber dann wäre das Ergebnis für [H3O] wiederum anders, mit 0,000007942966862 mol/L anstatt 0,000007943282347 mol/L.

Was mache ich falsch, bzw. wie werden die Konzentrationen der Reaktionspartner im Massenwirkungsgesetz bei gegebener Säurekonstanten und gegebener Ausgangskonzentration der Säure korrekt berechnet?

Mir ist bewusst, dass bei schwachsen Säuren dieser Unterschied in der Konzentration vor und nach Dissoziation vernachlässigt werden kann, da er sehr gering ist. Dennoch möchte ich es genau wissen. Und bei mittelstarken Säuren ist das wie ich meine auch ein echtes Problem.

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Säure und Basen?

Ich habe eine kleine Frage zu der Definition von Basen und Säuren:

1.      Basen sind Reinstoffe, die mit Wasser zu Hydroxidionen reagieren. Heute habe ich gelesen, dass diese ebenfalls Protonenakzeptor sind in Form von H+ Ionen (Ist das richtig?). Stellt man sich die Reaktion von einer Base und einem Alkalimetall vor, so wird deutlich, dass das Wasser bei den Reaktionen ein H+ Ion abgibt (also in dieser Reaktion die Rolle einer Säure „einnimmt“)  dabei entsteht zwangsläufig ein positiv geladenes „Alkalikation“, Hydroxidionen und Wasserstoff. Zu meiner Frage, „wohin“ ist das H+ gegangen und welcher Reaktionspartner würde in diesem Falle eine Base darstellen (Habe am Anfang gedacht, dass es vielleicht das Alkalimetall selber ist, aber es nimmt ja kein H an)? Handelt es sich bei der Definition um das Abgeben und Annehmen (Säure und Base) von „allgemein“ Protonen oder spezifisch durch das Weitergeben von H+ Ionen?

2.      Lauge: Als Laugen beschreibt man die Lösung von „Alkalihydroxiden“ im Wasser, richtig?  Sind dabei alle anderen alkalischen Lösung, also die nicht durch das Reagieren von einem Alkalimetall und Wasser entstanden sind, keine Laugen? Also bezieht sich die Definition nur auf Alkalimetalle?

3.      Index: Oft sehe ich in Reaktionsgleichungen von Säuren und Basen, dass die „Hs“ zusammengefasst werden:

HCl +H₂O → CL-1 H3O+1 (ich weiß nicht, wie man + anders angibt auf der Tastatur)

Darf man quasi die Hs bei solchen Reaktionen immer „zusammenfassen“ im Index?

 

 

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