Hydrogenkarbonat

(bicarbonate) Oberbegriff für eine Gruppe der unter bestimmten Umständen in Wasser löslichen Karbonate. Ein Wasserinhaltsstoff der maßgeblich die Karbonathärte (Wasserhärte) bewirkt.

Die Wirkung eines Hydrogenkarbonat im Wassersystem kann anschaulich am Beispiel von Kalziumhydrogenkarbonat verdeutlicht werden:

Kalziumhydrogenkarbonat ist gut in Wasser löslich und bleibt im Wasser nur beständig, wenn das Gleichgewicht  mit der Konzentration an Kohlendioxid (CO2) ausgewogen ist. Verschiebt sich das Gleichgewicht, zerfällt z.B. ein Teil des Kalziumhydrogenkarbonats zu kaum löslichen Karbonat.

Unter Gleichgewichtsbedingungen besteht eine Beziehung zwischen dem Gehalt an Kohlendioxid, dem pH-Wert und dem Gehalt an Hydrogenkarbonaten. Die Verteilung der Bindungsform ist pH-Wert abhängig:

  • Bei pH-Werten unter 6 liegt nahezu alles CO2 gelöst vor, der Karbonatanteil ist sehr gering.
  • Bei pH-Werten zwischen 7 und 8 ist fast alles CO2 als Hydrogenkarbonat gebunden.
  • Bei pH-Werten über 10 ist der überwiegende Teil des CO2 als Karbonat vorhanden. Gelöstes CO2 kommt oberhalb von pH 9 nahezu nicht mehr vor.

Das Karbonatsystem bedingt mit ihren Salzen das Puffervermögen des Wassers. durch das vorliegen einer schwachen Säure (Kohlensäure).  Puffer haben die Eigenschaft  bei Zugabe von Säuren oder Basen, je nach Puffervermögen, den pH-Wert so zu stabilisieren, dass keine nennenswerte pH-Wert Änderung bei Eintritt pH-verändernder Stoffe erfolgt. Grundsätzlich gilt: Je höher die Karbonathärte, desto höher ist der pH-Wert und das Puffervermögen des Wassers. Je mehr Hydrogenkarbonat im Wasser enthalten ist, desto mehr freie H+-Ionen können abgefangen werden. Diese Eigenschaft des Hydrogenkarbonats wird als Säure-Bindungsvermögen (SBV) bezeichnet.

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