Kalk, Calciumcarbonat CaCO₃

(lime)

Stoffsystem

Kalk, bzw. Calciumcarbonat ist ein Salz der Kohlensäure. Viele Gebirge wie die Schwäbische Alb, die Kreidefelsen in Rügen oder die Dolomiten bestehen hauptsächlich aus Kalk. Häufig finden sich dort Versteinerungen von ehemaligen Meerestieren. Vor vielen Millionen Jahren war der Meeresspiegel so hoch, dass er die damaligen Gebirge überragte. Der folgende Kreislauf soll zeigen, wie diese Gebirge entstanden.

In unserer Atmosphäre befindet sich in geringer Menge immer das Gas Kohlendioxid. Dieses löst sich gerne im Wasser, deshalb enthält das Regen- oder das Grundwasser immer gelöstes Kohlendioxid, bzw. Kohlensäure:

1. Schritt des Kreislaufs: Kohlendioxid + Wasser -> Kohlensäure

Fließt das kohlensäurehaltige Wasser über Kalkstein, wird der Kalk durch die Säure zu wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat zersetzt:

2. Schritt: Kohlensäure + Calciumcarbonat -> Calciumhydrogencarbonat

Das calciumhydrogencarbonathaltige Wasser (hartes Wasser) wird über das Grundwasser weggeschwemmt. Überall dort, wo Wasser verdunstet oder erhitzt wird, wandelt sich das Calciumhydrogencarbonat wieder zu Kalk und Kohlendioxid um. Dabei werden die ersten beiden Schritte umgedreht:

3. Schritt: Calciumhydrogencarbonat -------> Calciumcarbonat + Kohlendioxid + Wasser

Dieser Vorgang findet in der Natur vor allem in Tropfsteinhöhlen statt. Das am Tropfstein herunterfließende Wasser verdunstet langsam und bildet Kalk (Tropfstein). Verdunstet hartes Wasser in Wasserrohren, zum Beispiel in Kaffeemaschinen, bilden sich ebenfalls Kalkablagerungen, das Rohr verkalkt.

Die größte Menge an Kalk stellen jedoch die Meerestiere wie Korallen, Schnecken und Muscheln her. Sie bauen mit Hilfe des harten Wassers ihre Kalkgehäuse und geben dabei Kohlendioxid und Wasser an die Umgebung ab. Damit schließt sich der Kalkkreislauf. Die Kalksteingebirge wurden auf diese Art und Weise erschaffen!

Häufig wird nicht klar unterschieden zwischen gebranntem Kalk (Calciumoxid CaO), gelöschtem Kalk/Kalkhydrat (Calciumhydroxid Ca(OH)2 und Kalkstein (Calciumcarbonat CaCO₃).

Herstellung und Anwendung

Umwelteinfluss und Gesundheit

Abwasserreinigung/Trinkwasseraufbereitung

Bei der Abwasserneutralisation wird vorwiegend Kalkhydrat, aber auch gebrannter Kalk eingesetzt. Letzterer wird erst durch Löschen mit Wasser in Calciumhydroxid übergeführt. Zudem wird Kalk in der Abwassertechnik zur Konditionierung von Schlamm oder als Fällmittel eingesetzt (meist in Kombination mit Neutralisation).

Links zum Thema