Kohlensäure

Kohlensäure, chemische Formel H2CO3, ist eine schwache, zweiseitig dissoziierende Säure, die entsteht, wenn Kohlenstoffdioxid in Wasser gelöst wird. In wässrigen Lösungen dominiert CO2(aq); Kohlensäure wird oft als H2CO3 bezeichnet, da CO2 und H2CO3 im Gleichgewicht stehen. Die erste Dissoziationsstufe hat pKa1 ≈ 6,35 und die zweite pKa2 ≈ 10,33 bei 25 °C.

Vorkommen und Bedeutung: Kohlensäure bildet sich natürlicherweise in Gewässern durch Auflösung von CO2 aus der Atmosphäre. Sie fungiert als Puffer des pH-Werts und spielt eine zentrale Rolle im Kohlendioxid-Bicarbonat-Carbonat-System von Böden, Seen und Ozeanen. Verwitterung und Karstprozesse werden durch Reaktionen mit Kalkstein beeinflusst, beispielsweise CaCO3 + CO2 + H2O → Ca2+ + 2 HCO3-.

Herstellung und Verwendung: Industriell wird CO2 in Wasser gelöst, um Kohlensäure zu erzeugen, die in kohlensäurehaltigen Getränken verwendet wird. In der Physiologie dient das CO2/HCO3--System als wichtiger Puffer im Blut und reguliert den Säuregrad von Geweben.

Eigenschaften und Sicherheit: Kohlensäure ist eine schwache Säure; der pH-Wert von Lösungen hängt von der CO2-Konzentration ab. In Getränken verleiht sie dem Wasser Spritzigkeit. Kohlendioxidgas kann in geschlossenen Räumen gefährlich sein, da es die Sauerstoffzufuhr verdrängt.