HosteDenis schreef:Ook zit in kraantjswater een zekere hardheid, veroorzaakt door carbonaten van Ca en Mg, die dan oplossen tot 2+ ionen. Bij afwezigheid van CO₂ lossen deze echter minder goed op, en heb je dus kalkvorming. Misschien bedoelen ze dat de emmer die een uur geleden getapt is reeds een deel Ca en Mg meer hebben laten oplossen? Dat klinkt wel zeer vergezocht en ik denk niet dat het antwoord zover moet gezocht worden.

Denis

Oorspronkelijk bericht kwam van HosteDenis uit het topic: Aantal mol H₂O

Om de discussie in het voorgenoemde topic niet tezeer af te laten dwalen, heb ik deze topic even aangemaakt.

Kan iemand me uitleggen hoe het komt dat deze ionen slechter oplossen bij afwezigheid van CO₂

Ikzelf zou eerder verwachten dat ze dan net aan oplosbaarheid verliezen. Hieronder ga ik mijn denkwijze even verder toelichten. (niet dat ik beweer dat bovenstaande fout is, maar het verbaast me, en ik zou graag weten hoe dit komt )

Allereerst bekijk ik het misschien wat té simpel, maar ik zou verwachten dat de oplosbaarheid daalt omdat er oa. meer ionen in oplossing zitten.

Voor zover ik weet gaat CO₂ oplossen in water onder de vorm van carbonaten en waterstofcarbonaten (en ik zeer weinige maten de carbonzuren) volgens volgend reactieprincipe

CO₂ + H₂0 --> H₂CO₃

Dit koolzuur gaat op zijn beurt weer splitsen (voor het grote deel) in

H₂CO₃ --> H⁺ + HCO₃^-

Hiervan gaat weer een deel splitsen in:

HCO₃^- --> H⁺ + CO₃^2-

Dit carbonaat zal gaan binden met bv. Ca²⁺ en Mg²⁺ ter vorming van een carbonaatneerslag.

Het feit dat het neerslaat, wil zeggen dat de concentratie aan deze ionen in het water nu net daalt.

Om die reden zou ik verwachten dat de concentratie (of oplosbaarheid) daalt bij aanwezigheid van carbonaten (die het gevolg zijn van de CO₂)

Zelfs als ze niet zouden neerslaag, zitten er gewoon plots 'meer' ionen in de oplossing. Als we aanemen dat deze ionen geen neerslag geven, zou het wel simpelweg betekenen dat de 'verzadiging' van het water groter is. (niet veel, maar toch. Alle beetjes tellen mee).

Hierdoor zou de oplosbaarheid ook minder groot worden voor de calcium -en magnesiumionen.

Welk principe speelt een rol hier? Waar faalt mijn redenering?

Nogmaals: ik probeer de oorspronkelijke stelling niet teniet te doen, maar het intrigeert me dat hier iets gebeurt wat ik niet thuis kan brengen. Vandaar graag extra uitleg, en vooral: waarom gelden bovenstaande redeneringen niet in dit geval.

De oplosbaarheid van CO₂ in water wordt voor een groot deel veroorzaakt door het feit dat deze stof met water reageert tot H⁺ en HCO₃^-:

CO₂ + H₂O --> H⁺ + HCO₃^-

Een heel klein beetje lost op als CO₂, maar dat is verder niet zo belangrijk.

Waar het om gaat is dat CO₂ in aanwezigheid van water kan reageren als een zwak zuur. Het kan dus ook reageren met een base als CO₃^2-:

CO₂ + CO₃^2- --> 2 HCO₃^-

Dit kan ook wanneer het CO₃^2- aanwezig is als CaCO₃. Hierdoor wordt CaCO₃ dus (meer) oplosbaar. Het draait hier dus niet om de oplosbaarheid van Ca²⁺ ionen in het algemeen (daar is in het algemeen ook niks over te zeggen), maar specifiek over de oplosbaarheid van het (anderzins slecht oplosbare) CaCO₃. Ook andere slecht oplosbare basische calciumzouten, zoals calciumfosfaat, kunnen op deze manier beter oplosbaar worden.

Overigens: CO₂ blijft een zwak zuur, ook voor de eerste dissociatiestap geldt dat het evenwicht sterk links ligt. De tweede dissociatiestap (HCO₃^-/CO₃^2-) kun je verwaarlozen. Deze treedt bij het oplossen van CO₂ niet op. Bij het oplossen van CO₂ ontstaan geen carbonzuren, dit gebeurt alleen in een reducerende omgeving, en dan nog niet vanzelf.

Voor de volledigheid: Je redenering faalt dus vanwege je aanname dat het oplossen van CO₂ tot een zodanige toename van de concentratie CO₃^2- zou leiden dat Ca²⁺ ermee zou neerslaan.

Je redenering geldt overigens wel voor een oplossing van Ca(OH)₂. Dat is een goed oplosbaar calciumzout dat door reactie met CO₂ tot een toename van de CO₃^2- concentratie leidt, een toename die tot neerslag van CaCO₃ kan leiden. Het aantonen van CO₂ met kalkwater is hierop gebaseerd.

Echter, ook in dit geval geldt: Voeg je na het ontstaan van de neerslag nog meer CO₂ toe, dan zal dit leiden tot het opnieuw in oplossing gaan van de neerslag.

Een zeer uitgebreid antwoord, waarvoor dank!

Dus als ik het goed snap gaat je CO₂ reageren met de aanwezige carbonaten ter vorming van waterstofcarbonaat-ionen.

Het gevolg hiervan is dat er minder carbonaationen over zijn voor de neerslagreactie met je aardalkali's.

Achteraf gezien is hier best wel een logica terug te vinden.

Dat is ook hoe druipsteengrotten ontstaan. Hard water als grondwater (water met Ca dus) suipelt door de grondlagen; Dit water bevat natuurlijk ook een concentratie CO2, dat het opnam aan het aardoppervlak. Bij doorsijpelen komt het toevallig terecht in ondergrondse grotten, waar de CO2-concentratie lager is dan aan het aardoppervlak, waardoor het hard water koolzuurgas afstaat aan de lucht, waardoor het kalk minder goed oplost en dus stalagmieten en stalagtieten gevormd worden.

Denis

Misschien hier nog even op inpikken

CO2 + CO32- --> 2 HCO3-

Deze vergelijking lijkt me op zich niet te kloppen.

Hoe een carbonaat en een dioxidegroep kunnen recombineren tot een waterstofcarbonaat-ion lijkt me niet duidelijk.

Ik neem aan dat hier een verwarring is? (in de zin van: even wat doorheen gehaald).

Een mogelijkheid die ik me kan inbeelden is:

CO₂ + H₂0 --> HCO₃^- + H⁺

Waarbij het overgebleven proton zich aan de aanwezige carbonaten zal binden.

Is dit ook wat er gebeurt in die specefieke reactie, of zit het anders?

ToonB schreef:Misschien hier nog even op inpikken

Deze vergelijking lijkt me op zich niet te kloppen.

Die klopt ook niet. Voor of boven de pijl dient nog H₂O te staan.