Chemistry Reference
In-Depth Information
2.
Winkler R (Hrsg.) (1984) Chemie in Kraftwerken. VEB Deutscher Verlag für
Grundstoffindustrie, Leipzig
3.
Bryknar FZ (1988) Handbuch Wasser. 4. Aufl. (Neubearb.) Vulkan-Verlag, Es-
sen
4.
Salinger CM (1971) Kraftwerkschemie. 2. Aufl. VEB Deutscher Verlag für
Grundstoffindustrie, Leipzig
3.3 Fällentcarbonisierung (Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht)
3.3.1 Aufgabenstellung
Das System CaCO
3
/CO
2
/Ca(HCO
3
)
2
ist in Bezug auf die Löslichkeit von Calcium-
carbonat und Calciumhydrogencarbonat zu untersuchen. Hierzu ist zunächst durch
Reaktion einer CaCl
2
-Lösung mit Na
2
CO
3
-Lösung eine CaCO
3
-Aufschlämmung
herzustellen. Durch Begasen mit CO
2
wird das schwerlösliche CaCO
3
in leicht-
lösliches Ca(HCO
3
)
2
überführt. Dieses wiederum wird mit Kalkmilch (wässrige
Ca(OH)
2
-Lösung) zur Reaktion gebracht und die Enthärtungswirkung in Abhän-
gigkeit von der Kalkmilchzugabe verfolgt.
3.3.2 Theoretische Grundlagen
Wässer, die einen hohen Gehalt an Erdalkaliionen aufweisen (
D
Wasserhärte), nei-
gen potenziell zur Bildung von Belägen, was insbesondere in thermischen Anlagen
negative Auswirkungen haben kann (Kesselsteinbildung). Hintergrund ist das soge-
nannte Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht.
Ca
.
HCO
3
/
2
•
CaCO
3
C
H
2
O
C
CO
2
(3.7)
Demnach befindet sich ein Wasser im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, wenn
beim Kontakt mit einem Bodenkörper aus festem Calciumcarbonat weder weiteres
Calciumcarbonat aufgelöst noch aus der Lösung Calciumcarbonat abgeschieden
wird. Befindet sich ein Wasser nicht im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, so ver-
mag es entweder Calciumcarbonat aufzulösen, ist also kalkaggressiv, oder es
werden Ablagerungen aus Calciumcarbonat gebildet. Beides ist in der Praxis un-
erwünscht, im ersten Fall vor allem im Hinblick auf die Betonaggressivität, im
zweiten Falle im Hinblick auf die mögliche Bildung von Kesselsteinbelägen.
Beeinflussbar ist die Lage dieses Gleichgewichts u. a. durch CO
2
oder durch
Temperaturänderung.
Erhöhte Temperatur verschiebt das Gleichgewicht zum CaCO
3
. Überschüssiges
CO
2
ist in der Lage, CaCO
3
aufzulösen und somit das Gleichgewicht in Richtung
leichtlösliches Ca(HCO
3
)
2
zu verschieben.
Daraus ergibt sich, dass für einen bestimmten Gehalt an Ca
2
C
-Ionen und an
HCO
3
-Ionen immer ein bestimmter Gehalt an CO
2
im Wasser, sogenanntes zu-
