Kohlendioxid- und Kalk im Wasser

Der Kohlendioxidgehalt in stehenden Gewässern wird wie der Sauerstoffgehalt hauptsächlich durch Photosynthese und Atmung bestimmt, allerdings mit geändertem Vorzeichen: Die Photosynthese verbraucht CO2, das bei der Atmung wieder freigesetzt wird. Zusätzlicher Ein- und Austrag von Kohlendioxid erfolgen proportional zur steigenden Wasserbewegung über den Gasaustausch mit der Luft.

Kohlendioxid löst sich wesentlich leichter im Wasser als Sauerstoff, da es zusammen mit Wasser die gut lösliche Kohlensäure bildet.

CO2+H2OH2CO3
Kohlendioxid+WasserKohlensäure

Die Kohlensäure löst festes Calciumcarbonat unter Bildung von gelöstem Calciumhydrogencarbonat auf.

CaCO3+H2CO3Ca(HCO3)2
Calciumcarbonat
(unlöslicher Kalk)
+KohlensäureCalciumhydrogencarbonat
(löslicher kohlensaurer Kalk)

Kohlensäurehaltiges Wasser vermag also Kalk, der Wissenschaftler nennt es Calcium­carbonat, durch einen chemischen/physikalischen Prozess zu lösen. Die beiden Pfeile weisen darauf hin, dass die Reaktion in beide Richtungen ablaufen kann. Wird dem Wasser Kohlendioxid entzogen, bildet sich solange unlöslicher Kalk und Kohlendioxid, bis das Gleichgewicht wieder herge­stellt ist.

Den unlöslichen Kalk erkennt man an einem weißen Niederschlag, der aus dem Alltag als Kesselstein bekannt ist. Da das Wasser beim Erhitzen die Fähigkeit verliert, den Kalk in gelöster Form zu speichern, fällt dieser als Kesselstein aus.

Der Kalkgehalt des Wassers beeinflusst den pH-Wert, also ob das Wasser neutral, sauer oder basisch reagiert. Je größer die Konzentration an gelöstem Kalk ist, desto mehr Kohlendioxid wird in Form von kohlensaurem Kalk - vom Fachmann als Calciumhydrogencarbonat be­zeichnet - gebunden und desto weniger freie Kohlensäure ist im Wasser. Der pH-Wert bewegt sich damit eher im leicht basischen Bereich um pH 8. Die freie Kohlensäure dagegen bewirkt, wie ihr Name schon sagt, eine pH-Wert Erniedrigung hin zum sauren Bereich.

In der Aquaristik wird häufig von CO²-Austrag durch Belüftung gesprochen. Dieses Phänomen tritt im Gartenteich durch die erhöhte Wasseroberfläche nur in sehr geringem Maße auf. Anders als bei tropischen Zierfischen sollte jedoch ein PH-Wert von 7 bis 8,5 angestrebt werden. Eine leichte Erhöhung ist somit wünschenswert. Bei PH-Werten um 8 tritt eine Untersättigung ein, wodurch sich das Wasser selbständig wieder mit dem in der Luft enthaltenen CO² anreichert. Die Belüftung ist somit unbedenklich.