Dióxido de carbono y cal en el agua

El contenido de dióxido de carbono de las aguas estancadas se ve determinado, como el de oxígeno, principalmente por la fotosíntesis y la respiración, pero con el signo cambiado: la fotosíntesis consume CO2, que es liberado de nuevo durante la respiración. Una entrada y salida adicional de dióxido de carbono se realiza proporcionalmente al creciente movimiento del agua a través del intercambio de gases con el aire.
El dióxido de carbono se disuelve mucho más fácilmente en el agua que el oxígeno, dado que junto con el agua forma el ácido carbónico, bien soluble.

CO2+H2OH2CO3
Dióxido de carbono+AguaÁcido carbónico

El ácido carbónico disuelve el carbonato de calcio sólido formando carbonato ácido de calcio disuelto.

CaCO3+H2CO3Ca(HCO3)2
Carbonato de calcio
(cal insoluble)
+Ácido carbónicoCarbonato ácido de calcio
(cal de ácido carbónico soluble)

Así que el agua con ácido carbónico es capaz de disolver cal —los científicos le llaman carbonato cálcico—, mediante un proceso químico/físico. Las dos flechas indican que la reacción puede desarrollarse en ambas direcciones. Si al agua se le extrae dióxido de carbono, se genera cal insoluble y dióxido de carbono hasta que se restablece el equilibrio.

Se detecta la cal insoluble por una lluvia blanca que es conocida en la vida cotidiana como incrustación. Dado que el agua durante el calentamiento pierda su capacidad de almacenar la cal en forma disuelta, esta se convierte en incrustación.

El contenido en cal del agua influye sobre el pH, es decir, determina si el agua presenta una reacción neutra, ácida o básica. Cuanto mayor es la concentración de cal disuelta, más dióxido de carbono se liga en forma de cal con ácido carbónico (llamado profesionalmente carbonato ácido de calcio) y menos ácido carbónico liberado habrá en el agua. Así que el pH se mueve más bien en un área ligeramente básica alrededor de un pH 8. El ácido carbónico libre, por el contrario, causa, como ya dice su nombre, una reducción de pH hacia el área ácida.

En la acuarística se habla frecuentemente de salida de CO² mediante aireación. En los estanques de jardín este fenómeno se da en muy pequeña medida gracias a lo amplio de la superficie del agua. Sin embargo, siempre que no hablemos de peces decorativos tropicales se debería aspirar un pH de 7 a 8,5. Así que es deseable una ligera elevación. Con pH alrededor de 8 se produce una subsaturación por la cual el agua se enriquece de nuevo automáticamente con el CO² contenido en el aire. Por eso la aireación es inocua.