Kooldioxide en kalk in het water

Het kooldioxidegehalte in stilstaand water wordt net als het zuurstofgehalte voornamelijk door fotosynthese en ademhaling bepaald, echter op een andere manier: De fotosynthese verbruikt CO2, dat bij de ademhaling weer vrijkomt. Extra kooldioxide wordt evenredig aan de toenemende beweging van het water via de gasuitwisseling met de lucht toegevoerd en afgevoerd.

Kooldioxide lost wezenlijk makkelijker in water op dan zuurstof, omdat het samen met water het goed oplosbare koolzuur vormt..

CO2+H2OH2CO3
Kooldioxide+WaterKoolzuur

Het koolzuur lost vast calciumcarbonaat op en vormt daarbij oplosbaar calciumhydrogeencarbonaat.

CaCO3+H2CO3Ca(HCO3)2
Calciumcarbonaat
(niet oplosbare kalk)
+KoolzuurCalciumhydrogeencarbonaat
(oplosbare koolzure kalk)

Water dat koolzuur bevat, kan dus kalk - de wetenschappelijke naam is calciumcarbonaat - oplossen door middel van een chemisch/fysisch proces. De twee pijlen wijzen erop, dat de reactie in beide richtingen kan verlopen. Als er kooldioxide aan het water wordt onttrokken, wordt zo lang kalk en kooldioxide gevormd, totdat het evenwicht weer hersteld is.

De onoplosbare kalk herkent men aan een witte neerslag die algemeen als ketelsteen bekend staat. Omdat water dat verhit wordt, de kalk in opgeloste vorm niet meer kan opslaan, verschijnt deze kalk als ketelsteen.

Het kalkgehalte van het water heeft invloed op de pH-waarde, zodat water neutraal, zuur of basisch reageert. Hoe groter de concentratie aan opgeloste kalk is, hoe meer kooldioxide in de vorm van koolzure kalk - door de vakman calciumhydrogeencarbonaat genoemd - gebonden en hoe minder vrij koolzuur in het water is. De pH-waarde gaat daardoor naar het licht basische bereik van pH 8. Het vrije koolzuur zorgt echter, zoals de naam al zegt, voor een verlaging van de pH-waarde naar het zure bereik.

In de aquaristiek wordt vaak gesproken van CO²-afvoer door beluchting. In een tuinvijver treedt dit verschijnsel door het grote wateroppervlak slechts in geringe mate op. Anders als bij tropische siervissen moet echter naar een pH-waarde van 7 tot 8,5 worden gestreefd. Een lichte verhoging is dus wenselijk. Bij pH-waarden die bij 8 liggen, treedt een onderverzadiging op, waardoor het water zich zelfstandig weer verrijkt met CO² dat in de lucht zit. De beluchting is dus ongevaarlijk.