Kalkfiguren und Säuren?

Wenn eine Säure ( beispielsweise Regen) auf Kalk trifft ( Steinfigur), wird diese mit der Zeit von der Säure weggeätzt. Wieso ist das so?

Answer 1

[DedeM]

Moin,

weil Kalkstein im Grunde das Salz einer relativ schwachen Säure (der Kohlensäure) ist. Wenn sich im Regenwasser durch luftverschmutzende Gase wie Schwefeldioxid oder Stickstoffdioxid stärkere Säuren bilden (zum Beispiel schweflige Säure oder Salpetersäure), dann reagiert der saure Regen gemäß der Regel:

Die stärkere Säure verdrängt die schwächere Säure aus deren Salzen.

Na ja, aber wenn die Kohlensäure aus ihrem Salz verdrängt wird, zerfällt sie sofort in Kohlenstoffdioxid und Wasser, weil Kohlensäure wegen ihrer zwei Hydroxygruppen am selben Kohlenstoffatom gemäß der Erlenmeyer-Regel instabil ist und Wasser abspaltet.

In Raktionsschemata drückt sich das so aus:

CaCO_3(s) + 2 HNO_3(aq) ---> Ca(NO₃)_2(aq) + H₂CO_3(l)
H₂CO_3(l) ---> CO_2(g)↑ + H₂O_(l)

Im ersten Reaktionsschema siehst du, wie die stärkere Salpetersäure (HNO₃) die schwächere Kohlensäure (H₂CO₃) aus dem Salz Calciumcarbonat (CaCO₃) verdrängt. Das dabei entstehende neue Salz Calciumnitrat (Ca(NO₃)₂) ist jedoch (wie quasi alle Nitrate) wasserlöslich. Das bedeutet, dass hier der feste Kalkstein in ein wasserlösliches Salz überführt wird, so dass sich die Statue langsam, aber sicher „auflöst”.
Im zweiten Reaktionsschema siehst du, wie die instabile Kohlensäure (H₂CO₃) in Kohlenstoffdioxid und Wasser zerfällt. Das das Kohlenstoffdioxid gasförmig ist, steigt es auf und verlässt den Reaktionsraum.

Darum bleibt am Ende von der Kalkstatue nur noch Kohlenstoffdioxid in der Luft , Wasser und im Wasser gelöstes Calciumnitrat (oder ein anderes wasserlösliches Calciumsalz) übrig.

Alles klar?

LG von der Waterkant