1. Eigenschaften von Kohlensäure
Kohlensäure ist eine schwache, instabile Säure, die in Wasser gelöst ist und als Kohlendioxid (CO2) mit Wasser reagiert. Sie ist bekannt für ihren leicht säuerlichen Geschmack und ihre prickelnde Wirkung, die durch die Freisetzung von CO2 entsteht. Kohlensäure ist nicht nur in Getränken, sondern auch im Säure-Basen-Haushalt des Blutes von Bedeutung.
- Chemische Formel: H2CO3
- Instabilität: Kohlensäure ist nicht stabil und zerfällt leicht in Wasser und Kohlendioxid.
- Löslichkeit: Kohlensäure ist gut in Wasser löslich und kommt nur in gelöster Form vor.
- Säure-Basen-Verhalten: Sie ist eine zweiprotonige Säure. Sie dissoziiert in wässriger Lösung in zwei Schritten. Zuerst zerfällt sie in ein Hydrogencarbonat-Ion (HCO₃⁻) und ein Proton (H⁺). Im zweiten Schritt dissoziiert das Hydrogencarbonat-Ion weiter zu einem Carbonat-Ion (CO₃²⁻) und einem weiteren Proton.
- pH-Wert: Kohlensäurehaltiges Wasser hat einen leicht sauren pH-Wert.
- Verwendung: Kohlensäure wird in Erfrischungsgetränken, Mineralwasser und zur Konservierung verwendet.
- Gesundheitliche Aspekte: Kohlensäurehaltige Getränke können den Speichelfluss anregen, die Verdauung fördern und zu einem schnelleren Sättigungsgefühl beitragen.
- Wirkung auf den Körper: Kohlensäure wird im Körper schnell abgebaut und hat keine schädliche Wirkung.
2. Wie entsteht Kohlensäure?
Kohlensäure entsteht, wenn sich Kohlenstoffdioxid (CO₂) im Wasser löst:
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ Diese Reaktion ist umkehrbar und läuft nicht komplett in eine Richtung – die meisten CO₂-Moleküle bleiben nur kurz als Kohlensäure bestehen. Mit zunehmender CO₂-Menge (z. B. im Ozean) verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts, und das Wasser wird saurer (mehr H⁺-Ionen)
Quelle: WikipediaPearsonReddit
3. Was enthält ein natürliches Mineralwasser (ein Säuerling)?
Ein Säuerling (natürliches Mineralwasser) ist eine Lösung aus gasförmigem Kohlenstoffdioxid (CO2) und von Kohlensäure (H2CO3) in Wasser.
4. Versuchsbeschreibungen
Versuch A – Trockeneis & Indikator (Dry Ice Color Show):
- Wasser + Universalindikator vorbereiten, Farbe notieren.
- Trockeneis (CO₂ gefroren) einlegen: es sublimiert*, bildet Kohlensäure → Farbe ändert sich (saurer!).
Hinweis: Trockeneis ist sehr kalt – Schutzbrille und Handschuhe nötig. - Sublimieren: Direkter Übergang eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Zustand, ohne flüssig zu werden. – Wikipedia
Versuch B – CO₂ aus Kartusche in Wasser leiten:
- CO₂ aus Patrone durch klares Wasser (mit Indikator) leiten: es bildet sich Kohlensäure, die das Wasser leicht ansäuert.
- Veranschaulicht z. B. in Sodawasserflaschen oder bei Vulkangasausstoß.
5. Fünf Alltagsbeispiele für Kohlensäure
- Sprudelwasser / Mineralwasser
- Limonade / Softdrinks
- Bier und Sekt
- Atmosphärisches CO₂ in Regenwasser (leicht sauer)
- Wein
6. Reaktionsgleichung
7. CO₂-Patronen (z. B. für Sprudler)
Diese produzieren CO₂ unter Druck, das sich im Wasser löst und Kohlensäure bildet – ideal zum Vergleich mit natürlicher Entstehung beim Trockeneis-Versuch.