Technischer Kalkkreislauf

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Der Technische Kalkkreislauf beschreibt, wie durch technische Vorgänge Calciumcarbonat (Kalkstein) in Calciumhydroxid (Baukalk) umgewandelt werden kann. Dieser härtet durch die Reaktion mit Kohlenstoffdioxid wieder zu Calciumcarbonat aus.

[Bearbeiten] Calciumcarbonat

Calciumcarbonat ist eine einfache chemische Verbindung mit der Summenformel CaCO₃. In der Natur bildet dieses Mineral drei Calciumcarbonat-Gesteine, die alle aus denselben chemischen Baueinheiten aufgebaut sind. Trotzdem unterscheiden sie sich drastisch in Aussehen und Eigenschaften. Das liegt daran, dass sie sich in der Anordnung der Kationen und Anionen unterscheiden. Es handelt sich dabei um Kalkstein, Kreide und Marmor.

[Bearbeiten] Gebrannter Kalk

Ab einer Temperatur von etwa 1000°C (Kalkbrennen) wird kalkiges Gestein entsäuert, das heißt CO₂ wird ausgetrieben, und es entsteht der gebrannte Kalk, chemisch Calciumoxid CaO (auch ungelöschter Kalk).

$\begin{matrix} CaCO_3 \\ \mathrm{Calciumcarbonat} \end{matrix} \rightarrow \begin{matrix} CaO \\ \mathrm{Calciumoxid} \end{matrix} + \begin{matrix} CO_2 \\ \mathrm{Kohlenstoffdioxid} \end{matrix}$

[Bearbeiten] Gelöschter Kalk

Wird gebrannter Kalk mit Wasser versetzt, entsteht unter Volumenvergrößerung und starker Wärmeentwicklung gelöschter Kalk, chemisch Calciumhydroxid (Kalkhydrat) Ca(OH)₂, bei weiterer Wasserzugabe Sumpfkalk (Fettkalk) oder Kalkmilch. Alle diese Formen werden für Kalkfarbe (zum Kalken von Wänden) und als Bindemittel für Kalkmörtel verwendet.

$\begin{matrix} CaO \\ \mathrm{Calciumoxid} \end{matrix} + \begin{matrix} H_2O \\ \mathrm{Wasser} \end{matrix} \rightarrow \begin{matrix} Ca(OH)_2 \\ \mathrm{Calciumhydroxid} \end{matrix}$

Gebrannter (ungelöschter) Kalk (Calciumoxid) und gelöschter Kalk (Calciumhydroxid) sind stark ätzend, Kontakt mit den Augen kann zur Erblindung führen! Abgebundener Kalk ist dagegen diesbezüglich harmlos.

[Bearbeiten] Abbinden des Kalks

An der Luft bindet gelöschter Kalk mit Hilfe von Kohlenstoffdioxid wieder zu Calciumcarbonat ab, womit sich der Kreislauf schließt. Der Vorgang des Abbindens (Auskarbonatisieren) kann durch den geringen CO₂ Gehalt der Luft jahrelang dauern.

$\begin{matrix} Ca(OH)_2 \\ \mathrm{Calciumhydroxid} \end{matrix} + \begin{matrix} CO_2 \\ \mathrm{Kohlenstoffdioxid} \end{matrix} \rightarrow \begin{matrix} CaCO_3 \\ \mathrm{Calciumcarbonat} \end{matrix} + \begin{matrix} H_2O \\ \mathrm{Wasser} \end{matrix}$