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Aufgabe:

Wie kann bei Reaktionen gewisser Basen mit Säuren das Gas CO2 gebildet werden?


Problem/Ansatz:

Mir fällt nur Kohlensäure mit Wasser als Base ein und das ergibt ja zuerst einmal gelöstes CO2. Gibt es noch ein anderes Säure-Base-Paar und geht es auch, direkt das Gas zu bilden?

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Wie kann bei Reaktionen gewisser Basen mit Säuren das Gas CO\(_2\) gebildet werden?

Die Bildung von Kohlenstoffdioxid (CO\(_2\)) in Säure-Base-Reaktionen geschieht häufig durch die Reaktion von carbonathaltigen Basen mit Säuren. Carbonate (\(CO_3^{2-}\)) und Hydrogencarbonate (auch Bicarbonate, \(HCO_3^-\)) reagieren mit Säuren unter Freisetzung von CO\(_2\).

Die allgemeine Reaktionsgleichung für Carbonate mit Säuren lautet:

\( \text{Carbonat} + \text{Säure} \rightarrow \text{Salz} + \text{CO}_2 + \text{Wasser} \)

Für Hydrogencarbonate gilt eine ähnliche Reaktionsgleichung:

\( \text{Hydrogencarbonat} + \text{Säure} \rightarrow \text{Salz} + \text{CO}_2 + \text{Wasser} \)

Beispielreaktionen

1. Reaktion eines Carbonats mit Salzsäure

Hier als Beispiel Natriumcarbonat (\(Na_2CO_3\)) reagierend mit Salzsäure (HCl):

\( Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + CO_2 + H_2O \)

Bei dieser Reaktion reagiert Natriumcarbonat mit Salzsäure, was zu Natriumchlorid, Kohlenstoffdioxidgas und Wasser führt. Das Kohlenstoffdioxid entweicht als Gas.

2. Reaktion eines Hydrogencarbonats mit Schwefelsäure

Als Beispiel Natriumhydrogencarbonat (\(NaHCO_3\)), auch bekannt als Backsoda, reagiert mit Schwefelsäure (H\(_2\)SO\(_4\)):

\( NaHCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + CO_2 + 2H_2O \)

In diesem Fall reagiert Natriumhydrogencarbonat mit Schwefelsäure zu Natriumsulfat, Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Diese Reaktionen sind Beispiele für säure-induzierte Zersetzung von Carbonaten bzw. Hydrogencarbonaten, die direkt zur Freisetzung von CO\(_2\)-Gas führen können. Diese Prozesse sind nicht auf industrielle oder Laborbedingungen beschränkt; sie finden auch in der Natur statt, beispielsweise bei der Verwitterung von kalksteinhaltigen Gesteinen durch sauren Regen.
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