Pristines Regenwasser

Welche Zusammensetzung hat pristines Regenwasser?

Vorbetrachtung

Unter dem Begriff “pristines Regenwasser” versteht man Regenwasser in reiner Atmosphäre, wobei die Beschaffenheit allein durch das Gleichgewicht mit dem CO2 der Atmosphäre bestimmt wird (keine zusätzlichen Säuren oder Basen):

(1) pristines Regenwasser   =   H2O + CO2(g)

Damit handelt es sich um ein offenes Carbonatsystem. Der CO2-Partialdruck der Atmosphäre beträgt 0.00039 atm. In der Wasserchemie ist es üblich, anstelle des Partialdrucks mit dem pCO2-Wert zu arbeiten:1

(2) pCO2  =  – log P  =  – log 0.00039  =  3.408

Inputpanel für CO2-Partialdruck

Vorgehensweise und Ergebnis

Man beginnt mit reinem Wasser (Taste H2O) und wählt anstelle des DIC die Option “Offene CO2 System” – siehe Bild rechts. Per Voreinstellung wird der normale CO2-Partialdruck in Form von pCO2 = 3.408 angezeigt. [Das lässt sich leicht überprüfen: Wenn man im blauen Listenfeld auf “atm” klickt, erscheint 0.0039 atm.]

Die Rechnung beginnt mit der Start-Taste. Eine der ersten Informationen, die man erhält, ist die Änderung des pH-Werts von 7 auf 5.61. Die nachfolgenden Tabellen (wie z.B. Tabelle Ionen) zeigt das Ergebnis für 25{:.grad}:

pH =   5.61  
DIC =   0.0157 mM (= 0.189 mg/L)
CO2 =   0.0133 mM  
HCO3- =   0.0024 mM  
CO3-2 =   4.7 · 10-8 mM  

Mit CO2(aq) ist hier die zusammengesetzte Kohlensäure H2CO3* gemeint. Die Summe aus CO2(aq) und HCO3- liefert erwartungsgemäß den DIC. Das Carbonat-Ion CO3-2 spielt in diesem leicht saurem Wasser keine Rolle.

Anmerkungen

  1. In Lehrbüchern wird ein (gerundeter) pCO2-Wert von 3.5 verwendet. Man kann die Rechnung also auch mit pCO2 = 3.5 durchführen, falls erwünscht. Die Ergebnisse weichen nur leicht von den obigen ab: pH = 5.66, DIC = 0.0130 mM.

[last modified: 2016-10-13]