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2025-08-09T14:33:54Z

Vorkommen und Verwendung von Natriumhydrogencarbonat

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[[Datei:Hydrogencarbonat-Ion.svg|miniatur|hochkant=0.7|[[Strukturformel]] des Hydrogencarbonat-[[Ion]]s]]
[[Datei:Bicarbonate resonance.svg|miniatur|hochkant=0.7|Alternative Darstellung der Strukturformel]]
[[Datei: Bicarbonate-ion-3D-balls.png|mini|[[Stäbchenmodell|Kugel-Stab-Modell]] des Hydrogencarbonat-Ions]]
'''Hydrogencarbonate''', auch '''saure Carbonate''' oder veraltet '''Bicarbonate''', sind die [[Salze]] der [[Kohlensäure]], die durch einfache [[Neutralisation (Chemie)|Neutralisation]] dieser [[Säure]] mit einer [[Basen (Chemie)|Base]] entstehen.
Oft wird auch das [[Anion]] dieser Salze, das '''Hydrogencarbonat-Ion''' (HCO3−), verkürzt als '''Hydrogencarbonat''' (oder '''Bicarbonat''') bezeichnet.
Wird durch weitere Basen-Zugabe auch die zweite [[Säure-Base-Konzepte#Definition nach Brønsted und Lowry|Säurefunktion]] ([[Carboxygruppe]]) neutralisiert, so erhält man [[Carbonate]].

Infolgedessen haben gelöste Hydrogencarbonat-Ionen aufgrund ihres Potenzials, sowohl jeweils ein [[Proton (Chemie)|Proton]] abzugeben ([[Protonendonator]]) als auch wieder aufzunehmen ([[Protonenakzeptor]]), eine wichtige [[physiologisch]]e Bedeutung als Bestandteil des [[Kohlensäure-Bicarbonat-System]]s und somit kapazitiv größter Anteil der [[Blutpuffer]]-Systeme bei der [[Homöostase|Regulation]] des [[Säure-Basen-Haushalt]]es von Säugetieren.

Wichtige Hydrogencarbonate sind das [[Natriumhydrogencarbonat]] (Natron, Bullrich-Salz – NaHCO3),
das [[Ammoniumhydrogencarbonat]] ([[Hirschhornsalz]] – NH4HCO3) und das
[[Calciumhydrogencarbonat]] („Carbonathärte“ des Wassers – Ca(HCO3)2).

== Eigenschaften von Hydrogencarbonaten ==
Der [[Aggregatzustand]] ist wie bei Carbonaten fest, weil zwischen den Hydrogencarbonat-Ionen und Kationen [[Ionische Bindung|Ionenbindungen]] vorliegen und sich dadurch regelmäßige Ionengitter formieren.
Hydrogencarbonate sind farblos und erscheinen in Pulverform weiß, soweit nicht das Kation eine Farbe einbringt. Hydrogencarbonate sind geruchlose Stoffe. Die meist löslichen Hydrogencarbonate bilden mit Wasser elektrisch [[Leitfähigkeit|leitfähige]] Lösungen, weil sie neben den [[Kation]]en frei bewegliche, hydratisierte Hydrogencarbonat-Anionen bilden. Hydrogencarbonat ist [[amphoter]].

Zersetzung:
Oberhalb einer Temperatur von 50 °C zerfällt Hydrogencarbonat; unter anderem entstehen Wasser und [[Kohlenstoffdioxid]].

Die Hydrogencarbonate der [[Erdalkalimetalle]] ([[Calcium]], [[Magnesium]], [[Barium]], [[Strontium]]) sind zwar in Wasser gut löslich, stehen aber über das Dissoziationsgleichgewicht der Kohlensäure in Beziehung zu den entsprechenden Carbonaten, die durchweg schwer löslich sind. Um das [[Löslichkeitsprodukt]] der Carbonate nicht zu überschreiten, muss der [[pH-Wert]] hinreichend niedrig sein, was durch die Anwesenheit einer Mindestkonzentration an freier Kohlensäure, somit an gelöstem Kohlendioxid, gewährleistet ist. Diese bezeichnet man als zugehörige Kohlensäure. Entweicht sie aus dem Wasser oder wird sie in [[Ökosystem See|Seen]] durch [[Photosynthese]] verbraucht, so scheiden sich die Carbonate teilweise in kristalliner Form ab ([[Kesselstein]], [[Seekreide]]).

Es ist folglich (unter normalen Bedingungen) nicht möglich, die Hydrogencarbonate der Erdalkalien als Feststoff herzustellen. Beim [[Einengen]] der Lösungen werden immer die Carbonate gebildet.

== Reaktionen von Hydrogencarbonaten ==
Hydrogencarbonationen reagieren als eine schwache Base mit Wasser zu Hydroxidionen und unbeständiger Kohlensäure. Hierbei stellt sich ein chemisches Gleichgewicht ein, das überwiegend auf der linken Seite liegt, da der p''K''B-Wert von Hydrogencarbonationen mit 7,48 relativ groß ist.
:<math>\rm HCO_3^- + H_2O \rightleftarrows H_2CO_3 + OH^-</math>

Bei Zugabe einer stärkeren Säure wie z. B. [[Salzsäure]] zu Hydrogencarbonaten reagieren diese als schwache Base zu Kohlenstoffdioxid und Wasser:

:<math>\rm HCO_3^- + H_3O^+ \rightarrow CO_2 + 2\ H_2O</math>
Diese Reaktion ist mit [[organische Säure|organischen Säuren]] für [[Brausepulver]] von Bedeutung.

Mit Calciumionen stellt sich ein Gleichgewicht mit schwerlöslichem [[Calciumcarbonat]] ein:

:<math>\rm 2\ HCO_3^- + Ca^{2+} \rightleftarrows CaCO_3 + CO_2 + H_2O</math>
Dieses Gleichgewicht verschiebt sich beim Erwärmen stark auf die rechte Seite und ist für die Bildung von [[Kesselstein]] von Bedeutung. Beim Einleiten von Kohlenstoffdioxid in eine Calciumcarbonatsuspension verschiebt sich das Gleichgewicht unter Auflösen von Calciumcarbonat nach links.

== Vorkommen und Verwendung von Natriumhydrogencarbonat ==
[[Natriumhydrogencarbonat]] kommt als Mineral ([[Nahcolith]]) u. a. in den USA vor.
Es findet in der Lebensmitteltechnik z. B. als [[Backpulver|Back-]] und Brausepulver Verwendung. In der Medizin wird es gegen [[Refluxösophagitis|Sodbrennen]] eingesetzt („Bullrich-Salz“).
Natriumhydrogencarbonat ist auch Bestandteil von [[löschpulver|Feuerlöschpulver]].

== Herstellung von Natriumhydrogencarbonat ==
:<math>\mathrm{Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O \longrightarrow 2 \ NaHCO_3}</math>
:Natriumcarbonat, Kohlenstoffdioxid und Wasser reagieren zu Natriumhydrogencarbonat.

Diese Reaktion muss unter Kühlung ablaufen.

== Verwendung von Ammoniumhydrogencarbonat ==
Hirschhornsalz wird beim Backen von Lebkuchen verwendet und zerfällt zu [[Ammoniak]] (NH3), Wasser und Kohlenstoffdioxid. Das im Handel erhältliche Salz besteht zumeist aus einer Mischung von [[Ammoniumhydrogencarbonat]], [[Ammoniumcarbonat]] und [[Ammoniumcarbaminat]].

== Siehe auch ==
* [[Alkalinität]]

== Literatur ==
* Arnold F Holleman; Egon Wiberg; Nils Wiberg, ''Lehrbuch der anorganischen Chemie'', Walter de Gruyter & Co., Berlin, New York 2007, Aufl. 102, ISBN 978-3-11-017770-1.

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Hydrogencarbonat}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4280442-5}}

[[Kategorie:Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Hydrogencarbonat|!]]

Hydrogencarbonate - Versionsgeschichte

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