Carbonate

Carbonate, chemische Bezeichnung für alle Verbindungen, die ein oder mehrere Carbonationen (CO₃^2-) enthalten. Carbonate lassen sich u. a. auch als Abkömmlinge der Kohlensäure (H₂CO₃) ansehen – Letztere ist relativ instabil und bildet sich bei der Auflösung von Kohlendioxid (CO₂) in Wasser. Sind die Wasserstoffatome der Kohlensäure durch Metallatome ersetzt, so spricht man von anorganischen Carbonaten; die Formel von Natriumcarbonat lautet beispielsweise Na₂CO₃. Bei organischen Carbonaten dagegen sind die Wasserstoffatome durch organische Radikale ersetzt; als Beispiel sei Ethylcarbonat, (C₂H₅)₂CO₃, angeführt.

Einige der anorganischen Carbonate kommen als wichtige Minerale oder Erze in der Natur vor: beispielsweise Calcit (auch Kalkspat; CaCO₃), Magnesit (auch Bitterspat; MgCO₃), Siderit (auch Eisenspat; FeCO₃) und Smithsonit (auch Zinkspat; ZnCO₃).

Beim Erhitzen zersetzen sich Carbonate, wobei gasförmiges CO₂ und im Fall der anorganischen Carbonate zusätzlich festes Metalloxid entsteht. Nur die Alkalimetallcarbonate sind stark wasserlöslich, die Lösungen reagieren alkalisch. Aus diesem Grund nennt man wässrige Lösungen von Natriumcarbonat auch Waschsoda. Natriumcarbonathaltige Lösungen dienen z. B. als Reinigungsmittel oder als Weichmacher für Wasser.

Ersetzt man nur eines der beiden Wasserstoffatome in Kohlensäure, so entstehen Hydrogencarbonate oder Bicarbonate, die das Hydrogencarbonatanion HCO₃^- enthalten. Aber nur die Alkalimetallhydrogencarbonate sind so stabil, dass sie isoliert werden können. Von den Hydrogencarbonaten ist das Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) oder Backpulver das bekannteste und am häufigsten verwendete.

In der Natur vorkommendes Wasser enthält neben gelösten Gasen (z. B. Sauerstoff) und bestimmten Salzen auch Hydrogencarbonate des Calciums und des Magnesiums. Zusammen mit den wasserlöslichen Chloriden und Sulfaten dieser Erdalkalimetalle gehören diese Hydrogencarbonate zu den so genannten Härtebildnern. Der Begriff Carbonathärte des Wassers bezieht sich allein auf die Hydrogencarbonate. Im Fall des Calciumhydrogencarbonats entsteht beim Kochen des Wassers schwer lösliches Calciumcarbonat – Ähnliches geschieht mit dem entsprechenden Magnesiumsalz. Auf diese Weise lässt sich das Wasser bis zu einem gewissen Grad enthärten. Die Härte des Wassers wird aber auch durch die enthaltenen Chloride und Sulfate bestimmt. Beim so genannten Kesselstein handelt es sich beispielsweise um Carbonat und unlösliches Sulfat, das sich nicht durch Kochen aus dem Wasser austreiben lässt.