Kohlenstoffdioxid
Kohlenstoffdioxid gelangt durch die Zellatmung und aus der Atmosphäre ins Wasser. Allerdings liegen hier die Verhältnisse komplizierter als beim Sauerstoff. Kohlenstoffdioxid löst sich nicht nur in Wasser sondern reagiert teilweise auch chemisch mit Wasser und bildet dabei Kohlensäure.
CO2 + H2O -> H2CO3
Die Kohlensäure kann wieder mit Wasser als Säure zu dem Hydrogencarbonat-Ion und dem Oxonium-Ion reagieren.
H2CO3 + H2O -> HCO3- + H3O+
Außerdem reagiert Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Kalkstein, das ist Calciumcarbonat, unter Bildung von Calciumhydrogencarbonat.
CO2 + H2O + CaCO3 -> Ca(HCO3)2
Maximale Konzentration von Kohlenstoffdioxid (in mg*l-1) unter 1 bar Druck in Wasser
| 0oC | 10oC | 20oC | 30oC |
| 1,0 | 0,7 | 0,5 | 0,4 |
Kohlenstoffdioxid im Aquarium
Kohlenstoffdioxid wird bei starker Bepflanzung schnell zu einem begrenzenden Faktor für das Pflanzenwachstum. Deswegen ist eine Kohlenstoffdioxiddüngung vorteilhaft, entweder durch ein teures Gerät aus dem Fachhandel oder durch selbstgebaute Konstruktionen, die auf dem Prinzip der alkoholischen Gärung beruhen.
Bei der Wasseranalyse wird u.a. die Carbonathärte bestimmt, das ist die Pufferkapazität, die in einem normalen Kaltwasseraquarium v.a. durch gelöstes Hydrogencarbonat (HCO3-) und, bei höheren pH-Werten, gelöstes Carbonat (CO32-) bestimmt wird. Je weniger der pH bei Zugabe von saurer oder alkalischer Lösung schwankt, desto höher ist die Pufferkapazität. Aus der Carbonathärte kann man das sog. Säurebindungsvermögen (SBV) in mmol*l-1 errechnen: SBV = Carbonathärte / 2,8. Zur Bestimmung der Carbonathärte wird das Wasser mit Salzsäure bis zum pH-Wert 4,3 titriert (Umschlag des Indikators Methylorange).
Die Carbonathärte sollte nicht unter 6 °d (deutsche Grad) sinken, da sonst das Aquarienwasser zu schwach puffert und der pH zu stark steigen kann. Die Carbonathärte kann man steigern, indem man mit Kohlenstoffdioxid düngt.
Wenn mit Huminsäuren ein niedrigerer pH eingestellt wird, tragen diese natürlich auch zur Pufferkapazität bei.
Kohlenstoffdioxid in der Natur
In großen Standgewässern ist die Verteilung des gelösten Kohlenstoffdioxids spiegelbildlich zu der des Sauerstoffs. In der oberflächennahen Schicht herrscht Kohlenstoffdioxidarmut, da hier durch pflanzliches Plankton das Kohlenstoffdioxid verbraucht wird. In der grundnahen Schicht ist die Kohlenstoffdioxidkonzentration hoch, da hier von Destruenten herabsinkendes organisches Material im Vorgang der Zellatmung abgebaut wird.