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Gelöster anorganischer Kohlenstoff (DIC)

Der gesamte im Wasser gelöste anorganische Kohlenstoff wird als DIC bezeichnet. Er ist definiert als Summe aller Carbonat-Spezies:

(1)	DIC  =  [CO2] + [HCO3-] + [CO3-2]

Die rechteckigen Klammern [..] stehen hier für die molaren Konzentration der gelösten Konstituenten (in mol/L oder mmol/L), wobei CO₂ die zusammengesetzte Kohlensäure H₂CO₃^* symbolisiert.

In der Hydrochemie verwendet man oftmals anstelle des DIC die Bezeichnung C(4) — das ist Kohlenstoff in der Oxidationsstufe IV.¹²

Gleichung (1) gilt für ein “reines” Kohlensäure-System. In realen Wässern, wenn Kationen wie Ca⁺², Mg⁺², Na⁺ vorhanden sind, bilden sich Carbonat-Komplexe, die ebenfalls zum DIC beitragen:

(2)	DIC  =  [CO2] + [HCO3-] + [CO3-2] + Carbonat-Komplexe

Zu den Carbonat-Komplexen gehören CaCO₃(aq), CaHCO₃⁺, MgCO₃(aq), MgHCO₃⁺, NaHCO₃(aq), NaCO₃^-, FeCO₃, FeHCO₃⁺ und andere Spezies.³

Carbonat-Speziierung

Jede Gleichgewichtsrechnung liefert die vollständige Carbonat-Speziierung. Ein Beispiel dazu ist im unteren Teil des rechten Screenshots zu sehen. Die dort angegebenen vier Anteile ergeben als Summe den DIC.

Mehr Angaben zu den einzelnen Carbonat-Komplexen findet man in den Ergebnistabellen (insbesondere Tabelle Ionen).

Beispiel: Das Geschlossene Carbonatsystem

In einem geschlossenen Carbonatsystem bleibt der DIC bei pH-Änderungen konstant.⁴ In dem Titrationsbeispiel hier ist der DIC als Summe folgender Carbonat-Spezies gegeben:

(3)	DIC   =   CO2 + HCO3- + CO3-2 + NaHCO3(aq) + NaCO3-   =   1 mM

Während die einzelnen Spezies stark mit dem pH variieren, bleibt deren Summe mit exakt 1 mM unverändert. Diese DIC-Bilanzierung wird im unteren Diagramm zum Ausdruck gebracht (in Form “gestapelter Flächen”).

Anmerkungen