Beschreibung der CO2-Absorption im Atemkalk

Die Bindung des CO2 im Atemkalk wird in drei Phasen durchgeführt.

In der ersten Phase wird das CO2 durch Wasser H2O zu Kohlensäure H2CO3 gebunden. Daher ist es sehr wichtig, dass der Atemkalk eine gewisse Feuchtigkeit hat. (Grundfeuchtigkeit und Atemluft)

\mathrm{CO_2 + \ H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3}

Die Kohlensäure reagiert nun mit einem Bestandteil im Atemkalk (Ätznatron, NaOH, Natriumhydroxid, also einer Lauge) zu Natriumcarbonat (Na2CO3) und Wasser:

\mathrm{H_2CO_3 + 2 \ NaOH \rightleftharpoons Na_2CO_3 + 2H_2O}

Das Natriumkarbonat reagiert nun mit Calciumhydroxid (Ca(OH)2) zu (kohlensaurem) Kalk (Calciumcarbonat, CaCO3) und Natriumhydroxid (welches in die Reaktion weiter oben wieder eingeht):

\mathrm{Na_2CO_3 + \ Ca(OH)_2 \rightleftharpoons CaCO_3 + 2 NaOH}

Die Reaktionsstoffe Wasser und Natriumhydroxid werden während des Prozesses wieder erneuert, lediglich das Calciumhydroxid wird verbraucht und zu chemisch inaktivem Kalk umgewandelt.

Theoretisch können 100 g Calciumhydroxid (Ca(OH)2) ca. 30 Normliter CO2 binden. Durchschnittlicher Atemkalk besteht aus:
5 % NaOH, 1 % KOH, 0,2 % Silicium/Kieselgur, 14-19 % Wasser und ca. 75 % Ca(OH)2.

Damit ergibt sich für 1 kg Atemkalk bei 20 °C eine theoretische CO2-Bindungsfähigkeit von 225 Normlitern CO2. Die Hersteller geben für 1 kg Atemkalk eine Bindungsfähigkeit von 120 Normlitern an!

Die Wirksamkeit lässt allerdings mit der Temperatur des Atemkalks nach:
100 % bei 21 °C, 80 % bei 15,5 °C, 65 % bei 10 °C und < 50 % bei 1,5 °C

Als Kreislaufgerätetaucher ist es immens wichtig, sich an die Herstellerangaben bezüglich der Standzeit und Fabrikat des Atemkalks zu halten.

Für die Bestimmung der Standzeit testet der Hersteller in Europa gemäss der EN14143:2003 (eine neuere Ausgabe ist in der vernehmlassung, jedoch noch nicht freigegeben [Stand 2012]).
Dazu wird mit einer CO2 Produktionsrate von 1.6 l/min. bei 4 °C Wassertermperatur und einer Ventilationsrate von 40l/min. (20 Atemzüge à 2 Liter pro Minute) der Kalk-Durchbruch ermittelt, der sog. 5mb Point. 

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