Es gibt starke und schwache Säuren

Salzsäure und Schwefelsäure sind sog. starke Säuren, die in Wasser sofort das gesamte Protoneninventar komplett freisetzen:

HX → H⁺ + X^-

Für die Entfernung von Kalk ist das ungünstig: Die zu Beginn hohe Säurestärke kann sowohl für den Nutzer gefährlich sein als auch andere beteiligte Materialien unbeabsichtigt korrodieren. Wenn die Säure sich im Verlauf der Reaktion verbraucht, wird die Reaktion hingegen immer schwächer und ist schließlich inakzeptabel langsam.

Zum Entfernen von Kalk nimmt man deshalb lieber eine schwache Säure. Diese setzt nicht sofort alle Protonen frei sondern immer nur einen Teil. Werden die Protonen verbraucht, liefert die Säure diese durch weitere Reaktion nach. Das ganze ist also eine Gleichgewichtsreaktion. Sie werden im Studium lernen, wie man so ein Gleichgewicht durch das Massenwirkungsgesetz quantitativ beschreiben kann. Im Spezialfall der schwachen Säure ergibt sich aus dem Massenwirkungsgesetz die Henderson-Hasselbalchsche Gleichung, anhand derer Sie die Funktionsweise von Pufferlösungen verstehen lernen werden.

Die Auflösung des Kalks lässt sich wie folgt formulieren:

CaCO₃ + 2 H⁺ → Ca²⁺ + H₂CO₃

H₂CO₃ → H₂O + CO₂↑

Treibende Kraft ist, dass aus der bei der Zersetzung gebildeten Kohlensäure das flüchtige Kohlendioxid aus der Lösung ausgetrieben wird. Essigsäure sowie insbesondere Zitronensäure kompexieren überdies das Calciumion, welches dadurch in gewisser Weise "versteckt" wird und also keine unlöslichen Carbonate mehr bilden kann. Beide Effekte, also die schwache Säurestärke und die Maskierung des Kations führen dazu, dass die Entkalkung schon bei milden Bedingungen erfolgreich ist.

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