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Der technische Kalkkreislauf

Kalköfen, Baustellen und das Klima.

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Auf der Baustelle

AFB I–II

Ein Maurer rührt Kalkmörtel an: Er gibt Löschkalk, Sand und Wasser in einen Kübel. Nach einigen Wochen ist die Mauer fest. Der Mörtel wird mit der Zeit sogar härter.

  1. Stelle die Reaktionsgleichung für das Abbinden des Mörtels auf.
  2. Erkläre, warum der Mörtel nur langsam und von außen nach innen hart wird.
  3. Beurteile, ob Kalkmörtel beim Abbinden „klimaneutral“ ist.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Welcher Stoff aus der Luft reagiert?
Hinweis zu Aufgabe b)
Woher kommt das Kohlenstoffdioxid und wie viel ist davon in der Luft?
Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleiche CO₂ beim Brennen und beim Abbinden — und die Energie fürs Brennen.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Das Kohlenstoffdioxid kommt aus der Luft, die nur einen sehr kleinen Anteil davon enthält. Es muss erst in den Mörtel eindringen — außen reagiert er zuerst, innen erst später.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Beim Abbinden wird so viel Kohlenstoffdioxid gebunden, wie beim Brennen aus dem Kalkstein frei wurde. Für das Brennen bei 900 °C wird aber viel Brennstoff verbrannt, der zusätzlich Kohlenstoffdioxid erzeugt. Insgesamt ist Kalk also nicht klimaneutral.

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Das Kalkwerk

AFB II–III

Ein Kalkwerk brennt jeden Tag 500 t Kalkstein (CaCO₃ 100 u, CaO 56 u, CO₂ 44 u). Das Werk wirbt: „Unser Kalk nimmt beim Abbinden das CO₂ wieder auf.“

  1. Berechne, wie viel Branntkalk und wie viel Kohlenstoffdioxid täglich entstehen.
  2. Stelle den Kalkkreislauf als Kreisschema mit den drei Reaktionen dar.
  3. Nimm Stellung zur Werbeaussage des Kalkwerks.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Massenverhältnis 100 : 56 : 44.
Hinweis zu Aufgabe b)
Drei Stationen, drei Pfeile, jeweils was hinzukommt und was weggeht.
Hinweis zu Aufgabe c)
Ist die Aussage vollständig?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Branntkalk: 500 t · 0,56 = 280 t; Kohlenstoffdioxid: 500 t · 0,44 = 220 t pro Tag.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Kalkstein (CaCO₃) –Brennen, −CO₂→ Branntkalk (CaO) –Löschen, +H₂O→ Löschkalk (Ca(OH)₂) –Abbinden, +CO₂, −H₂O→ Kalkstein.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Richtig ist: Das beim Brennen aus dem Kalkstein frei gewordene CO₂ wird beim Abbinden wieder gebunden (220 t). Die Werbung verschweigt aber das CO₂ aus den Brennstoffen für den Ofen und dass das Abbinden Jahre dauern kann. Die Aussage ist daher irreführend.