Wie entsteht Kalk in Wasserkochern, Kaffeemaschinen oder auf Armaturen? Diese Frage stellen Sie sich wahrscheinlich häufig, wenn bei Ihnen kalkhaltiges Wasser aus dem Wasserhahn strömt. Kalk ist natürlicher Bestandteile vieler Gesteins- und Bodenschichten und gelangt über Lösungsvorgänge in Grund- und Oberflächengewässer. Beim Erhitzen von Wasser oder durch Verdunstung setzen sich im Wasser gelöste Kalk- und Magnesiumverbindungen in vielen Haushaltsgeräten und auf Armaturen ab.

Wie Kalk in der Natur entsteht, ist von der Entstehungsgeschichte der Gesteins- und Bodenschichten abhängig. Calcium ist das fünfthäufigste Element in der Erdkruste. Calcium liegt sehr häufig nicht in seiner Reinform, sondern als Kalkstein vor. Kalkstein besteht überwiegend aus Calciumcarbonat (CaCO3). Der überwiegende Teil der Kalksteine in den oberen Bodenschichten wurde von Lebewesen gebildet (biogener Kalkstein). Kalk wird zum Beispiel von Korallen gebildet und ist Bestandteil von Muschelschalen.

Im Laufe von Jahrmillionen können sich am Meeresboden meterdicke Schichten an Kalkverbindungen ablagern. Werden diese Meeresböden durch tektonische Bewegungen angehoben, finden sich diese Kalkschichten als Kalkstein (z.B. Kalkalpen, Schwäbische Alb) oder Kreidefelsen an Land wieder.

Kalksteine können auch als sogenannter Ausfällungskalk entstehen, der sich aus stark mit Kalkverbindungen gesättigtem Süßwasser bildet. Wie aus biogenem Kalk, können auch durch Ausfällungskalk dicke Kalkschichten entstehen.

Wie bereits erwähnt, entsteht Kalk in der Natur meist durch biogene Prozesse. Dem Vorkommen von Kalk im Wasser liegen dagegen chemische Prozesse zugrunde. Wie viel Kalk im Wasser „entsteht“ hängt maßgeblich vom Kalkgehalt der durchflossenen Gesteine bzw. Bodenschichten ab. Während der Bodenpassage löst Wasser Kalkverbindungen wie Calciumcarbonat (CaCO3) aus diesen Schichten.

Saures Wasser löst Kalkverbindungen besonders gut aus kalkhaltigen Gesteins- und Bodenschichten. Regenwasser ist durch aufgenommenes CO2 aus der Luft und die sich dadurch im Wasser bildende Kohlensäure (H2CO3) meist leicht sauer. Auch Luftschadstoffe wie Schwefeldioxid und Stickoxide können Regenwasser sauer machen (saurer Regen). Bodenmikroorganismen und Huminsäuren tragen ebenfalls zur Ansäuerung von Regenwasser bzw. Oberflächenwasser bei.

Wie Ablagerungen von Kalk entstehen, lässt sich nicht ohne die Kenntnis einiger chemischer Zusammenhänge erklären.

Der Kalkgehalt von Wasser befindet sich mit der im Wasser gelösten Kohlensäure im Gleichgewicht. Beim Erhitzen von Wasser in zum Beispiel Ihrem Wasserkocher oder am Heizstab Ihrer Waschmaschine wird Kohlensäure aus dem Wasser ausgetrieben. Der sinkende Gehalt an Kohlensäure sorgt dafür, dass im Wasser weniger Kalk in Lösung gehalten werden kann. Der überschüssige Kalk fällt dann in Form von sichtbaren Ablagerungen von Calciumcarbonat aus.

An Armaturen ist zusätzlich der plötzliche Druckverlust des Wassers für das Ausgasen von Kohlensäure verantwortlich.

Kalkflecken entstehen überwiegend durch die Verdunstung von kalk- und magnesiumhaltigem Wasser. Da feste Bestandteile von Wasser wie Kalk und Magnesium nicht mit verdunsten, bleiben diese als sichtbare Flecken zurück.