Kohlenstoffdioxid CO₂ und Kohlensäure H₂CO₃

Das gasförmige Kohlenstoffdioxid löst sich in Wasser. In dieser Lösung liegt das meiste Kohlenstoffdioxid unverändert vor. Nur ein kleiner Teil reagiert mit Wasser:

H₂O + CO₂ H₂CO₃

Durch Protolyse entstehen H₃O⁺ -Ionen und CO₃^2– -Ionen:

H₂CO₃ + 2 H₂O 2 H₃O⁺ + CO₃^2–

Dadurch reagieren Lösungen von Kohlenstoffdioxid in Wasser (z.B. Mineralwasser) leicht sauer. Ein Molekül H₂CO₃ existiert in freiem Zustand nicht. Kohlensäure ist eine nur schwache und unbeständige Säure. Salze der Kohlensäure heißen  Carbonate .

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