Wie zeigt das Lawrence und Caldwell Diagramm die Bereiche von übersättigtem, gesättigtem und untersättigtem Wasser mit Calcit an?

Das Lawrence und Caldwell Diagramm ist ein grafisches Werkzeug, das verwendet wird, um den Sättigungszustand von Wasser in Bezug auf Calcit (CaCO₃) zu bestimmen. Es basiert auf der Berechnung des Sättigungsindex (SI) für Calcit. Der Sättigungsindex wird wie folgt berechnet:

\[ SI = \log \left( \frac{IAP}{K_{sp}} \right) \]

wobei:
- \( IAP \) das Ionische Aktivitätsprodukt von Calcium und Carbonat im Wasser ist.
- \( K_{sp} \) das Löslichkeitsprodukt von Calcit ist.

Im Diagramm werden die verschiedenen Bereiche wie folgt angezeigt:

1. **Übersättigt (SI > 0)**: In diesem Bereich ist das Wasser mit Calcit übersättigt, was bedeutet, dass Calcit ausfallen kann. Das Wasser enthält mehr Calcium- und Carbonationen, als im Gleichgewichtszustand gelöst sein können.

2. **Gesättigt (SI = 0)**: In diesem Bereich ist das Wasser mit Calcit gesättigt. Das bedeutet, dass das Wasser genau die Menge an Calcium- und Carbonationen enthält, die im Gleichgewichtszustand gelöst sein können. Es findet weder eine Auflösung noch eine Ausfällung von Calcit statt.

3. **Untersättigt (SI < 0)**: In diesem Bereich ist das Wasser mit Calcit untersättigt, was bedeutet, dass Calcit sich auflösen kann. Das Wasser enthält weniger Calcium- und Carbonationen, als im Gleichgewichtszustand gelöst sein können.

Das Diagramm selbst ist typischerweise ein zweidimensionales Diagramm, in dem der Sättigungsindex auf der y-Achse und eine relevante chemische oder physikalische Größe (wie pH-Wert oder Calciumkonzentration) auf der x-Achse aufgetragen wird. Die verschiedenen Bereiche (übersättigt, gesättigt, untersättigt) werden durch Linien oder Farbzonen im Diagramm dargestellt.