El hidrogenocarbonato cálcico es un producto de meteorización que se forma cuando el carbonato cálcico se disuelve en agua, liberando gas CO2. Al disolverse parcialmente en agua, el dióxido de carbono forma ácido carbónico (o, en términos más sencillos, H2CO3). El ácido carbónico se disocia a su vez en carbonato de hidrógeno (HCO4-), produciendo protones libres.

El hidrogenocarbonato de calcio es un compuesto que se forma cuando los iones de calcio se disuelven en agua. Tiene la fórmula molecular Ca(HCO3)2 y una masa molar teórica de 162,11 g-mol-1.

El hidrogenocarbonato de calcio no es una sustancia pura, sino que sólo existe como solución impura. Esto significa que no puede producirse como sustancia pura en condiciones normales y que no tiene propiedades como el punto de fusión o el punto de ebullición. Su solubilidad a 20 °C y 1 atm es de 1,66 g por 100 g de H2O, por lo que es considerablemente superior a la del carbonato cálcico (1,4 mg por 100 g de H2O a 20 °C).

El carbonato cálcico es un mineral que se forma cuando el calcio y el dióxido de carbono se disuelven en agua. Es el principal componente de la piedra caliza, también conocida como calcita. El carbonato cálcico se encuentra en la superficie terrestre en formas muy diversas, por ejemplo, en la arenisca y la creta, pero también en conchas y arrecifes de coral.

El bicarbonato cálcico se forma durante la meteorización de la caliza por la acción del agua y el dióxido de carbono. El dióxido de carbono se disuelve parcialmente con el agua para formar ácido carbónico, que a su vez se disocia para formar carbonato de hidrógeno con la formación de protones. Al mismo tiempo, pequeñas cantidades de carbonato cálcico se disuelven en el agua, liberando iones carbonato. Éstos toman el relevo de los iones hidrógeno ofrecidos por el ácido carbónico y se convierten también en iones de carbonato de hidrógeno.[3] En la disolución con ácido carbónico de la piedra caliza, una parte equivalente de los iones de carbonato de hidrógeno procede, por tanto, del ácido carbónico y la otra de la piedra.

Para mantener el hidrogenocarbonato cálcico en solución, se requiere una cierta concentración del llamado "ácido carbónico asociado". Éste es químicamente idéntico a cualquier otro tipo de ácido carbónico; sólo es cuestión de cantidad.

En equilibrio de disociación con los iones de carbonato de hidrógeno presentes, este ácido carbónico asociado fija el valor de pH del agua lo suficientemente bajo como para que la proporción de iones de carbonato, que a su vez depende de este valor de pH, junto con la concentración de calcio presente, no supere todavía el producto de solubilidad del carbonato de calcio.

Si en la solución hay más cantidad de ácido carbónico libre que la correspondiente, esta cantidad de ácido carbónico se denomina "exceso" y puede reaccionar con más piedra caliza y disolverla. La cantidad que disuelve más caliza y se convierte en hidrogenocarbonato cálcico adicional se denomina "ácido carbónico agresivo con el calcio". El resto aumenta el ácido carbónico asociado a un nuevo nivel superior.

Cuando el agua se evapora o se calienta, el dióxido de carbono escapa de la solución; también puede reducirse por fotosíntesis. Esto desplaza el equilibrio de disociación del ácido carbónico de nuevo en la dirección de los iones carbonato, es decir, hacia el lado izquierdo de la ecuación de reacción anterior. Como resultado, se vuelve a superar el producto de solubilidad del carbonato cálcico y se forma de nuevo caliza insoluble. Este proceso subyace a la formación de sinterizado calcáreo, travertino o toba calcárea, pero también a la formación de sedimentos calcáreos (creta lacustre) en lagos y océanos. El conglomerado Nagelfluh que se encuentra en las estribaciones septentrionales de los Alpes (depósitos de molasas o restos glaciares) también puede formarse de este modo, ya que la grava o la piedra triturada se apelmaza con el aglutinante calcáreo para formar un hormigón natural.

Puede que no te des cuenta, pero el agua del grifo es un poco ácida.

Es cierto. La empresa suministradora de agua añade ácido carbónico al agua potable para regular el valor del pH, de modo que se forme una fina capa de cal en las tuberías de hierro para evitar la oxidación. Para no reducir demasiado la sección transversal de la tubería, el contenido de ácido carbónico debe ajustarse constantemente. La velocidad a la que se alcanza este equilibrio depende de los iones presentes: El carbonato de calcio puro tarda un tiempo excepcionalmente largo, mientras que en presencia de iones extraños (por ejemplo, Mg2+ o SO42-) se establece muy rápidamente; por ello, se utiliza dolomita para ligar el exceso de ácido carbónico.

El contenido de hidrogenocarbonato cálcico del agua del grifo es el principal contribuyente a la dureza del agua del grifo, que denominamos "dureza carbonatada".