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Carbonat-Ionen werden durch eine Fällungsreaktion nachgewiesen.
Dabei wird die Eigenschaft der Carbonat-Ionen genutzt, dass sie bei Zugabe von Säuren in Kohlenstoffdioxid und Wasser zerfallen. Das gebildete Kohlenstoffdioxid reagiert mit Calciumhydroxid- oder Bariumhydroxidlösung zu schwer löslichem Calcium- oder Bariumcarbonat.

Zur 2. Hauptgruppe, den Erdalkalimetallen, gehören die Elemente Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium. Sie sind alle Leichtmetalle. Die Reaktivität der Erdalkalimetalle nimmt mit steigender Ordnungszahl deutlich zu. Die Leichtmetalle sind zweiwertig und liegen (außer Be) als zweifach positive Kationen in den Verbindungen vor.
Magnesium und Calcium gehören zu den 10 häufigsten Elementen der Erdkruste.

Zur vierten Hauptgruppe gehören die Elemente Kohlenstoff, Silicium, Germanium, Zinn und Blei.

Der Metallcharakter der Elemente nimmt mit steigender Ordnungszahl zu. Kohlenstoff ist ein typisches Nichtmetall, Germanium ein typisches Halbmetall, Blei ein typisches Metall.
Kohlenstoff besitzt von allen Elementen die ausgeprägteste Tendenz zur Bildung von Ketten und Ringen und bildet zahlreiche Verbindungen mit C-C - oder C-Element-Mehrfachbindungen. Daraus resultiert eine Vielzahl von Verbindungen, die die Grundlage für das Leben auf der Erde bilden und Thema der organischen Chemie sind.

Die Härte des Wassers entsteht durch gelöste Salze. In natürlichen Wässern sind das vor allem Magnesium- und Calciumhydrogencarbonat und -sulfat die aus dem Boden gelöst wurden. Je mehr Salze im Wasser gelöst sind desto härter ist das Wasser. Die Wasserhärte ist je nach Beschaffenheit des Bodens von Region zu Region verschieden.

Man unterscheidet dabei zwischen permanenter Härte und temporärer Härte. Die temporäre Härte wird durch den Gehalt an Hydrogencarbonaten verursacht und kann durch Erhitzen entfernt werden. Die permanente Härte wird durch die Sulfate verursacht und bleibt beim Erhitzen unverändert.

Als Maß für die Wasserhärte galt früher in Deutschland das „Grad deutscher Härte“– °dH. Inzwischen gibt man die Wasserhärte allerdings durch die Konzentration der Erdalkaliionen in mmol/l an.

Die Salze der Kohlensäure sind die Carbonate und die Hydrogencarbonate. Leitet man Kohlenstoffdioxid unter Druck in Wasser ein, so bildet sich eine schwach sauer reagierende Lösung, die formal als Kohlensäure bezeichnet wird. Die Kohlensäure ist instabil und zerfällt in Wasser und Kohlenstoffdioxid.
Auch in der Natur kommen zahlreiche Carbonate vor, die häufig als Spate bezeichnet werden. Sowohl bei Gebirgen wie den Dolomiten als auch bei den Korallenriffen handelt es sich um Formationen verschiedener Carbonate.

Im Kohlenstoffkreislauf wird der Weg des Elements Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid auf der gesamten Erde betrachtet.