Die Hydrolyse ist eine der wichtigsten Verwitterungsarten. Bei ihr sind Hydronium- und Hydroxoniumionen (OH^– und H₃O⁺) die Reaktionsträger. Diese aggressiven Base- bzw. Säureionen vermögen einen Stoff in seiner chemischen Zusammensetzung stark zu verändern. Die Hydrolyse ist vorwiegend von der Oberflächengegebenheit des Bodens, dem pH-Wert, der Wassermenge und der Temperatur abhängig (vgl. FITZPATRICK,1980, 60).

4. Hydrolyse von Carbonaten

Eine besondere Bedeutung hat die Hydrolyse für die Carbonatgesteine, wie Kalkstein, CaCO₃, Dolomit, CaMg(CO₃)₂ und Mergel, von denen Kalkstein am schnellsten verwittert. “Zwar beträgt seine Löslichkeit in reinem Wasser nur 0,013 g/l (bei 15°C), doch kommt bei der Kalksteinverwitterung der Kohlensäure eine beachtliche lösungfördernde Wirkung zu” (MüLLER, 1979, 138). In den meisten Fällen ist die durch einen hohen CO₂-Gehalt in der Luft entstandene Kohlensäure (Bildung: CO_2(g)+H₂O CO_2(aq)+H₂O H₂CO₃ H⁺+HCO^– 2H⁺+HCO^2– ) an dieser Reaktion beteiligt. In unserem Klima mit durchschnittlichen Niederschlägen verwittert von der Oberfläche des Kalksteins jährlich etwa 0,01mm (vgl. MüCKENHAUSEN, 1985, 86). So wird beispielsweise das schwer wasserlösliche Calciumcarbonat zersetzt, dessen Löslichkeitsprodukt^[2] mit dem pK_L-Wert^[3] 7,92 angegeben wird:

CaCO₃ + 2H₂CO₃ → Ca(HCO₃)₂ + H₂O + CO₂

Das so entstandene Calciumhydrogencarbonat (oder älter auch Calciumbicarbonat, pK_L= –0,27) ist leicht wasserlöslich. Kohlendioxid wird bei dieser Reaktion frei gesetzt. Es entweicht oder verbindet sich mit dem Bodenwasser erneut zu Kohlensäure, welche weitere Hydrolysereaktionen einleitet.

“Im Gegensatz zu vielen anderen verwitternden Mineralen steigt die Löslichkeit der Carbonate außerdem mit abnehmender Temperatur, weil in gleicher Richtung die Löslichkeit des Kohlendioxids in Wasser zunimmt” (SCHEFFER, 1992, 14). Die Hydrolyse von Carbonaten ist demnach dem allgemeinen Trend, mit einer Erhöhung der Temperatur steige auch die Reaktionsgeschwindigkeit (RGT-Regel^[4]) entgegengesetzt.

Jedoch vermögen auch andere im Boden entstandene oder aus dem Regenwasser zugeführte Säuren (siehe auch: 3. Oxidation) die Umwandlung zu Calciumhydrogencarbonat bewirken. Durch einen erhöhten Schwefeldioxid- und Stickoxidausstoß aus Verbrennungsprozessen steigt in Regionen hohen Verkehrsaufkommen und starker Industriebesiedelung die Konzentration dieser Gase an. Jene werden in der Atmosphäre oxidiert und bilden mit Wasser Schwefelsäure, schweflige Säure und Salpetersäure:

SO₂ + H₂O + ½O₂ H₂SO₄

SO₂ + H₂O H₂SO₃

2NO₂ + H₂O + ½O₂ 2HNO₃

Diese Säuren sind weitaus stabiler und stärker als die im klassischen Sinn für die Hydrolyse verantwortliche Kohlensäure. Die schon weitestgehend besprochenen Auswirkungen des sauren Regens machen deutlich, daß hier eine Zersetzung des Kalkgesteins erheblich schneller vorangetrieben wird.