Dies ist eine Facharbeit zu dem Thema Wasserhärtebestimmung. Folgende Fragestellung soll beantwortet werden:
Was ist Wasserhärte und durch welche Verfahren lässt sie sich bestimmen? Die Bestimmung der Wasserhärte ist ein Vorgang, der in vielen Betrieben und auch bei den Stadtwerken regelmäßig durchgeführt wird. Die Wasserhärte beeinflusst nämlich vor Allem den Wasch- und Spülgang und hat auch Einfluss bei der Herstellung von Arzneimitteln und anderen industriellen Produkten.
Schon in den Zeiten vor den Waschmaschinen merkten die Menschen, dass das eine Wasser schlecht schäumte und schnell Kalkseifen bildete. Die Wäsche ließ sich schlecht einweichen und das Wasser perlte ab. Mit dem anderen Wasser konnte man hingegen viel Schaum erzeugen und die Wäsche ließ sich leicht waschen. Heute weiß man, dass dieser Unterschied mit der Härte des Wassers zusammenhängt. Hartes Wasser erzeugt schnell Kalk, weiches Wasser ist deshalb generell beliebter als hartes Wasser und hat auch den Ruf, dass es besser schmeckt und für langlebige Haushaltsgeräte verantwortlich ist.
Städte, wie zum Beispiel Remscheid, werben sogar mit ihrem weichen Trinkwasser und machen das Wohnen dort attraktiver. Auch im Bereich der Haarpflege ist bekannt, dass weiches Wasser sich zum Haarewaschen besser eignet, da zu hartes Wasser die Haarstruktur verändert und für schlecht zähmbare Haare sorgt. Generell sagt man, je höher der Ionengehalt, desto „härter“ das Wasser.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Definition des Begriffs „Wasserhärte“
Beispiel Aufnahme von Erdalkalimetallen in Wasser
Die Berechnung der Wasserhärte
Theoretischer Versuch der Wasserhärtebestimmung durch Titration mit EDTA
Fazit
Literaturverzeichnis
Einleitung
Die Bestimmung der Wasserhärte ist ein Vorgang, der in vielen Betrieben und auch bei den Stadtwerken regelmäßig durchgeführt wird. Die Wasserhärte beeinflusst nämlich vor Allem den Wasch- und Spülgang und hat auch Einfluss bei der Herstellung von Arzneimitteln und anderen industriellen Produkten. Schon in den Zeiten vor den Waschmaschinen merkten die Menschen, dass das eine Wasser schlecht schäumte und schnell Kalkseifen bildete. Die Wäsche ließ sich schlecht einweichen und das Wasser perlte ab. Mit dem anderen Wasser konnte man hingegen viel Schaum erzeugen und die Wäsche ließ sich leicht waschen. Heute weiß man, dass dieser Unterschied mit der Härte des Wassers zusammenhängt. Hartes Wasser erzeugt schnell Kalk, weiches Wasser ist deshalb generell beliebter als hartes Wasser und hat auch den Ruf, dass es besser schmeckt und für langlebige Haushaltsgeräte verantwortlich ist. Städte, wie zum Beispiel Remscheid, werben sogar mit ihrem weichen Trinkwasser und machen das Wohnen dort attraktiver. Auch im Bereich der Haarpflege ist bekannt, dass weiches Wasser sich zum Haarewaschen besser eignet, da zu hartes Wasser die Haarstruktur verändert und für schlecht zähmbare Haare sorgt. Generell sagt man, je höher der Ionengehalt, desto „härter“ das Wasser. Im Folgenden soll es um die Beantwortung der folgenden Fragestellung gehen: Was ist Wasserhärte und durch welche Verfahren lässt sie sich bestimmen?
Definition des Begriffs „Wasserhärte"
Unter der Härte eines Wassers versteht man laut Leonhard A. Hütter„den Gehalt an Calcium-, Magnesium-, Strontium-, und Barium Ionen“1im Wasser. Da aber Strontium- und Natriumionen nur sehr geringe Spuren in gewöhnlichem Trinkwasser aufweisen, wird nur die Konzentration der Calcium- und Magnesiumionen berechnet, um die Wasserhärte zu bestimmen. Deswegen lautet die entsprechend neu gefasste EU-weit verbindliche Definition für Wasserhärte:„Unter der Wasserhärte versteht man die Stoffmengenkonzentration der Ca[2]+- und Mg[2]+-Ionen c(Ca[2]+ + Mg[2]+) in mmol pro Liter“2.Die Wasserhärte ist chemisch ausgedrückt auch ein System aus
Gleichgewichtsreaktionen. Das bezieht sich auf die Löslichkeits- und Dissoziationsgleichgewichte des Kalk-Kohlensäure-Systems.
Es gibt drei verschiedene Härtetypen.
DieGesamthärte (GH)ist die Summe der Stoffmengenkonzentration an Calcium- und Magnesium-Kationen in mmol/L. (s.u.)
DieCarbonathärte (KH)ist der Anteil an Calcium- und Magnesium-Kationen, die in der Volumeneinheit eine äquivalente Konzentration an Hydrogencarbonat-Anionen (HCO3-) und/oder Carbonat-Anionen (CO3[2]-) aufweisen und durch deren Hydrolyse gebildete Hydroxidionen (OH-) vorliegt. (s.u.)
DieNichtcarbonathärte (NKH)bezeichnet den verbleibenden Rest an Calcium- und Magnesium- Ionen nach Abzug der anderen Härtetypen. (s.u.)
In natürlichen Wassern ist die Gesamthärte meist höher als die Carbonathärte. Seltener gibt es mehr äquivalente Hydrogencarbonat- und Carbonat- als Calcium- und Magnesium-Ionen, weil versickerndem Wasser beim Durchlaufen von austauschfähigen Tonmineralien Calcium- und Magnesium-Kationen entzogen und durch Natrium-Kationen ersetzt wird. (s.u.)
Die Carbonathärte ist temporär, weil beim Erhitzen auf mindestens 100°C die Calcium- und Magnesium-Kationen mit den vorhandenen Hydrogencarbonat- bzw. Carbonat-Anionen zu sogenanntem Kesselstein, der aus Calcium- und Magnesiumcarbonat besteht, bzw. zu Kalkstein, wenn die Ausfällung überwiegend aus Calciumcarbonat besteht, reagieren:
Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 + H 2O + CO 2 und Mg(HCO 3) 2 MgCO 3 + H 2O + CO 23
In deutschem Leitungswasser beträgt die Carbonathärte meist 60% der GH. (s.u.)
Im Gegensatz dazu ist die Nichtcarbonathärte permanent. Bei ihr gibt es keine äquivalenten Hydrogencarbonat-Anionen, daher muss dieser Anteil aus anderen Verbindungen wie Sulfaten, Chloriden, Nitraten, Silicaten oder Phosphaten stammen. (s.u.)
CaSO 4, MgSO 4, CaCl 2, MgCl 24
Ein Beispiel dafür ist die Auflösung von Gips (Calciumsulfat), was für hohen Sulfatgehalt im Wasser
sorgen kann. (s.o.)
[...]
1 Josef Huber, https://www.grin.com (Kapitel 2.11 Definition Hütter Abrufdatum 27.03.20)
2 Josef Huber, a.a.O (27.03.20)
3 Firdevs Kesici, Tanja Sommer, Sonja Butkereit, http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de (Kapitel 1.1 27.03.20)
4 Firdevs Kesici, Tanja Sommer, Sonja Butkereit, a.a.O (27.03.20)
- Quote paper
- Anonymous,, 2020, Wasserhärtebestimmung durch Titration mit EDTA, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1181175
