Hardheid van water: wat u moet weten

Waarom is water hard?

De hardheid van water wordt bepaald door het aantal milligrammen Ca ²⁺ en Mg ²⁺ ionen die het bevat. Het deel van de hardheid dat de totale alkaliteit bepaalt (wat een andere indicator is voor de waterkwaliteit) wordt carbonaathardheid genoemd, ook wel bekend als voorbijgaande hardheid. De kwantitatieve overmaat ten opzichte van de totale alkaliteit wordt ook wel niet-carbonaathardheid (vaste stof) genoemd. De totale waarde van de carbonaat- en niet-carbonaathardheid vertegenwoordigt de totale (algemene) waterhardheid. Hoe hoger het gehalte aan calcium- en magnesiumionen in het water, hoe groter de hardheid. Bovendien wordt de waarde van deze indicator indirect beïnvloed door ijzer- en mangaanionen. Water wordt hard omdat het tijdens de circulatie in contact komt met tal van factoren, zoals rotsen of grond, die er verschillende concentraties elementaire ionen aan afgeven. Natuurlijk voorkomend water bevat doorgaans maximaal 10 mg Mg/l. De concentratie magnesiumionen overschrijdt zelden 100 mg per liter. In natuurlijke waterbronnen is het meest voorkomende type hardheid het gevolg van een hoog gehalte aan calciumionen, ook wel calciumhardheid genoemd. In analytische en kwaliteitscontrolelaboratoria wordt de totale hardheid bepaald met behulp van de complexometrische EDTA-methode. De carbonaathardheid (overeenkomend met de totale alkaliteit) wordt nog steeds bepaald met behulp van de zuur-base-titratiemethode met een visuele (of alternatief potentiometrische) manier om het eindpunt van de titratie te bepalen. De EDTA-methode is gebaseerd op de bepaling van het totale gehalte aan calcium- en magnesiumionen. Het te analyseren monster wordt getitreerd met een oplossing van dinatriumedetaat (dit is het natriumzout van ethyleendiaminetetra-azijnzuur) bij een pH van 9 tot 10, tegen eriochroomzwart T als indicator. Op het eindpunt van de titratie verandert de kleur van rood naar blauw. De bij deze bepaling gebruikte titrant wordt aangeduid met het acroniem EDTA. Dinatriumedetaat in waterige oplossingen ondergaat elektrolytische dissociatie, en het resulterende dinatriumedetaat-ion vormt een complex met de geanalyseerde ionen. U kunt ook zelf de hardheid van het water bij benadering controleren (naast het bestellen van een waterkwaliteitsanalyse). Om dit te doen, moet u geschikte teststrips of valtesten kopen. Als u ze gebruikt, moet u de instructies volgen die bij de tests worden geleverd.

Effecten van hoge waterhardheid:

• Verslechtering van de fysische en chemische eigenschappen van water.
• Vernietiging van consumentenelektronica en huishoudelijke apparaten die op hard water werken. Neerslag die niet altijd volledig uit het apparaat verwijderd kan worden. Na verloop van tijd veroorzaakt dit schade en uitval van uw apparaten.
• Schaalopbouw. Het komt voor in de vorm van een wit neerslag van calciumcarbonaat en magnesiumcarbonaat. Het slaat neer tijdens het thermische verwerkingsproces van water, en daarom wordt het het vaakst aangetroffen in ketels. De vorming van kalk veroorzaakt aanzienlijke energieverliezen.
• De toename van de oppervlaktespanning van water, waardoor bijvoorbeeld verminderde bevochtigingseigenschappen ontstaan. Hierdoor moet je veel meer wasmiddel gebruiken voor bijvoorbeeld het wassen van je stoffen.
• Verslechtering van verwarmingssystemen. Vooral verwarmingsketels die in direct contact komen met hard water worden getroffen. De ophoping van onoplosbare kalkaanslag verstopt de leidingen, wat resulteert in een aanzienlijke stijging van de verwarmingskosten.

Soorten waterhardheid

Over het algemeen wordt de hardheid van water ingedeeld in:

• Carbonaathardheid – een soort hardheid die gemakkelijk merkbaar is op uw serviesgoed of in de waterkoker. Carbonaathardheid wordt veroorzaakt door calcium- en magnesiumcarbonaten en -bicarbonaten. Ze kunnen echter gemakkelijk uit water worden verwijderd met behulp van bijvoorbeeld warmte. Daarom wordt dit type hardheid vaak transiënt genoemd. Deze verbindingen slaan uit heet water neer als een witte aanslag, die zich ophoopt in de container.
• Niet-carbonaathardheid – wordt ook vaste hardheid genoemd. Het is moeilijk uit het water te verwijderen. Terwijl zouten van onstabiel koolzuur verantwoordelijk zijn voor de carbonaathardheid, zijn zouten van andere zuren, zoals zwavelzuur (VI) , zoutzuur of salpeterzuur (V) , verantwoordelijk voor de niet-carbonaathardheid. Ze vormen stabiele sulfaten (VI), chloriden en nitraten (V), die ook na het koken in het water achterblijven.
• Totale waterhardheid – is de som van de carbonaathardheid en de niet-carbonaathardheid.

Wat zijn de verschillende graden van waterhardheid?

De mate van waterhardheid kan in verschillende eenheden worden uitgedrukt. Deze omvatten meestal Duitse graden, Franse graden, Engelse graden of het gehalte aan zouten die de waterhardheid veroorzaken in millimol per liter volume of in millival per liter. Het is in laboratoria gebruikelijk om hardheidswaarden in Duitse graden ( ^o n) te vermelden. Als water één Duitse hardheidsgraad heeft, bevat het een hoeveelheid calcium- en magnesiumzouten in 1 dm ³ die overeenkomt met 10 mg CaO. Als u de waarde van de waterhardheid kent, kunt u water classificeren op basis van het resultaat in Duitse graden:

• zeer zacht water: minder dan 5,6,
• zacht water: 5,6 – 11,2
• matig hard water: 11,2 – 19,6
• hard water: 19,6 – 30,8
• zeer hard water: boven 30,8.

Hoe de waterhardheid verminderen?

Een hoge waterhardheid kan een behoorlijke belemmering vormen voor uw dagelijks leven. Als u de kwaliteit van het water dat u gebruikt niet kent of vermoedt dat de fysisch-chemische parameters niet voldoen aan de relevante normen, is het de moeite waard om een ​​wateranalyse te bestellen bij een bevoegd laboratorium. De belangrijkste methode om hardheid uit water te verwijderen is thermische verwerking. Het is echter alleen effectief bij voorbijgaande hardheid. Bij de thermische methode wordt water verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 80 ^o C. Naarmate de temperatuur stijgt, slaan calcium- en magnesiumbicarbonaten neer in de vorm van onoplosbaar calciumcarbonaat en magnesiumcarbonaat. De resulterende aanslag kan bijvoorbeeld door filtratie worden verwijderd. De thermische methode is vaak de eerste stap naar een verdere verlaging van de waterhardheid. Calcium- en magnesiumionen kunnen ook met behulp van chemische methoden worden neergeslagen. Het gaat om de toevoeging van specifieke weekmakers, dat wil zeggen chemische verbindingen die erop gericht zijn de betreffende sedimenten neer te slaan of er complexe verbindingen mee te vormen. In de vorm van zouten neergeslagen calcium- en magnesiumionen worden door filtratie of decantatie gescheiden. Wasverzachters kunnen ook thuis worden gebruikt. Tegenwoordig bieden veel fabrikanten van verwarmingsketels de installatie aan van centrale waterontharders, die werken als ionenwisselaars. Een directe manier om water te verzachten is door filterwaterkruiken te gebruiken, die de laatste jaren erg populair zijn geworden. Het water dat je in de kan giet, gaat door een speciaal sorptiebed, dat als ionenwisselaar fungeert. Er is een ruime keuze aan filters voor dergelijke kannen op de markt en je kunt zelfs filters kopen die je gefilterde water direct verrijken met essentiële mineralen. Lees ook over waterzuivering en afvalwaterzuivering .