Die Methode gibt die Definitionen der verschiedenen Arten der Wasserhärte und deren Berechnungen wieder.
Wasser, das in der Brau- und Lebensmittelindustrie verwendet wird.
Nach DIN 38409 Teil 6 (Januar 1986) wird als „Härte" eines Wassers sein Gehalt an Calcium- und Magnesium-Ionen verstanden. In einigen Spezialfällen kann es sinnvoll sein, daneben auch Barium- und Strontium-Ionen der Härte zuzurechnen. Wenn auch der Härtebegriff aus wissenschaftlicher Sicht nicht erforderlich und sogar – weil keine SI-Einheit – im Prinzip gesetzlich unzulässig ist, so scheint er doch in manchen Fällen notwendig oder wirkt vereinfachend. Aus diesem Grunde soll an dieser Stelle neben den Angaben in mg/l, mval/l und mmol/l noch die ältere Einheit berücksichtigt werden. Die Maßeinheit 1 Deutscher Grad, 1°d (früher auch 1°dH) entspricht (bezogen auf CaO) 0,3566 mval/l = 0,179 mmol/l: *)
*) SI-Einheiten ab 01. 01. 1978 im amtlichen und rechtgeschäftlichen Verkehr, wobei °d in mmol/l ausgedrückt werden soll.
|
10,00 mg/l CaO |
= |
7,15 mg/l Ca2+ |
= |
0,3566 mval/l |
|
7,19 mg/l MgO |
= |
4,34 mg/l Mg2+ |
= |
0,3566 mval/l |
Bei der Maßeinheit 1 mval/l sind die obigen Werte um den Faktor 2,804 höher (1/10 des CaO-Äquivalentgewichts).
|
28,04 mg/l CaO |
= |
20,04 mg/l Ca2+ |
= |
2,804 °d |
|
20,15 mg/l MgO |
= |
12,15 mg/l Mg2+ |
= |
2,804 °d |
Eine Konzentration von 1 mg/l an Erdalkali-lonen entspricht:
|
1 mg/l Ca2+ |
= |
0,1399 °d |
= |
0,0499 mval/l Härte |
|
1 mg/l Mg2+ |
= |
0,2306 °d |
= |
0,0822 mval/l Härte |
In natürlichen Wässern überwiegen von den Erdalkali-lonen Calcium und Magnesium.
Für bestimmte Verwendungszwecke und/oder Aufbereitungsverfahren genügt es nicht, die Gesamthärte zu kennen, sondern man unterscheidet, von welchen Erdalkali-lonen sie verursacht wird (Calcium- oder Magnesium-lonen) und welchen Anionen sie äquivalent entsprechen. Hier spielen die lonen der Kohlensäure eine besondere Rolle (Carbonat- und Hydrogencarbonat-lonen).
Die Untergruppen der Härte lassen sich folgendermaßen charakterisieren
Calcium- oder Kalkhärte (Ca-H):
Durch Calcium-lonen verursachter Anteil der Härte des Wassers.
Magnesium- oder Magnesiahärte (Mg-H):
Durch Magnesium-lonen verursachter Anteil der Härte des Wassers.
Gesamthärte (GH):
Unter diesem Begriff wird die Summe der Einzelhärten (Ca-H + Mg-H) verstanden.
Carbonathärte (KH):
Die Carbonathärte entspricht dem Anteil der Erdalkali-lonen, der den im Wasser vorhandenen Hydrogencarbonat- und Carbonat-lonen äquivalent ist. Diese lonen werden durch die Bestimmung des m-Wertes in mval/l erfasst. Wasser ohne Säureverbrauch (pH < 4,3) hat keine Carbonathärte. Der m-Wert entspricht der Carbonathärte in mval/l, solange dieser Wert die Gesamthärte in mval/l nicht übersteigt, da die Carbonathärte definitionsgemäß nicht höher sein kann als die Gesamthärte. Wasser, dessen m-Wert die Gesamthärte in mval/l übersteigt, nennt man „sodaalkalisch", da es Natrium enthält. Für die Wahl des Aufbereitungsverfahrens kann es noch angebracht sein, zwischen Kalk- und Magnesia-Carbonathärte zu differenzieren (Kalk-KH und Magnesia-KH).
Nichtcarbonathärte (NKH):
Sie ist die Differenz zwischen der Gesamthärte und der Carbonathärte und somit der Anteil an Calcium- und Magnesium-lonen, für die kein äquivalenter Anteil an Hydrogencarbonat- und Carbonat-lonen im Wasser vorhanden ist, sondern für die eine äquivalente Menge anderer lonen vorliegt (z. B. Hydroxid, Chlorid, Sulfat, Nitrat, Phosphat, Silicat, Humat). Wässer, deren m-Wert ≥ GH (mval/l) ist, haben keine Nichtcarbonathärte.
Benötigte Analysendaten:
Gehalt an Calcium-lonen in mg/l oder mval/l
Gehalt an Magnesium-lonen in mg/l oder mval/l
Säureverbrauch, m-Wert in mval/l
Die Methode beschreibt die Bestimmung der Restalkalität in Brauwasser.
Die Restalkalität wird aus den Parametern Gesamthärte, Calcium- und Magnesiumhärte errechnet.