Experimente
Versuch: Verringerung der Wasserhärte durch Abkochen
Versuch: Härtebestimmung von bidestilliertem Wasser
Versuch: Sauberer Regen ist weiches Wasser
Versuch: Entfernung der Wasserhärte durch Kationenaustausch
Versuch: Verringerung der Wasserhärte durch Torf
Versuch: Verringerung der Wasserhärte durch Zusatz von Soda
Versuch: Verringerung der Wasserhärte durch Zusatz von EDTA

Die Wasserhärte hängt vor allem vom Gehalt an Calcium- und Magnesium-Ionen ab. Zur Härtebildung sind aber auch die Sulfat- und Hydrogencarbonat-Ionen notwendig, denn sie bilden zusammen mit den zweiwertigen Kationen schwerlösliche Niederschläge, die den Waschvorgang stören oder Ablagerungen in den Töpfen bilden. Um das Ausfällen dieser Salze zu verhindern, reicht es aus, die Calcium- und Magnesium-Ionen aus dem Wasser zu entfernen. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten, die in den folgenden Abschnitten besprochen werden.
Zum Überprüfen dieser Methoden muss man die Härte der jeweiligen Wasserprobe vor und nach der Behandlung bestimmen.

1. Verringerung der Wasserhärte durch Abkochen
Das Abkochen des Wassers reduziert die Härte um ca. 50 %. Die Resthärte ist die permanente Härte (siehe Experimente, V 4).

2. Entfernung der Wasserhärte durch Destillieren von Wasser
Lehrreich ist es, wenn man bidestilliertes Wasser titriert. Vor allem das mit einer aus Quarzglas gefertigten Apparatur bidestillierte Wasser enthält keine Metall-Kationen mehr und kaum noch härtefördernde Säureanionen (siehe Experimente, V 5).

3. Sauberer Regen ist weiches Wasser
Bekannt ist, dass gewisse Wassersorten wie z. B. das Regenwasser als besonders weich gelten. Da Regenwasser durch Verdunstung entsteht, könnten wir stattdessen von vornherein destilliertes Wasser nehmen (wie in Versuch 5). Regenwasser enthält zwar als mögliche Härtefaktoren nur Hydrogencarbonat- und (bei saurem Regen) Sulfat-Ionen, nicht aber Metall-Ionen, die für die Härte verantwortlich sind (siehe Experimente, V 6).

4. Entfernung der Wasserhärte durch Kationenaustausch
Vielleicht habt ihr in der Schule oder zu Hause Wasseraufbereitungsanlagen (z. B. in der Geschirrspülmaschine), die Calcium- und Magnesium-Ionen nach dem Ionenaustauscherprinzip aus dem Wasser entfernen.
Diese Ionenaustauscher enthalten spezielle Säuren, deren Wirkgruppen an Kunststoffkügelchen gebunden sind. Sie bilden mit zweiwertigen Kationen wie den Calcium-Ionen Salze und geben dafür ihre Protonen oder Alkali-Ionen an die Lösung ab. Bei sauren Ionenaustauschern wird das ausfließende Wasser deutlich saurer (siehe Experimente, V 7). Nach einiger Zeit ist der Austauscher erschöpft, d. h. voll beladen. Der Austausch ist umkehrbar, indem man eine starke Säure wie die Salzsäure auf den Austauscher einwirken lässt. Der Austauscher ist dann regeneriert.

Hier berichten wir genaueres zur Wasserenthärtung mit Ionaustauschern.

5. Warum Moorwasser besonders weich ist
Pflanzen wie der Rhododendron oder Azaleen vertragen keine Calcium-Ionen. Sie wachsen gern in moorigen Gebieten und werden deshalb im Garten gern in Torf gesetzt. Gibt es dafür einen Grund? Torf enthält Abbauprodukte von abgestorbener Biomasse, die Humusstoffe. Diese sind auch im Moorwasser enthalten. Man erkennt sie als braune Schwebstoffe. Sie absorbieren Calcium- und Magnesium-Ionen. Genau genommen wirken sie wie natürliche Ionenaustauscher. Diesen Effekt kann man durch Behandeln von hartem Leitungswasser mit Torf gut zeigen (siehe Experimente, V 8). Aus diesem Grunde hat Moorwasser Härtegrade bis unter 1; es gilt als sehr weich. Zum Waschen kann man es dennoch nicht nehmen, da die Huminsäuren sich leicht an Gewebe adsorbieren.

6. Verringerung der Wasserhärte durch Zusatz von Soda
Früher setzte man dem Waschwasser Soda zu. Damit wird die (Hydrogen-) Carbonatkonzentration erhöht; entsprechend dem MWG wird dadurch ein größerer Teil der härtebildenden Kationen ausgefällt. Außerdem ist vorteilhaft, dass die Soda protolysiert und das Waschwasser alkalisch einstellt (siehe Experimente, V 9).

7. Verringerung der Wasserhärte durch Zusatz von EDTA
Auch EDTA war als Enthärtungsmittel im Gespräch. Gibt man zu Leitungswasser, dessen Härte man kennt, etwa 30 ml EDTA-Lösung, so bestimmt man (natürlich) keine Härte mehr oder zumindest eine geringere. Außerdem unterbleibt auch die Kalkseifenbildung nach Versuch 2 (siehe Experimente, V 10). Diese Form der Enthärtung unterblieb bald, da man umweltschädigende Wirkungen des EDTA beobachtete.

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