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Lexikon der Chemie: Härte

Härte, Wasserhärte, Gesamthärte, Abk. GH, die Summe der im Wasser vorhandenen Erdalkali-Ionen. Dazu gehören vor allem die des Calciums und des Magnesiums, seltener sind Strontium und Barium zu berücksichtigen. Die H. des Wassers wurde in der Vergangenheit nach Härtegraden (°H) bemessen, deren Bewertung in den einzelnen Ländern unterschiedlich ist (Tab. 1).

Im Streben nach einer international einheitlichen Dimensionierung der H. des Wassers wird heute nicht mehr nach Härtegraden, sondern nach Millival (Einheitenzeichen mval) gemessen. Der Äquivalentmasse von Magnesiumoxid MgO entsprechend ist 1 °dH

0,36 mval

7,19 mg/l MgO. Das Verhältnis zwischen CaO und MgO lautet CaO : MgO = 1 : 0,719. Die modernen Methoden der Wasseruntersuchung gestatten es, den Mg2+- und Ca2+-Anteil eines Wassers quantitativ exakt zu ermitteln (Wasserhärtebestimmung). In natürlichen Wässern überwiegt der Calciumhärteanteil.

Die H. (GH) eines Wassers setzt sich zusammen aus der Carbonathärte und der Nichtcarbonathärte.

1) Als Carbonathärte, Abk. KH (auch vorübergehende H. oder temporäre H. genannt, da beim Kochen die Hydrogencarbonate des Calciums und Magnesiums infolge des Entweichens der zugehörigen, freien Kohlensäure zerfallen und sich als schwerlösliche Carbonate in Form von Kesselstein absetzen), bezeichnet man oft – aber nicht völlig korrekt – den Anteil der Erdalkali-Ionen, der den im Wasser gelösten Carbonat- und Hydrogencarbonat-Ionen äquivalent ist. Exakter ist es, statt der KH den Säureverbrauch (Alkalität) in mval/l anzugeben. Die KH ist nur dann aus dem Säureverbrauch (m-Wert) errechenbar (KH = m·2,8), wenn m ≤ GH ist und außer Carbonat- und Hydrogencarbonat-Ionen keine Stoffe im Wasser gelöst sind, die ebenfalls einen Säureverbrauch haben.

Härte. Tab. 1: Bewertung des Härtegrades.

Deutschland 1 °dH (deutsche
Härte)


10 mg/l
Calciumoxid CaO
Rußland 1 °H

1 mg/l Ca2+
USA 1 °aH (amerika-
nische Härte)


9,6 mg/l CaO
England 1 °eH (englische
Härte)


8,0 mg/l CaO
Frankreich 1 °fH (französische
Härte)


5,6 mg/l CaO

Härte. Tab. 2: Einteilung der Wässer nach der Härte (Gesamthärte)

mval °dH
sehr weich 0 ... 1,5 0 ... 4,2
weich 1,5 ... 3,0 4,2 ... 8,4
mittelhart 3,0 ... 6,0 8,4 ... 16,8
hart 6,0 ... 10,0 16,8 ... 28,0
sehr hart > 10,0 > 28,0

2) Als Nichtcarbonathärte, Abk. NKH (auch bleibende H. oder permanente H. genannt), wird der Anteil der Erdalkali-Ionen bezeichnet, der in den meisten Fällen der Differenz zwischen GH und KH entspricht und bei dem ein Teil der im Wasser gelösten Sulfate, Chloride, Nitrate, Phosphate, Silicate und anderen Anionen als zugehörig zu betrachten sind.

Die H. des Wassers (Tab. 2) ist bei zahlreichen Nutzungsarten zu beachten. Zur Vermeidung eines großen Brennstoffverbrauchs bei der Heißwasser- und Dampferzeugung und von Zerstörungen infolge Überhitzung von Wärmeüberträgern durch Kesselsteinbildung wird in Dampferzeugeranlagen die Einhaltung einer bestimmten Maximalhärte des Wassers ständig überwacht. Für Dampferzeuger mit einem zulässigen Druck von 4 MPa wird z. B. eine H. von höchstens 0,05 °dH verlangt. Textilfabriken, Färbereien, Bleichereien, Papierfabriken, Kühlwasseranlagen, Konservenfabriken, Brauereien und andere Betriebe müssen zur Vermeidung von Schäden ein möglichst weiches Wasser verwenden. Die Härtebestandteile eines Wassers beeinflussen auch den Geschmack von Nahrungsmitteln und Getränken. Ein Teil der Seifen, und zwar fettsaure Alkalisalze, setzen sich beim Waschvorgang mit den Härtebildnern des Wassers zu unlöslichen fettsauren Calcium- und Magnesiumsalzen um, was die Waschwirksamkeit vermindert.

Um ein weiches Wasser zu erhalten, muß es erforderlichenfalls enthärtet werden, Enthärtung.

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