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Wasserhärte -- umgangssprachlich

Autor: Prof. Dr. Andreas Grohmann

Verein für Wasser-, Boden- und Lufthygiene (www.wabolu.de)

Projekt „Wasserhärte“

Entwurf F, 02.12.2020

Sehr treffend beschreibt Rudolf Zacharias Becker 1788 in seinem „Noth- und Hülfs­büchklein für Bauersleute“ auf Seite 125 die Härte des Wassers wie folgt:

… , indem es oft so hart ist, daß die Seife nicht leicht damit schäumt, wenn die Wäsche rein werden soll. Das Mittel, es weicher zu machen, ist aber, daß man es abkochet und wieder erkalten läßt, ehe man es braucht.

Auch Zeidlers Universal-Lexicon von 1753 vermerkt unter dem Stichwort „Waschen“, dass Brunnenwasser hart und Regenwasser weich sei und

… des Wassers Härtigkeit auch die Seife härtet …

Lange Zeit wurde angenommen, dass Wasser Mineralien in der Weise löst, dass es beispielsweise gelösten Gips (CaSO₄) neben Magnesiumchlorid (MgCl₂) enthält. Heute wissen wir: Unter der Wirkung von Wasser­molekülen werden Mineralien in Ionen mit Hydrat­hüllen zerlegt, mithin bei diesem Beispiel Ca⁺², Mg⁺², SO4^-2 und Cl^-.

Es reagieren also Calcium-Ionen (Ca⁺²) mit Seife und diese Reaktion wurde 1841 zu einer Bestimmungs­methode entwickelt, der Seifentitration nach Clark (Grad Härte). Heute werden der Gehalt des Wassers an Calcium- und Magnesium-Ionen spektro­metrisch sehr genau getrennt bestimmt. Beide zu einem Summen­parameter „Härte des Wassers“ zusammen­zufassen ist nicht mehr nötig.

Mit Ablagerungen ist zu rechnen, wenn genügend Calcium-Ionen (Ca⁺²) und Hydrogen­carbonat-Ionen (HCO₃^-) im Wasser vorliegen (so genanntes hartes Wasser) und der pH-Wert des Wassers soweit ansteigt, sei es durch Kochen oder Ausblasen von CO₂ oder sei es durch Pflanzen, die das CO₂ assimilieren (biogene Entkalkung), dass mehr Carbonat-Ionen (CO₃^-2) aus den HCO₃^--Ionen entstehen, als es die Löslichkeit von Calcium­carbonat erträgt. Diese Löslichkeit nimmt mit steigender Temperatur ab, so dass es bei hartem Wasser auch zu Ablagerungen¹) an Heizstäben kommen kann.

Der Nachweis von HCO₃^--Ionen erfolgt als „Säurekapazität bis pH 4,3“. Wenn sich hierfür umgangssprachlich der kürzere Begriff „Karbonat­härte“ oder zutreffender „Carbonat­puffer“ einbürgern würde, wäre dies ebenso akzeptabel wie „Calciumhärte“ für den Gehalt an Ca⁺²-Ionen. Erläuternd wäre hinzuzufügen, dass nur der Teil der Karbonat­härte (des Carbonat­puffers) Kalk­ablagerungen bildet, der der Menge an Calciumhärte entspricht (äquivalent ist).

Ablagerungen im Bereich der Trinkwasserversorgung heißen zu Recht „Kalk­ablagerungen“, denn sie enthalten Magnesium allenfalls in Spuren. Bemerkenswert sind die 30 cm dicken, als Aquädukt­marmor bezeichneten Kalk­ablagerungen im Römerkanal in der Eifel, die sich während 200 Betriebsjahren gebildet haben. Ihr Magnesium­anteil ist sehr gering (weniger als 2%), obwohl das Quellwasser bei Urfey sehr viel Magnesium-Ionen enthält.

Auch Enthärter und Zusätze für Waschmittel, wie z.B. Soda, Zeolith-A oder Poly­carboxylate oder Poly­phosphate binden zwar Calcium-, verringern aber kaum den Gehalt des Wassers an Magnesium-Ionen.

Vereinfachend werden gemäß §9 Wasch- und Reinigungs­mittelgesetz (WRMG) mit Bezug auf das sich im Wasser bildende Calciumcarbonat drei Härtebereiche wie folgt unterschieden:

weich:	weniger als 1,5 mmol/L	Calciumcarbonat
mittel:	1,5 bis 2,5 mmol/L	Calciumcarbonat
hart:	mehr als 2,5 mmol/L	Calciumcarbonat

Die Einheit Millimol je Liter (mmol/L) ist zwar gewöhnungs­bedürftig, aber universell und nicht nur für Calcium-, sondern auch für beliebig andere Ionen im Wasser anwendbar.

1 mmol/L Calcium entspricht 5,6 °dH (Grad deutscher Härte, früher übliche Einheit des Gehalts eines Wassers an Calcium-Ionen (Ca⁺²)).

Da im Bereich der Trinkwasser­versorgung nur Calcium-Ionen zu störenden Ablagerungen (Calciumcarbonat) beim Waschprozess beitragen, nur ein hoher Gehalt des Wassers an Calcium eine Zugabe von Enthärtern erfordert und Enthärter in Bezug auf Magnesium im Wasser wirkungslos bleiben, sind die Wasserversorger gemäß §9 WRMG gehalten, den Härtebereich des verteilten Trinkwassers ohne Berücksichtigung seines Gehalts an Magnesium festzusetzen. Ein Hinweis auf den Magnesium­gehalt des Wassers wird sich mit der Zeit erübrigen, wenn es zum Allgemein­wissen wird, dass der Gehalt an Magnesium im Trinkwasser technisch unbedeutend ist.

Fußnoten