Was ist der Unterschied zwischen hartem und weichem Wasser?

Wasser kann manchmal als hartes Wasser und weiches Wasser beschrieben werden. Die Unterscheidung beruht auf der Menge der im Wasser gelösten Mineralien. Hartes Wasser enthält einen hohen Anteil an Mineralien und weiches Wasser enthält wenig bis keine.

Wasser sammelt gelöste Feststoffe an, wenn es sich durch Gesteine ​​und andere Substrate wie Kalkstein, Gips oder Dolomit bewegt. Calcium und Magnesium sind besonders wasserlöslich, und wenn sich diese natürlich vorkommenden Mineralien innerhalb des geografischen Gebiets befinden, haben die Bewohner rund um die Wasserquelle surrounding hartes Wasser.

In den Vereinigten Staaten haben Gebiete der Ostküste im Allgemeinen weiches Wasser und diejenigen im Südwesten haben hartes Wasser. Regenwasser gilt als weich, da es nicht wie Grundwasser durch Bodensubstanzen versickert.

Die Eigenschaften von hartem und weichem Wasser werden durch die Menge an Mineralien im Wasser bestimmt, gemessen in Milligramm pro Liter oder in Körnern pro Gallone. Die Härte hängt auch vom pH-Wert und der Temperatur des Wassers ab.

Die American National Standards definieren weiches Wasser als weniger als 17,1 mg/l enthaltend; jedoch können die folgenden Werte zur ungefähren Wasserhärte verwendet werden:

• Weich: 0 – 60 mg/L

• Mittelschwer: 61

  – 120 mg/L* Hart: 121

  – 180 mg/L * Sehr hart: 181 mg/L und mehr

Häufige Faktoren für die Wasserhärte sind Calcium, Ca und Magnesium, Mg. Beide Elemente sind Erdalkalimetalle der Gruppe 2 des Periodensystems. Die Elemente in der Spalte der Gruppe 2 haben eine Ladung von 2+ und verlieren zwei Elektronen, um Kationen wie Ca, zu bilden²⁺ und Mg²⁺. Diese Kationen lösen sich leicht in Wasser auf.

Kalziumkarbonat, CaCO₃ ist ein häufiger Stoff in Gesteinsformationen, insbesondere von Kalkstein, einer Art Sedimentgestein und Dolomit, CaMg (CO₃)₂, auch ein Sedimentgestein. Calciumcarbonat kommt auch in den Schalen von Meeresorganismen und Eiern vor.

Bei Regenwasser mit gelöstem Kohlendioxid, CO₂, filtert durch Calciumcarbonat, die Calciumionen lösen sich im Wasser auf. Die folgende chemische Gleichung beschreibt diesen Vorgang:

CaCO_3(s) + H₂0_(l) + CO_{2 (wässrig)} → Ca²⁺_(wässrig) + 2HCO₃^-

Wo das Calciumcarbonat CaCO₃, bildet Ca²⁺ und Bicarbonat, HCO₃^-, in Gegenwart von Wasser und Kohlendioxid.

Die Eigenschaften von hartem Wasser werden beschrieben als vorübergehend und dauerhaft. Temporär hartes Wasser enthält Bicarbonat, HCO₃^-. Permanent hartes Wasser enthält Bicarbonationen mit anderen Ionen wie Sulfat, SO₄^2-. Beim Kochen werden die permanent härtenden Spezies nicht ausgefällt, und Natriumcarbonat, Na₂CO₃, müsste hinzugefügt werden.

Wenn hartes Wasser erhitzt wird, hinterlässt es oft einen Belag auf Töpfen oder Behältern. Beachten Sie, dass die Gleichung für diesen Niederschlag für Ca. umgekehrt ist²⁺ Ionen, die sich in wässriger Lösung auflösen:

Ca²⁺_(wässrig) + 2HCO₃^-_(wässrig) → CaCO_3(s) + H₂0 _(l) + CO_{2 (wässrig)}

Der Calciumcarbonat-Niederschlag, CaCO₃, heißt Skala. Die Reinigung ist zwar frustrierend, aber gesundheitlich unbedenklich.

Der Niederschlag kann sich mit der Zeit bilden; Dies kann jedoch die Lebensdauer von Geräten wie Geschirrspülern und Waschmaschinen und allen Rohrleitungen beeinträchtigen. Die Ansammlung verengt den Raum, in dem Wasser fließen kann, und Geräte und Rohre müssten ersetzt werden.

Wie oben erwähnt, enthält hartes Wasser gelöste Mineralien, die Verbrauchern Probleme bereiten können, indem sie Ablagerungen in Rohrleitungen und Geräten hinterlassen. Hartes Wasser beeinträchtigt auch die Wirksamkeit vieler Haushaltsreiniger.

Die Ca²⁺ und Mg²⁺ Ionen stören die Tensideigenschaften von Seife. Ein Tensid senkt die Oberflächenspannung von Wasser, sodass es Kontakt mit einer festen Oberfläche wie Kleidung oder einem Waschbecken im Badezimmer halten kann. Die Ionen stören den Prozess des Tensids, und dies erfordert oft zusätzliche Wäsche oder Reinigungsmittel, um eine Aufgabe zu erledigen.

Die Mineralien in hartem Wasser bilden auch zusammen mit Seife einen klebrigen oder trüben Film auf Geschirr und in Badewannen, Duschen und Waschbecken. Dieser Film kann auch Kleidung, Haut und Haare bedecken, die Kleidung schmuddelig erscheinen lassen und trockene oder gereizte Haut oder Haare verursachen, die stumpf und unkontrollierbar sind.

Hartes Wasser hat einen zusätzlichen gesundheitlichen Nutzen. Calcium und Magnesium sind wichtige Mineralstoffe, die der Körper für das Wachstum und die Funktion von Knochen und Muskeln benötigt. Diese Mineralien regulieren auch den Blutdruck und die Enzymaktivitäten. Der Konsum von hartem Wasser kann eine Quelle dieser Mineralien sein.

Weiches Wasser hat nicht die negativen Auswirkungen von Mineralablagerungen auf Haushaltsgeräten und Rohrleitungen. Es fehlt der mineralische Geschmack von hartem Wasser und hinterlässt keine Rückstände auf Haut, Geschirr oder anderen Oberflächen.

Ein Haushaltswasserenthärter arbeitet durch Ionenaustausch. Wenn das harte Wasser durch einen Ionenaustauscher geleitet wird, fließt es durch Schichten von Polymer-(Kunststoff-)Kügelchen, die kovalent an Anionengruppen gebunden sind, wie:

• -GURREN^-
  
• Natrium
  
• N / A⁺
  
• oder Kalium
  
• K⁺ Kationen

Wenn das Wasser an diesen Perlen vorbeiströmt, verdrängen die Calcium- und Magnesiumionen die Natrium- oder Kaliumionen.

Die Vorteile von Wasserenthärtern sind sauberere Wäsche, langlebigere Geräte und keine Ansammlung von klebriger Seife. Verbraucher verwenden weniger Waschmittel und andere Arten von Reinigern und Waschmitteln. Die Kleidung ist heller und Waschbecken, Wannen und Duschen müssen weniger gereinigt werden.

Wassergeräte wie Boiler, Warmwasserbereiter und Geschirrspüler laufen in der Regel effizienter und benötigen weniger Wartung, da weiches Wasser keine Kalkablagerungen in Rohren und Sanitärinstallationen verursacht. Benutzer von weichem Wasser berichten oft, dass sich Haare und Haut weniger trocken und schuppig anfühlen.

Zu den Nachteilen von Wasserenthärtern zählen die hohen Kosten und der Aufwand für die Wartung einer Wasserenthärtungsanlage. Ein Wasserenthärter und seine Installation können Tausende von US-Dollar kosten, und Wasserenthärtersalz muss regelmäßig hinzugefügt werden.

Wasserenthärter sind im Regenerationsprozess wasserintensiv und verbrauchen bis zu 25 Gallonen Wasser pro Tag. Das Spülen von Wasserenthärtern mit einer Salzlösung kann negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Dieses Wasser mit seinem hohen Natriumgehalt wird nicht zum Gießen von Pflanzen, Rasen oder Gärten empfohlen.

Gesundes, enthärtetes Wasser enthält mehr Natrium als hartes Wasser, und dies kann für Menschen problematisch sein, die ihre Salzaufnahme mit der Nahrung einschränken müssen. Da ein Großteil des Kalziums und Magnesiums entfernt wurde, bietet weiches Wasser keine Quelle für diese Mineralien in der Nahrung.