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Definition : Härte = c(Ca 2+ ) + c(Mg 2+ ) [mol/m³] bzw. [mmol/L] [ c() = Stoffmengenkonzentration ] Die Angabe in Grad deutscher Härte (°dH) ist veraltet aber dennoch immer noch in Gebrauch. 1 mol/m³ = 5,6 °dH Das Verhältnis von Ca zu Mg im Wasser beträgt allgemein etwa 5:1, also ca. 83% Ca und 17% Mg. Der Anteil an Magnesium kann aber je nach Geologie auch höher oder niedriger liegen. Die Eigenschaft, dass Wasser mit hoher Härte beim Wäschewaschen zu harter und spröder Wäsche führt, ist heute größtenteils nicht mehr von Bedeutung. Früher wurden Seifen zur Wäsche verwendet, die dann mit den Härtebildnern zu sogenannten Kalkseifen reagierten und sich in der Wäsche ablagerten, was die Kleidung hart und spröde machte. Diese Eigenschaft der Härtebildung haben alle Erdalkali-Ionen: Elemente der 2. Hauptgruppe des Periodensystems (Erdalkalimetalle): Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra) Da die anderen Erdalkali-Ionen aber nur in geringen Konzentrationen oder überhaupt nicht im Wasser enthalten sind, hat man die Definition der Wasserhärte auf Calcium und Magnesium begrenzt. Heute verwendet man überwiegend synthetische Waschmittel, meist Sulfonate, die diese Eigenschaft nicht haben. Weiterhin bleibt aber von Bedeutung, dass Kalk beim Erhitzen des Wassers ausfällt und zu technischen Problemen führen kann. Deswegen werden Waschmitteln sogenannte Härtestabilisatoren beigemischt.

Da jedoch der Erdboden und das Gestein unterschiedliche Kalkgehalte aufweisen, ist die Härte im Wasser regional sehr unterschiedlich und abhängig von der Geologie im jeweiligen Gebiet. Die Löslichkeit von Gips ist relativ hoch (CaSO 4 : L = 6,1 • 10 -5 (mol/L) 2 25 °C), so dass Wasser in Kontakt mit Gipslagerstätten viel gelöstes Calcium, aber auch Sulfat in höheren Konzentrationen enthalten kann. Dies trifft für Calcium-reiche Mineralwässer zu. (L = Löslichkeitsprodukt) In Carbonat-haltigem Gestein kann sich durch das geringere Löslichkeitsprodukt für Calcit (CaCO 3 : L = 3,9 • 10 -9 (mol/L) 2 10 °C) nur weniger Calcium lösen. Die Löslichkeit wird aber durch Vorhandensein von CO 2 durch den dadurch erniedrigten pH-Wert erhöht. In chemischen Gleichungen wird die durch CO 2 verstärkte Löslichkeit für Calcit häufig vereinfacht in einer einzigen Reaktionsgleichung dargestellt: Summarisch ( vereinfacht !! ): CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca 2+ + 2 HCO 3 - Die größere Löslichkeit des Calcits wird aber allein durch die Senkung des pH-Wertes durch das CO 2 verursacht (ausführliche Reaktionsmechanismen werden im Fachbuch dargestellt). Durch die Lösung des Carbonats steigt der pH-Wert wieder an. Weitere chemische Umsetzungen des CO 2 im Boden mit silikatischen Mineralien (Ton) führen unter anderem auch zur Freisetzung von Calcium- und Magnesium-Ionen: - silikatische Mineralien (Tone) Ton + CO 2 → K, Na, Mg, Ca, Al, Silikate Beispielhafte Härtegrade natürlicher Wässer: 21 °dH Grundwasser Gaienhofen (Bodensee) 16 °dH Grundw. Münsterländer Kiessandzug 9 °dH Bodensee 3 °dH Talsperrenwasser Harz