Post by Jürgen Clade[...]
Post by Sarah JehleDie Preisfrage wär also, wie komm ich von den o.g. Werten in mmol/l
auf die Angaben in °dH? Hab im google-Archiv Angaben gefunden von
wegen 1°dH entspricht soundsoviel mg/l CaO - aber was hilft mir
diese Beziehung, wenn die GH in meinem Fall nachweislich nicht nur
von Ca2+ allein gebildet wird?
mmol/l in mg/l umrechnen ist dagegen kein Problem (-> Periodensystem)
Es würde mich sehr freuen, wenn mir so bald wie möglich heut
Nachmittag noch wer von euch auf die Sprünge helfen könnt.
Ich finde die Härtegrade aus diesem Grund äußerst unpraktisch. Hinzu
kommt, daß man verwirrende Angaben darüber findet, wie "1 Grad
deutscher Härte entspricht 18 mg Kalk", ohne Hinweis darauf, welche
Verbindung mit "Kalk" genau gemeint ist (mit dem Wort werden
verschiedene Calciumsalze bezeichnet). Kann ein Wasser-Fachmann
(Harald?) hier weiterhelfen?
Nun ja, eigentlich wollte ich gerade einen Abstecher nach dsg machen.
Ich bin auch nicht der Wasserfachmann, wenn es um Wasserchemie geht. Da
muss schon unser Chemiker ran. Das Nachfolgende bezieht sich
ausschließlich auf Sarahs Fragen, so dass es dir nichts Neues bringt.
Aber mal sehen, ob ich auf die Schnelle etwas Brauchbares
zusammenstöpseln kann, ohne dass unser Chemiker die Hände über den Kopf
zusammenschlägt;-).
Zu dem Begriff Gesamthärte:
Die Gesamthärte ist üblicherweise die Summe aller Erdalkali-Ionen und
wird in der Praxis in °dH angegeben. Diese Einheit wird voraussichtlich
noch weniger ausrottbar sein als die Angabe PS beim Auto;-).
Richtigerweise würde sie in mol/ltr bzw beim Wasser günstigerweise in
mmol/ltr angegeben werden müssen. Daran hält sich aber weder ein Labor,
noch Wasseraufbereiter, noch die Hersteller von Messbestecken etc.
Wie irgendwo ein schlauer Mann hier schrieb, ist das in der DIN 1301-3
und DIN 38409-7 geregelt. Doch was taugen Regeln, die keiner einhält,
aber sei es drum...
Um die Verwirrung noch zu vergrößern, wird als Gesamthärte oftmals
lediglich die Summe der Ca- und Mg-Ionen angegeben, also ohne
Berücksichtigung der Barium-, Kalium oder sonstigen Erdalkali-Ionen.
Die spielen in der Trinkwasseraufbereitung faktisch auch kaum eine
Rolle, so dass sie meistens vernachlässigt werden können.
Bei dem Op ging es ursprünglich ja um das
Kalk-Kohlensäuregleichgewicht. Da kann man in aller Regel den Anteil
der Ca-Ionen nur aus anderen Paramern errechnen, wenn in der Aufgabe
keine Details zu Ca/Mg etc gemacht werden.
Hier führen viele Wege nach Rom, wobei einige reichlich kompliziert
sind. Hat man hingegen anderer Parameter wie Säure-/Basenkapazität,
Ionenstärke oder den pH und den Leitwert kann man mit ausreichender
Genauigkeit überschlägige Berechnungen durchführen.
Ich will mich jedoch zunächst auf das Hauptanliegen von Sarah
konzentrieren. Wenn ich dazu komme und Interesse vorhanden ist, können
wir ja gelegentlich über das KKS diskutieren.
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1. Umrechnung in Härtegraden bei bekannter Molmasse und bekannten
Umrechnungsfaktoren eines CaO-Ions
Die Gesamthärte sollte im Prinzip ein anschaulicher Vergleich zu einer
bestimmten Stoffmenge sein.
Motto: Wir haben da 100 mg Gramm Kalkstein (Calcit), wenn der sich in 1
ltr Wasser aufgelöst hat, dann haste hartes Wasser.
Wie hart, das sagte uns ein schlauer Franzose, nämlich 10 Grad
französische Härte (=°fH)
Warum der Deutsche nun unbedingt daran herummäkeln mußte, ist mir nicht
bekannt, jedenfalls sagte der:
Wir hen koa Calcit(CaCo3), aber wir hen Brandkalk CaO.
100 mg = 10 °dH (= Grad deutsche Härte)
Also bleibt nun wohl nichts anderes übrig, als über Stoffmengen bzw
Konzentrationen umzurechnen
Wollen wir mal merken:
100 mg CaO = 10°dH
Jetzt ging es der OP ja darum, wie man was umrechnet:
Zunächst hilft ein Blick ins Periodensystem
1 mmmol CaO = 56 mg CaO
Und nun die klassische Adam-Riese-Frage:
Wenn 100mg CaO einer Gesamthärte von 10°dH und 56 mg CaO 1 mmol
entsprechen, welche Härte hat dann 1mmol CaO?
100 mg CaO = 10°dH
56 mg CaO = ??°dH
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1 mg CaO = 10/100 = 0,1 °dH
56 mg CaO = 0,1 * 56 = 5,6 °dH
Da 56 mg CaO genau der Stoffmenge von 1 mmol CaO entsprechen,
entspricht 1 mmol CaO einer Gesamthärte von 5,6 °dH
5,6 ist der Umrechnungsfaktor von CaO von mmol in °dH (Bsp 1+2)
0,1 ist der Umrechnungsfaktor von CaO von mg in °dH (Bsp 3+4)
Beispiele:
1) 1,5 mmol/ltr CaO = ? °dH --> 1,5*5,6 = 8,4 °dH
2) ? mmol/ltr CaO = 20°dH --> 20/5,6 = 3,67 mmol/ltr
3) 20 mg/ltr CaO = ? °dH --> 20*0,1 = 2 °dH
4) ? mg/ltr CaO = 18°dH --> 18/0,1 = 180 mg/ltr CaO
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2. Umrechnung von Härtegraden eines Ions auf der Grundlage eines
anderen Ions
Um jetzt vergleichen zu können, welche Härte denn härter ist, also mg
CaCO3 oder eines anderen Ions im Vergleich zu CaO, müssen wir von Adam
Riese zu Eva Klein gehen, um dort erst mal ein wenig Trost und das
Periodensystem holen.
Beim Ionenvergleich reicht die Molmasse alleine nicht aus, sondern man
muss sich die Wertigkeit betrachten.
Ionen unterscheiden sich in etwa so wie sich Dollar und Euro
unterscheiden. 1 Dollar ist nicht zwangsläufig auch 1 EUR. Um EUR und
Dollar zu vergleichen gibt es einen Wechselkurs. Und genauso einen
Wechselkurs gibt es auch bei den Ionen. Man nennt diesen dann
Äquivalentgewicht.
Die Einheit dafür ist das eq/ltr bzw meq/ltr
Beispiele Aluminium = Al+++
Die drei "+" sagen aus, dass das Al-Ion 3-wertig ist bzw 3 Ladungen
besitzt. Nun schauen wir ins Periodensystem nach der Molmasse von
Aluminium:
1 mmol/ltr Al+++ = 27 mg
Das Äquivalentgewicht ergibt sich dann aus Molmasse/Wertigkeit, also
27/3= 9 mg/ltr. Das heißt nun wieder, dass das Äquivalentgewicht von
Aluminium von 1 meq/ltr oben errechneten 9 mg entspricht, kurz:
1 meq/ltr Al = 9 mg
Das gleiche Spiel wiederholen wir mit unseren CaO, welches zweiwertig
ist.
1 mmol CaO = 56 mg, Wertigkeit 2
1 meq/ltr CaO = 56/2= 28 mg
Wollen wir mal schnell ausrechnen, welche Härte das wäre:
28mg * 0,1 (siehe 1) = 2,8 °dH
Nun kommt Brain 1.0 zu Wort:
1 meq/ltr Al ist das gleiche wie 1 meq/ltr CaO, also haben 9mg Al die
gleiche Härte wie 28mg CaO!
Nun wollten wir wissen, wieviel Härtegrade 1mg eines Stoffes hat. Wir
holen wieder Adam Riese zu Rate
CaO: 1 meq/ltr= 28 mg = 2,8 °dH
Al: 1 meq/ltr = 9 mg = 2,8 °dH
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1 mg Al = 2,8/9 = 0,31 °dH
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3. Beispiele:
Wieviel °dH sind 50mg Natrium?
Na+ = 1 mmol=23 mg --> einwertig --> 23/1 = 23mg
Rechenweg: 50*2,8/23 = 6,1 °dH
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Wieviel °dH sind 3 mmol Calcium?
Ca++ = 1 mmol =40 mg --> zweiwertig-->40/2=20mg
Rechenweg: (3*40)*2,8/20 = 16,8 °dH
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4. Fleißaufgabe:
4.1. Was macht härter: 500 mg CaCO3 oder 280 mg CaO?
Gegeben:
1 mmol CaCo3 = 100 mg, zweiwertig
1 mmol CaO = 56 mg, zweiwertig
4.2. Wenn 500 mg CaCo3 = 50 °fH sind, wie ist dann der
Umrechnungsfaktor von °fH zu °dH?
So, das sollte für heute reichen
HTH
Grüße
Harald