Kalk- Das Gespenst in der Wasserleitung

Präsentation zum Thema: "Kalk- Das Gespenst in der Wasserleitung"—  Präsentation transkript:

1 Kalk- Das Gespenst in der Wasserleitung
Franziska Behrmann

2 Gliederung Kalk Was ist Wasserhärte? Wie kommt die "Härte" ins Wasser?
Vor- und Nachteile von hartem Wasser Entfernungsmöglichkeiten Schulrelevanz

3 verschiedener Wasserarten
Demonstration 1 Eindampfen verschiedener Wasserarten

4 Was ist Kalk? Kalk = Calciumcarbonat (CaCO3) Modifikationen: Calcit
Aragonit Vaterit

5 Naturprodukte: Veredelte Produkte:

6 Was ist Wasserhärte? Härte:
Eigenschaft von Wasser bei Anwesenheit von Calciumionen die Waschwirkung von Seife herabzusetzen. Härtebildner Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaCl2, CaSO4 Temporäre und permanente Härte = Gesamthärte

7 Wasserhärte Härteangabe in mmol/L oder °dH:
1 mmol CaO/L = 56 mg CaO/L = 5,6 °dH Härtegrad Härtebereich 0-4°dH sehr weich 4-8°dH weich 8-12°dH mittelhart 12-19°dH ziemlich hart 19-30°dH hart >30°dH sehr hart

8 Bestimmung der Wasserhärte
Versuch 1 Bestimmung der Wasserhärte

9 Versuch 1 1. Bestimmung der Carbonathärte:
1 mol H3O+ = 1 mol HCO3- = 0,5 mol Ca2+ = 0,5 mol CaO 1 mmol CaO/L = 5,6 °dH 100 mL Wasserprobe: 1 mL 0,01 M HCl = 0,05 mmol CaO/L = 0,28 °dH

10 EDTA (Ethylendiamintetraacetat)
Komplexbildner: 6-zähniger Ligand Chelatkomplexe H 2 C O N

11 2.Bestimmung der Gesamthärte:

12 Gesamthärte wird als Ca2+ bzw. CaO/L berechnet:
1 mol EDTA = 1 mol Ca2+ = 1 mol CaO 1 mmol CaO/L = 5,6 °dH 100 mL Wasserprobe: 1 mL 0,01 M EDTA = 0,1 mmol CaO/L = 0,56 °dH

13 Versuch 2 Kalkgleichgewicht

14 Kalkgleichgewicht

15 Bildung von Tropfsteinen
Demonstration 2 Bildung von Tropfsteinen

16 Kalkkreislauf

17

18 Versuch 3 Schaumbildung

19 Bildung von Kalkseife Regenwasser und destilliertes Wasser frei von Calciumionen Mineral- und Leitungswasser enthalten Calciumionen

20 Kalkseife wasserunlöslich nicht waschaktiv hinterlässt grauen Belag
Angriff auf Faserstruktur

21 Wirkung von Weichspüler
Demonstration 3 Wirkung von Weichspüler

22 Nachteile von hartem Wasser
Kesselsteinbildung in Warmwasser- und Heizungsanlagen schlechter Wärmeleiter hoher Energieverbrauch Überhitzung von Elektrogeräten Querschnittsverengung von Wasserrohren

23 Nachteile von hartem Wasser
gelöste Mineralien kristallisieren beim Trocknen Bitterer Geschmack in Trinkwasser & Beeinflussung der Aromen von Tee und Kaffee Kalkflecken

24 Vorteile von hartem Wasser
Calcium eines der häufigsten Elemente im menschlichen Körper Calciummangel beim Menschen → Rachitis Korrosionsschutzschicht Neutralisiert aggressive Kohlensäure Pufferwirkung im Boden

25 Wasserenthärtungsmöglichkeiten
Ausfällen Auflösen Komplexierung Ionenaustauscher Physikalische Wasserbehandlung

26 Versuch 4 Lösen von Kalk

27 Kalkentfernung durch Säure

28 Ionenaustauscher Ionenaustauscher = makromolekulares, wasserunlösliches Gerüst mit festen Ankergruppen und austauschbaren Gegenionen Kunstharz mit sauren (-SO3H) oder basischen (-N(CH3)3OH) Ankergruppen Kationen- oder Anionenaustauscher

29 Zeolithe "zeo" (ich siede) und "lithos" (der Stein)
Natriumaluminiumsilikate: dreidimensionale Netzwerke aus SiO4- und AlO4- Tetraedern Substitution von Silicium (Si4+) durch Aluminium (Al3+) → negative Ladung Anlagerung von Alkalimetall-Ionen

30 Zeolithe natürliche Zeolithe: Faujasit, Sodalith, Ultramarin
künstliche Zeolithe: Zeolith X, Zeolith Y, Zeolith A Verwendung: Molekularsiebe, Katalysatoren, Ionenaustauscher, Schmuck

31 Zeolith A (Na12[Al12Si12O48]·27H2O)
α-Käfig in der Mitte Sodalith-Käfige als Baueinheit

32 Versuch 5 Wirkung von Zeolithen

33 Ionenaustauschende Wirkung
d.h. Zeolithe reagieren alkalisch in Wasser Verschiebung des Gleichgewichts durch Überschuss an Natriumionen Regeneration des Ionenaustauschers

34 Entkalkung durch Vollwaschmittel
Versuch 6 Entkalkung durch Vollwaschmittel

35 Wasserenthärtung durch Ionenaustauscher

36 Schulrelevanz 8.Klasse: Salze 9.Klasse: Wasser Säuren / Laugen Kalk
Bedeutung und Verwendung von Komplexverbindungen Waschmittel

37 Fazit: Kalk ist ein harmloses Gespenst, welches mit einfachen Mitteln vertrieben werden kann!