Die saure, alkalische oder neutrale Reaktion eines Wassers ist durch die Wasserstoffionenkonzentration gegeben.
Da die Zahlenwerte hierfür sehr klein sind, wird mit dem negativen dekadischen Logarithmus (Wasserstoffexponent) der Konzentration an Wasserstoffionen gerechnet.
pH-Wert 7,0 stellt hierbei den Neutralpunkt dar. Kleinere pH-Wert-Zahlen entsprechen sauren, größere pH-Wert-Zahlen alkalischen Lösungen.
Jedem Gleichgewichtswasser ist ein bestimmter Gleichgewichts-pH-Wert, abhängig von Karbonathärte und Temperatur, zugeordnet. Liegt der gemessene pH-Wert eines Wassers (Ist-pH-Wert) unter dem Gleichtgewichts-pH-Wert (Soll-pH-Wert), so ist das Wasser aggressiv.
Im umgekehrten Falle ist das Wasser defizitär an Kohlensäure und neigt zu Kalkausscheidung.
Es gelten dabei folgende Beziehungen:
pHIst – pHSoll Diff. negativ = Wasser aggressiv
pHIst – pHSoll Diff. positiv = Wasser kalkausscheidend
pHIst – pHSoll Diff. Null = Gleichgewichtswasser
(pHSoll = Gleichgewichtswasser)
Natürliche kalte Wässer zeigen infolge der gelösten Salze und Gase meist eine leicht alkalische Reaktion.
Praktische Erfahrungen haben gezeigt, dass die Verwendung verzinkter Stahlrohrleitungen ohne Einsatz irgendeines Schutzverfahrens nur bei pH-Werten = pH 7,3 möglich ist.
Darunterliegende pH-Werte fördern die Abtragung der Reinzinkschicht.
Die Beeinflussung des pH-Wertes hängt erheblich vom Kalk-Kohlensäure-Gleichtgewicht ab.
Die Kenntnis der Wasseranalyse ist neben der Werkstoffbeschaffenheit und den Betriebsbedingungen eine wesentliche Voraussetzung zur Beurteilung der Art und des Umfanges von empfehlenswerten Wasserbehandlungsmaßnahmen. Bei dem zuständigen Wasserwerk kann man normalerweise die Wasseranalyse erhalten. Sonst analysiert unser Labor die eingesandten Wasserproben gerne.
Folgende Wasserinhaltsstoffe sind für die Beurteilung wesentlich:
Gesamthärte
setzt sich aus der Karbonathärte und der Nichtkarbonathärte zusammen.
Karbonathärte
wird auch vorübergehende oder temporäre Härte genannt und umfasst alle an die Kohlensäure gebundenen Calcium- und Magnesium-Ionen. Sie ist für die Wassersteinbildung verantwortlich. Für die Schutzschichtbildung ist ein Mindestgehalt von ca. 2° dH erforderlich.
Die heutzutage gebräuchliche Säurekapazität KS 4,3 entspricht dem m-Wert und ergibt mit 2,8 multipliziert die Karbonathärte.
Nichtkarbonathärte
wird auch bleibende oder permanente Härte genannt. Die Verbindung von Calcium und Magnesium mit Salz-, Salpeter- oder Schwefelsäure ergibt Chloride, Nitrate und Sulfate. In höheren Konzentrationen können Sie zu Korrosionen führen. Chloride, Nitrate und Sulfate scheiden erst beim Verdampfen oder Verdunsten des Wassers aus.
Kohlensäure
setzt sich aus der gebundenen-, sowie freien zugehörigen -und aggressiven Kohlensäure zusammen. Für etwaige Schutzmaßnahmen sind nur die freie zugehörige – und aggressive Kohlensäure von Bedeutung.
Die freie zugehörige Kohlensäure hält die Karbonathärte in Lösung. Die darüber hinaus im Wasser vorhandene Kohlensäure greift Metalle an und wird als aggressive Kohlensäure bezeichnet.
pH-Wert
der pH-Wert ist ein Maß zur Feststellung, ob das Wasser sauer, neutral oder alkalisch reagiert. Er wird durch das Verhältnis der im Wasser enthaltenen Mengen an Säuren und Alkalien bestimmt.
pH-Wert-Neutralpunkt
ist der Idealwert. Das Wasser befindet sich im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. Der pH-Wert-Neutralpunkt liegt z.B. bei 7,0, wenn die Karbonathärte ca. 20° dKH beträgt. Wird der pH-Wert-Neutralpunkt unterschritten, ist aggressive Kohlensäure im Wasser vorhanden, die nicht nur eine natürliche Schutzschichtbildung verhindert, sondern gleichzeitig die Metallwandungen angreift.
Wird der pH-Wert-Neutralpunkt überschritten, besteht im Wasser ein Kohlensäuredefizit und dasselbe neigt bereits im KAltwasserbereich zur Kalkausscheidung.
Selbst wenn sich das kalte Wasser im Kalk-Kohlensäure-Gleichtgewicht befindet, zerfällt das Calcium- und Magnesium-Bikarbonat bei zunehmender Erwärmung des Wassers. Es kommt zu Wassersteinablagerungen bei gleichzeitiger Entstehung von aggressiver Kohlensäure.
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