Nova 7.3 Hard water en ontharding

• Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Hard water

Leerdoelen

• Je kunt het verschil benoemen tussen hard en zacht water.
• Je kunt uitleggen wat Duitse hardheid is. 
• Je kunt nadelen van het gebruik van hard water benoemen.
• Je kunt manieren beschrijven om water te ontharden. 

Eerst een terugblik

Wat weten we nog van vorige keer?

Wat staat er boven een blokschema?

1. de titel
2. stoffen die toegevoegd worden
3. eventuele tussenstappen
4. afval / gescheiden producten

Wat is het grote verschil tussen grondwater en oppervlakte water

1. oppervlakte water is erg zout
2. grondwater is heel schaars
3. Er zit ijzeroxide in grondwater
4. grondwater is al gefiltreerd

Bij zuivering van welk water (grond of oppervlate water) zijn er meer stappen nodig en waarom?

Waarom zouden we oppervlakte water zuiveren in plaats van grondwater

1. Dichtbij de zee is het grondwater zout
2. Omdat de techniek goedkoper is
3. Omdat het sneller kan dan grondwater zuiveren
4. Omdat het grondwater opraakt

Waar denk je aan bij
hardheid van water?

De hardheid van water druk je uit in Duitse Hardheidsgraden (DH)

1 °DH komt overeen met 7, 1 mg Ca2+ per liter. De hardheid van drinkwater in nederland is niet op alle plaatsen hetzelfde. 

Om uit te rekenen hoeveel  Calcium ionen in het water zit kun je de °DH keer de 7, 1 mg Ca2+ doen. 

Hard en zacht water

Hard water = water met hoge concentratie opgeloste mineralen. (vaak Ca²⁺ of Mg²⁺). 

Regen = enigzins zure oplossing -> kan hard water ontstaan. Dit gebeurd als regenwater valt op een bodem waar ook calciumcarbonaat/kalk in zit. 

Het Regenwater reageert met het CaCO₂ in de kalkhoudende bodem. 

Een hoge DH zorgt ervoor dat zeep minder goed werkt en schuimt. Dit komt omdat de Ca²⁺ reageren met het zeep.

            Hard water

 *Water met veel opgeloste    

   calciumionen / magnesiumionen

*geeft kalkaanslag op     verwarmingselementen                                

            Zacht water

   *zit weinig opgeloste ionen in het water (vaak Ca en Mg)

Ontstaan ketelsteen

In water zit waterstofcarbonaat. Deze reageert met de Calciumionen die in hard water veel zitten. 

Hoe harder het water hoe meer calciumcarbonaat gevormd kan worden. Deze stof wordt ook wel kalk en ketelsteen genoemd.

Deze vaste stof is nadelig omdat dit kan zorgen voor verstoppingen bij bijvoorbeeld wasmachines.

Bereken hoeveel mg Ca2+ er in 1 L zit als water een hardheid heeft van 8,5 °DH

1. 51,85 mg/L
2. 59,5 mg/L
3. 60,35 mg/L
4. 0,06035 mg/L

Hard water

Zacht water

Veel calciumionen

Reageert niet met zeep

1 DH

Zeep schuimt hierdoor slecht

Veel magnesiumionen

14 DH

Weinig opgeloste

mineralen

Is het gevolg van veel regen

Kan zorgen voor ontstoppingen

Wat kan er gebeuren als je erg hard water gebruikt bij wasmachines bijvoorbeeld

1. Er ontstaat ketelsteen waardoor verstopping ontstaat.
2. Er ontstaat een vaste stof calcium die reageert met zeep.
3. Magnesium slaat neer met carbonaat ion die verstopping veroorzaakt.
4. Geen van alle, er ontstaat geen vaste stof.

Ontharden

Er zijn verschillende manieren van ontharden.

- verhitten

- toevoegen ontharder

- ionenwisselaar

- ontharden met zeep

verhitten

Door water te koken zal calciumcarbonaat ontstaan.

Dit wordt verwijderd met schoonmaakazijn het water zal zachter worden

Toevoegen van ontharder

Ontharder = een zout die neerslaat met het calcium ion. (bijv. NaCO2)

De vaste stof die ontstaat wordt gefiltreerd.

Omdat de cacliumzouten zijn gefiltreerd bevind zich geen caclium meer in het water en is het water dus veel zachter.

 

ionenwisselaar

Ionenwisselaars kunnen ionen uitwisselen (Na+ en Ca2+ ionen) 

De ionenwisselaar is een vaste stof met negatieve lading. Aan die lading zit een ion binding van natrium vast. Dit wordt ook wel hars genoemd.

Dit hars neemt de calcium ionen op en staat 2 natriumionen af.

ionenwisselaar

Na een tijd hebben de hars deeltjes alle natrium ionen losgelaten en is deze verzadigd.

Dan moet deze gespoeld worden om de calcium ionen te verwijderen.

ontharden met zeep

Hard water reageert met zeep. De Calcium wordt door de zeep opgenomen er zit daarna minder of zelfs geen caclium in het water omdat deze zijn neergeslagen.

Het neergeslagen product wordt ook wel kalkzeep genoemd.

Deze methode wordt niet vaak gebruikt doordat kalkzeep vettig is.

Wat is geen vorm van ontharden

1. hard water filtreren
2. verhitten
3. toevoegen van slecht oplosbaar zout
4. toevoegen van zeep

Wat gebeurd er bij een ionwisselaar

1. Er wordt verhit zodat het calcium verdwijnt.
2. Er wordt een slecht oplosbaar zout toegevoegd.
3. de calcium ionen reageren met een vaste stof waardoor andere ionen loslaten.
4. Er wordt zeep toegevoegd die reageert met het calcium dat in het water is opgelost.