Beispiele aus dem Haushalt

Kalzium kann in Geräten Verkalkungs- und damit Folge-Schäden, gar den Ausfall von Geräten und erhöhte Folgekosten bewirken.

Beispiele aus dem Haushaltsbereich:
- Heizstäbe in: Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen
- Wasserboiler
, Heizkessel
- Hauswasserleitungen

 

 


            Quelle: „©iStockphoto.com/InnerfluxMedia“; nachbearbeitet durch: H.Kölsch, Jahr 2013

 

                         
           
Quelle: Eigene Photos
 

 
Rohrleitungen verengen sich durch die Kalk-Ablagerungen,
Heizstäbe werden mit einer Kalkschicht überzogen.
Da Kalk ein schlechter Wärmeleiter ist, bedeutet dies:
Verkalkte Warmwasser erzeugende Geräte benötigen mehr Energie und verursachen so höhere Betriebskosten.
Heizstäbe können überhitzen und bewirken eine verkürzte Lebendauer.
Rohrleitungen können sich sogar ganz verschließen.
Die Folge: Reparaturkosten.

Durch Wasser-Enthärtungsmaßnahmen können diese genannten Schäden vermindert und Energie- und Reparatur Kosten eingespart werden.

Beispiele zur Anwendung von Entkalkungsmaßnahmen im Haushalt:
Geschirrspülautomat:
Der eingebaute Wasserenthärter, d.h. der Kationentauscher absobiert hier die  Kalziumionen und tauscht diese gegen die nicht kalkbildenden Natriumionen aus.

Waschmittel:
Additive in Waschmittel zur Erzielung einer besseren Waschwirkung.

 

Beispiele für die Enthärtung und Entsalzung mittels Ionenaustauscher:

-  Wasseraufbereitung durch Haushaltswasserfilter zur Verbesserung der Trinkwasserqualität.
-  Herstellung von VE- Wasser (VE steht für Voll entsalzt), bzw. "Demineralisierung von Wasser durch Ionenaustauscher" (1):
    Voll entsalztes Wasser (VE-Wasser) wird benötigt für:
           - Autowasserkühler
           - im Gemisch von Frostschutzmittel
           - Dampfbügeleisen:
                   Die Befüllung mit VE- Wasser wird für die Langlebigkeit vom Hersteller empfohlen.
           - Luftbefeuchter, Ozondampfgeräte
           - Alte Autobatterien, dort das Destillat auffüllen.

-  Industrielle Prozesse, wie Lebensmittel-Getränkeindustrie
-  Verfahren zur Verbesserung der Reinheit der Verbraucher-Endprodukte durch gezielte Ionenaustauschverfahren
            Stichwort: Qualitätsverbesserung
-  Labore, Gartenbaubetriebe, Chemische Industrie
-  Metallverarbeitende Industrie (z.B. elektrolytische Verfahren)

 

Schematische Darstellung des Ionenaustauschers:

 

                                                           

 

 

Einige Anwendungensbeispiele genauer betrachtet:
Geschirrspülmaschine:

Diese ist mit einem Wasserenthärter ausgestattet. Dieser ist ein Ionenaustauscher genauer Kationenaustauscher der aus einem speziellen Harz besteht in dem Natriumionen eingebettet sind. Beim Durchfließen des in die Maschine einfließenden Wassers durch diesen Wasserenthärter (Kationenaustauscher) werden aus dem Wasser die härtebildenden Kationen Calcium und Magnesium durch das im Harz befindliche Natrium ausgetauscht.
Das frei werdende Natrium ist leicht wasserlöslich und bildet keine Ablagerungen, ist ungiftig und wird beim Abspülen weggespült.

So werden unansehnliche Kalkränder am Geschirr vermieden und die Reinigungswirkung von waschaktiven Substanzen (Tenside) in Geschirrspülmitteln wird unterstützt.
Deshalb auch die Werbung vom „streifenfreien Glanz, wenn der Nachbar kommt“.
Die Reaktionsgleichung für den Kationen- Austauscher  siehe im Abschnitt „Verfahren“.

Beim Zufließen des Wassers in die Geschirrspülmaschine wird der Wasserenthärter (Ionenaustaucher) mit dem härtebildenden Calcium und Magnesium beladen.
Zum weiteren Betrieb der Maschine muss der Wasserenthärter (Ionenaustauscher) von diesen nun wieder befreit, also regeneriert werden:

Die Regeneration des Ionenaustauschers geschieht während des Gerätebetriebes automatisch. Dies geschieht durch Zuführung von reinem Kochsalz (NaCl), im Handel bezeichnet als Spezial-Salz. Hierbei wird das am Harz des Ionenaustauschers gebundene Calcium und Magnesium durch das im Kochsalz vorhandene Natrium wieder ausgetauscht. Die durch den Austausch verbliebenen Natriumverbindungen sind gut löslich und werden mit dem Spülwasser weggespült.

Das Kochsalz (im Verkauf bezeichnet als Spezialsalz) muss der Anwender von Zeit zu Zeit in einen Vorratsbehälter innerhalb der Maschine nach Bedarf nachfüllen. Anmerkung: Kein Speisesalz verwenden, da dies noch weitere Bestandteile wie Jod u.a. enthält, was den Ionenaustauscher unbrauchbar machen würde.

Für den Anwender bedeutet das Vorhandensein des Wasserenthärters (Ionenaustauschers) in der Geschirrspülmaschine, dass keine Kalkränder am Geschirr entstehen
und außerdem die Heizstäbe Kalk-krustenfrei bleiben.
Längere Lebensdauer und geringerer Stromverbrauch.

Geschirrspültabs:
Es gibt Geschirrspültabs mit der Bezeichnung 2 in 1  (Reinigen, Klarspülen) oder 3 in 1 (Reinigen, Klarspülen, Enthärten)  oder 4 in 1, usw.
Zur vertiefenden Beterachtung von Geschirrspültabs   siehe ergänzende Literatur und Link unten unter (2).

Waschmittel:
Zum Waschmittel sind Additive zur Wasserenthärtung beigefügt. Z.B. Zeolithe A.
(Calcium Ionen lagern sich, da 2-fach positiv geladen, bevorzugt im Trägergitter der Zeolithe Molekühle ein)
Diese Wasserenthärtungs-Additive sollen den Kalkgehalt (Calciumcarbonat: CaCO3) des Wassers reduzieren.
Durch diese Maßnahme wird der Waschmittelverbrauch reduziert und es bedeutet auch weniger Umweltbelastung.

Wasserfilter:
Zur Verbesserung der Trinkwasserqualität.
In Gebäuden mit Uraltwasserleitungen kann es vorkommen, dass das Leitungswasser mitunter durch diese Uraltleitungen bedingt stark belastet ist, obgleich das Wasser vom Versorgungsunternehmen  einwandfrei geliefert wird.
Es gibt Wasserfilter für den Hausgebrauch, die auf Basis des Ionentauschers funktionieren um das Wasser zu entkalken und um damit Kalkablagerungen im Wasserkocher und anderen Haushaltsgeräten zu verhindern. Diesen ist meistens noch ein Aktivkohlefilter zugeschaltet um geruchs- und geschmack- störende Stoffe zu entfernen.

Vertiefende Literatur:
(1) Demineralisierung durch Ionenaustauscher: http://www.chemieunterricht.de/dc2/iat/dc2it_12.htm , (Juli 2013)
Mit Informationen aus:
(2) Geschirrspültabs: http://www.elektronikinfo.de/diverses/spuelmaschinentabs.htm  #Allgemeines
, (Juli 2013)