4.2.4.4 Erweiterter Begriff Stöchiometrischer Faktor

Der Begriff Stöchiometrischer Faktor läßt sich erweitern. Eine Erweiterung wird am Beispiel "Härte des Wassers" erklärt.

Unter "Härte des Wassers" versteht man die Gesamtmenge der im Quell-, Fluß-, Leitungswasser... enthaltenen, aus Böden und Gesteinen herausgelösten Erdalkali-Salze. Wichtige Salze in Wässern sind Calciumhydrogencarbonat Ca(HCO3)2, Calciumsulfat CaSO4, Magnesiumhydrogencarbonat Mg(HCO3)2... . Art und Menge der in Wässern gelösten Salze sind auf Grund geologischer Strukturen stark unterschiedlich. Die Kenntnis der "Härte" eines Brauchwassers ist für Industrie und Haushalte von Bedeutung, um sich gegebenenfalls durch "Entkalken" vor negativen Auswirkungen zu schützen.

Zur Kennzeichnung der "Härte des Wassers", der Menge der gelösten Salze, wurde eine Bezugssubstanz Calciumoxid CaO, gewählt. Alle im Wasser gelösten Salze sind auf CaO stöchiometrisch umzurechnen.

Einheit der Wasserhärte ist 1 mmol CaO/1L Wasser, kurz mmol. 1)

Aufgabe:

Ein Leitungswasser enthält im Liter 156 mg Ca(HCO3)2 , 0,8 mg CaSO4 und 27 mg Mg(HCO3)2 . Berechne die Härte dieses Wassers in mmol.

 

Rechengang

 

1.

Die Molare Masse des gesuchten Stoffes CaO wird zu den Molaren Massen der gegebenen Stoffe ins Verhältnis gesetzt; es werden "Stöchiometrische Faktoren" im erweiterten Sinne gebildet.

 

 

 

Gesucht Gegeben Stöchiometrischer Faktor
CaO Ca(HCO3)2

 

 
CaSO4

 

 
Mg(HCO3)2

 

 

 

2.

Die im Liter Wasser gelösten Salze entsprechen 2) mit den Stöchiometrischen Faktoren:

 

156 mg Ca(HCO3)2 entsprechen 156 mg x 0,3459 = 53,96 mg CaO
0,8 mg CaSO4 entsprechen 0,8 mg x 0,4119 = 0,33 mg CaO
27 mg Mg(HCO3)2 entsprechen 27 mg x 0,3832 = 10,35 mg CaO
      Summe: 64,64 mg CaO

 

3.

Umrechnen von mg CaO in mmol CaO (im Liter):

 

Das Leitungswasser hat die Härte 1,15 mmol 3)

 

1) Vor Einführung der SI-Einheiten wurde definiert: 10 mg CaO/L Wasser = 1 Grad deutscher Härte (1° dH). Umrechnungsfaktor von °dH in mmol: 10/56,08 = 0,178

2) CaO als solches kann in Wasser nicht gelöst sein

3) Auskunft über die "Härte des Wassers" am Ort erteilt das zuständige Wasserwerk