Die Alkalinität - ein wichtiger Wasserparameter

Was ist eigentlich die „Alkalinität“?

Die Alkalinität, auch (veraltet) „Karbonathärte“ genannt, unterscheidet sich vom pH-Wert. Während der pH-Wert die Wasserstoffionenaktivität anzeigt, und damit angibt, ob ein Medium sauer oder basisch ist, besagt die Alkalinität, wie viel Säure ein Medium (Boden, Gestein, natürliches Wasser) aufnehmen und „binden“ kann, ohne dass sich der pH-Wert ändert. Demnach gilt die Alkalinität als ein Maß für die „Pufferkapazität“ einer wässrigen Lösung.

Lösungen mit einer niedrigen Alkalinität verfügen über eine geringe Pufferkapazität. Die Zugabe von Säure zu einer solchen Lösung ändert den pH-Wert rasch. Bei Lösungen mit hoher Alkalinität muss der Säureeintrag für dieselbe pH-Wert-Änderung weit größer sein, sie verfügen über eine höhere Pufferkapazität.
Hydroxid-(OH^-)-Ionen, Bicarbonat-(HCO₃^-)-Ionen und Carbonat-(CO₃^2-)-Ionen tragen alle zur Wasseralkalinität bei. Die korrekte SI-Einheit für die Alkalinität ist mmol/L Ca²⁺. 1 mmol/L Ca²⁺ entspricht 100 ppm Calciumcarbonat (CaCO₃). Sie wird jedoch immer noch häufig in „deutschen Härtegraden“, °dH angegeben (1 °dH = 0,178 mmol/L CaCO₃).

Die Alkalinität in natürlichen Gewässern

In natürlichen Gewässern variiert die Alkalinität je nach geografischer Lage. In erster Linie sind geologische Beschaffenheiten wie Mineralien aus umliegenden Gesteinen und Böden für die Alkalinität verantwortlich. So weisen beispielsweise Gewässer in Kalksteingebieten eine wesentlich höhere Alkalinität auf als in Granit- oder Schieferregionen liegende Gewässer.

Die Rolle der Alkalinität in spezifischen Bereichen

Die Alkalinität spielt für eine Vielzahl von Bereichen wie z. B. die Aquaristik und Aquakultur, die Landwirtschaft, die Galvanik oder die Wasseraufbereitung eine wichtige Rolle. Die fehlende Kontrolle der Alkalinität kann fatale Auswirkungen auf die Vitalität von Lebewesen oder die Qualität eines Endproduktes haben. Die Überwachung und Einstellung der korrekten Alkalinität kann Anwendern und Betreibern dagegen viel Zeit, Material und Geld sparen. Im Folgenden erhalten Sie einen kleinen Überblick, wie sich die Alkalinität in spezifischen Bereichen auswirkt.

Aquaristik

Die Pufferkapazität des Wassers ist für Süßwasser- als auch für Meerwasseraquarien ein wichtiger Parameter. Insbesondere im Meerwasseraquarium können falsche Alkalinitätswerte und Alkalinitätsschwankungen viele Organismen, vor allem niedere Tiere, schädigen. Es können Probleme wie Verätzungen, Korallenbleiche und Gewebeverlust auftreten. Wir empfehlen, die Alkalinität im Aquarium mindestens wöchentlich zu messen. Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserem Blog.

Agrikultur

Die Alkalinität spielt eine wichtige Rolle bei Bewässerungssystemen und Nährlösungen im Pflanzenbau. Falls die Alkalinität zu hoch ist, werden wichtige Nährstoffe in der Lösung gebunden und stehen den Pflanzen nicht zur Verfügung. Pflanzenschäden oder Wachstumsstagnation können die Folgen sein.

Galvanik

Der pH-Wert ist ein wichtiger Faktor bei der Galvanik. Es gilt, Fehler wie unregelmäßige Oberflächenbeschichtung, Lochfraß und Verbrennungen zu vermeiden.
Auch für Reinigungs- und Beizbäder ist ein korrekter pH-Wert unverzichtbar. Durch den Arbeitsprozess und Kontaminationen der Galvanikbäder können große pH-Wert-Schwankungen auftreten, ein Effekt, den man durch den Einsatz gepufferter Behandlungslösungen abfängt. Dabei spielt die Alkalinität der verwendeten Lösungen eine wichtige Rolle.

Pool

Im Pool sorgt die Alkalinität in ihrer Eigenschaft als "Puffer" für die Stabilität des pH-Wertes. Ein zu hoher Wert hat in der Regel auch einen zu hohen pH-Wert zur Folge. Ist der Wert zu niedrig, kann schon eine geringe Säurezugabe - etwa durch ein Regel-Dosieranlage, den pH-Wert schnell und stark verändern. Schwankende Alkalinitätswerte, wie sie z. B. durch Temperaturschwankungen, Regenwasser- oder Schmutzeintrag oder sonstigen Änderungen der chemischen Wasserzusammensetzung entstehen, können eine stabile Einstellung des pH-Werts sehr erschweren. Daher sollte im Pool stets ein Richtwert für die Alkalinität (80 bis 120 ppm) eingehalten werden.

Alkalitätsmessung

Die Alkalinität wird immer über eine Art von Titration gemessen. Chemische Testkits wie das HI3811 für die Gesamtalkalinität sind einfach zu verwenden, aber nicht sehr genau, da eine Farbänderung subjektiv und mit dem bloßen Auge beurteilt werden muss. Unsere Checker® HC für Alkalinität erleichtern diesen Schritt, indem sie die Farbänderung mit photometrischen Methoden exakt bestimmen. Dies macht sie ideal für die Stichprobenkontrolle und den Heimgebrauch, z. B. in der Aquaristik.
Checker HC sind sowohl für Süßwasser (HI775) als auch für Salzwasser (HI772 und HI755) erhältlich.

Eine noch genauere Alkalinitätsbestimmung und darüber hinaus die Messung von mehreren  Parametern (Alkalinität, freies Chlor, Cyanursäure und pH) bietet das tragbare Photometer HI971044.
Das Gerät, das laborgerechte Genauigkeit mit hohem Bedienungskomfort vereint, ist leicht und schnell zu kalibrieren und verfügt über einen Tutorialmodus. Die integrierte LED benötigt keine Aufwärmphase, was eine zeitsparende Messung ermöglicht. Durch die innovative Technologie mt Referenzstrahlengang ist das Messergebnis gegen Schwankungen der Lichtquelle abgesichert, eine Funktion, die höchste Präzision gewährt.

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