Was bedeutet eigentlich "Wasserhärte"?

Bereits in der Antike unterschied man zwischen „hartem“ und „weichen“ Wasser. So bezeichnete schon Hippokrates Wasser, „das beim Trinken die Zunge und beim Waschen den Körper beißt“[1], als „hart“; Wasser, das diese Eigenschaften nicht aufwies, galt als "weich". Doch was verbirgt sich eigentlich hinter diesen Begriffen?

In diesem Artikel diskutieren wir den Einsatz einer ionenselektiven Elektrode (ISE) für Calcium zur Konzentrationsbestimmung dieses Elements. Zur besseren Illustration verwenden wir die Untersuchung von Nahrungsergänzungsmitteln.

Die Leitfähigkeit einer wässrigen Lösung wird durch ihren Gehalt an Ionen bestimmt. Wenn man die Art der Ionen kennt, kann man durch Messung der Leitfähigkeit Rückschlüsse auf ihre Konzentration in der Lösung schließen und daraus wichtige Parameter ableiten. Die Wichtigsten sind der Gesamtgehalt gelöster Feststoffe, häufig als TDS (vom englischen Total Dissolved Solids) abgekürzt und die Salinität (Salzgehalt).

Die Leitfähigkeit σ ist die Fähigkeit eines Materials elektrischen Strom zu leiten. Sie ist eine wichtige Messgröße für viele Bereiche wie etwa im Trink- und Abwasserbereich, bei industriellen Herstellungsprozessen, bei der Qualitätskontrolle oder in der Lebensmittelbranche. Die Leitfähigkeitsmessung einer Lösung ist die der Gesamtkonzentration an Ionen - bestehend aus Anionen und Kationen -, die den elektrischen Strom leiten, man spricht deswegen auch von der elektrolytischen Leitfähigkeit. Sie gibt Aufschluss über die ionische Stärke einer Lösung, nicht jedoch über die Art der Ionen.
Die Leitfähigkeit ist das Reziprok des spezifischen Widerstands. Der spezifische Widerstand ist der Widerstand bezogen auf einen Würfel der Substanz mit der Kantenlänge 1 cm und wird daher angegeben in Ω•cm. Daraus abgeleitet wird die Leitfähigkeit in μS/cm (Mikrosiemens) oder mS/cm (Millisiemens; 1 mS/cm = 1000 μS/cm) angegeben.
Leitfähigkeitswert einer Lösung hängt ab von der: