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Ionen im Wasser

 

Natürliches Wasser liegt in der Regel nicht als chemisch reine Substanz vor. Es enthält gelöste Salze, Mineralien, organische Verbindungen sowie Gase. Diese Stoffe können je nach Wasserherkunft in unterschiedlichen Konzentrationen vorkommen. Gelöste Salze kommen als Ionen vor und können mittels Ionentausch oder Adsorbtion (= Bindung an Festkörper) aus dem Wasser entfernt werden.

Ionen können eine oder mehrere Ladungen tragen. Gewöhnlich tragen sie 1,2 oder 3 Ladungen (z.B. +, ++, +++) Außerdem können Ionen aus nur einem einzelnen Atom (z.B. H+) bestehen oder aus mehreren unlösbar verknüpften Atomen zu einem Molekül zusammen geführt sein (z.B. CO3--).

Die Ladung aller sich im Wasser befindlichen Ionen muss immer Null sein. D.h., die Anzahl an positiv und negativ geladenen Ionen ist gleich.

 

Das Prinzip des Ionentausches (Deionisierung)

Der Ionentausch ist ein sehr leistungsfähiges Verfahren um Verunreinigungen, Rückstände und Schadstoffe aus dem Wasser zu entfernen.

Für den Ionentausch werden Stoffe eingesetzt, die aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit Ionen sehr gut anhaften lassen (= sogenannte Ionentauscher). Diese Ionentauscher werden mit positiv geladenen Wasserstoff Ionen H+ und/oder mit negativ geladenen Hydroxidionen OH- beladen.
Diese Ionen weisen eine geringe Ladung (+)(-) auf.

Je höher die Ladung und je kleiner der Radius eines Ions ist, desto stärker wird das Ion an den Ionentauscher gebunden.

Wird nun das aufzubereitende Wasser über einen Ionentauscher mit positiv und negativ geladenen Ionen geleitet, werden alle positiv geladene Kationen (+) im Wasser gegen positiv geladene Wasserstoff Ionen (H+) und alle negativ geladene Anionen (-) im Wasser gegen negativ geladene OH Ionen (OH-) getauscht. D. h., der Ionentauscher stößt alle Wasserstoff Ionen und Hydroxid Ionen ab und nimmt die positiv und negativ geladenen Ionen aus dem Wasser auf. Die vom Ionentauscher abgestoßenen H+ und OH- Ionen verbinden sich nun außerhalb des Ionentauschers zu reinstem, rückstandslosem Wasser H2O.

Dieser Prozess läuft solange ab, bis der Ionentauscher keine H+ oder OH- Ionen mehr abzugeben hat.

 

Leitfähigkeit und die Reinheit des Wassers

Deionisiertes Wasser wird auch VE Wasser (= vollentsalztes Wasser) genannt.
Die Reinheit des VE Wassers wird über seine Leitfähigkeit ausgedrückt.

In Lösungen wird der Strom durch Kationen und Anionen getragen = Elektrische Leitfähigkeit. Kationen und Anionen sind sozusagen die beweglichen Ladungsträger.
Diese Leitfähigkeit wird als Leitwert in µs/cm1 angegeben.  

Je reiner das Wasser, desto niedriger ist der Leitwert. Reinstwasser hat z.B. einen sehr niedrigen Leitwert von < 0,1 µs/cm1

 

Leitfähigkeitsbereiche wässriger Lösungen

Bild: Darstellung der Leitfähigkeitsbereiche wässriger Lösungen.