Waterhardheid Calculator: Meet Calcium- en Magnesiumgehalten

Rekenmachine voor waterhardheid

Een rekenmachine voor waterhardheid zet het calcium- en magnesiumgehalte van een watermonster om in één hardheidswaarde. Het resultaat wordt weergegeven in delen per miljoen (ppm) calciumcarbonaat, in Duitse graden (°dH) en in Franse graden (°f), en het water wordt geclassificeerd als zacht, matig hard, hard of zeer hard.

Wat is waterhardheid?

Waterhardheid is een maat voor de opgeloste mineralen in water, voornamelijk calcium- (Ca²⁺) en magnesiumionen (Mg²⁺). Deze mineralen lossen op in water wanneer het door bodem en gesteente stroomt, vooral door kalksteen en krijt. Water met veel opgelost calcium en magnesium wordt „hard” genoemd. Water met weinig van deze mineralen wordt „zacht” genoemd.

Hardheid maakt water doorgaans niet onveilig om te drinken. Wel beïnvloedt hardheid hoe goed zeep schuimt en hoeveel kalkaanslag zich ophoopt in leidingen, waterkokers en boilers.

Waterhardheid berekenen

De totale waterhardheid wordt uitgedrukt in ppm calciumcarbonaat (CaCO₃), ook al wordt de hardheid in werkelijkheid veroorzaakt door verschillende mineralen. De hier gebruikte formule is:

Totale hardheid (ppm CaCO₃) = (Ca²⁺ × 2,5) + (Mg²⁺ × 4,1) + overige mineralen

• Ca²⁺ is de calciumconcentratie, in ppm.
• Mg²⁺ is de magnesiumconcentratie, in ppm.
• Overige mineralen is de gezamenlijke concentratie van eventuele andere mineralen die hardheid veroorzaken, in ppm.

De vermenigvuldigingsfactoren, 2,5 voor calcium en 4,1 voor magnesium, zetten de concentratie van elk ion om in het calciumcarbonaatequivalentgewicht.

Omrekenen naar andere hardheidseenheden

Zodra het totaal bekend is in ppm CaCO₃, kan het worden omgerekend naar twee andere gebruikelijke schalen:

Delen per miljoen en milligram per liter (mg/L) CaCO₃ zijn voor water hetzelfde getal en vormen de standaardeenheid in de Verenigde Staten. Duitse graden worden veel gebruikt in Duitsland en Centraal-Europa. Franse graden worden veel gebruikt in Frankrijk en verschillende andere Europese landen.

Classificatie van waterhardheid

Zodra de totale hardheid in ppm bekend is, valt deze in een van vier standaardklassen:

Uitgewerkt voorbeeld

Stel dat een watermonster een calciumconcentratie heeft van 40 ppm, een magnesiumconcentratie van 10 ppm en 5 ppm aan andere hardheidsmineralen.

1. Bijdrage van calcium: 40 × 2,5 = 100 ppm CaCO₃
2. Bijdrage van magnesium: 10 × 4,1 = 41 ppm CaCO₃
3. Tel de overige mineralen erbij op: 100 + 41 + 5 = 146 ppm CaCO₃

De totale hardheid is 146 ppm CaCO₃. Omgerekend naar Duitse graden is dat 146 ÷ 17,848 ≈ 8,2 °dH. Omgerekend naar Franse graden is dat 146 ÷ 10 = 14,6 °f. Omdat 146 tussen 121 en 180 ppm ligt, wordt het water geclassificeerd als hard.

De calculator gebruiken

1. Voer de calciumconcentratie (Ca²⁺) in ppm in. Dit getal staat meestal in een waterkwaliteitsrapport of is te vinden met een thuistest.
2. Voer de magnesiumconcentratie (Mg²⁺) in ppm in.
3. Voer indien bekend de concentratie van andere hardheidsmineralen in ppm in. Dit veld is optioneel.
4. Bekijk de resultaten: de totale hardheid in ppm CaCO₃, de equivalenten in Duitse en Franse graden en de hardheidsclassificatie.
5. Gebruik de knop „Resultaten kopiëren” om de gegevens voor een rapport of bericht te kopiëren.

Waar vindt u gegevens over mineraalconcentraties?

• Waterkwaliteitsrapport. De meeste gemeentelijke waterleveranciers publiceren jaarlijks een rapport, soms een Consumer Confidence Report genoemd, waarin de mineraalwaarden staan.
• Thuistest. Goedkope tests meten calcium en magnesium rechtstreeks, meestal met teststrips of een titratietest.
• Professioneel onderzoek. Waterbehandelingsbedrijven en sommige lokale gezondheidsdiensten bieden laboratoriumonderzoek aan.
• Putwater. Omdat putwater niet in een gemeentelijk rapport wordt opgenomen, moeten particuliere putten rechtstreeks worden getest, bij voorkeur eenmaal per jaar.

Effecten van waterhardheid

Zacht water (0–60 ppm) laat zeep gemakkelijk schuimen en veroorzaakt weinig kalkaanslag. Voor sommige mensen smaakt het vlak en in oudere gebouwen met metalen leidingen kan het gemakkelijker sporen van metalen uit de leidingen opnemen.

Matig hard water (61–120 ppm) vormt een middenweg. Het bevat enkele opgeloste mineralen, maar veroorzaakt zelden merkbare kalkaanslag of reinigingsproblemen.

Hard water (121–180 ppm) laat zichtbare kalkaanslag achter op kranen, apparaten en glaswerk. Er is meer zeep of wasmiddel nodig om schuim te produceren en de levensduur van boilers kan erdoor worden verkort.

Zeer hard water (boven 180 ppm) veroorzaakt veel kalkaanslag, vermindert de werking van zeep sterk en kan het water een merkbare smaak geven. In woningen met zeer hard water wordt vaak een waterontharder geïnstalleerd.

Tijdelijke en permanente hardheid

Hardheid wordt soms op basis van de oorzaak in twee typen verdeeld. Tijdelijke hardheid wordt veroorzaakt door calcium- en magnesiumbicarbonaten. Door het water te koken ontsnapt kooldioxide en vormen deze bicarbonaten vaste carbonaataanslag; daardoor krijgen waterkokers na verloop van tijd een korst. Permanente hardheid wordt veroorzaakt door calcium- en magnesiumsulfaten, -chloriden en -nitraten, en koken verwijdert deze niet. Hiervoor is meestal een waterontharder of een andere chemische behandeling nodig. Een rekenmachine voor waterhardheid rapporteert het totaal van beide typen samen.

Waterhardheid verminderen

• Ontharder met ionenwisseling. De meest gebruikelijke oplossing voor thuis. Deze wisselt calcium- en magnesiumionen om voor natrium- of kaliumionen en moet regelmatig met zout worden bijgevuld.
• Template-ondersteunde kristallisatie (TAC). Een zoutvrij systeem dat opgeloste mineralen omzet in kleine kristallen die in het water blijven zweven in plaats van op oppervlakken kalkaanslag te vormen.
• Omgekeerde osmose. Verwijdert de meeste opgeloste mineralen, waaronder hardheidsmineralen, door water door een fijn membraan te persen. Hierbij wordt meer water gebruikt dan er als bruikbaar water wordt geproduceerd.
• Chemische precipitatie. Wordt voornamelijk in industriële omgevingen gebruikt om hardheidsmineralen uit de oplossing te laten bezinken.

Veelgestelde vragen

Waardoor wordt waterhardheid veroorzaakt? Opgeloste calcium- en magnesiumionen veroorzaken waterhardheid. Ze komen in het grondwater terecht wanneer dat door gesteente en bodem met kalksteen, krijt of gips stroomt.

Is hard water veilig om te drinken? Ja. Hard water vormt geen gezondheidsrisico en het calcium en magnesium erin leveren kleine hoeveelheden mineralen die in de voeding voorkomen. Voor sommige mensen kan zeer hard water onaangenaam smaken.

Beschadigt hard water leidingen en apparaten? Na verloop van tijd wel. In leidingen, boilers en koffiezetapparaten hoopt zich kalkaanslag op, waardoor de efficiëntie afneemt en de levensduur kan worden verkort.

Wat is het verschil tussen waterhardheid en TDS? Total dissolved solids (TDS) meet elke opgeloste stof in water, waaronder natrium, chloride en sulfaat. Waterhardheid meet alleen calcium en magnesium. Water kan een hoge TDS-waarde en een lage hardheid hebben als het grootste deel van de opgeloste stoffen iets anders dan calcium of magnesium is.

Hoe vaak moet water op hardheid worden getest? Gemeentelijk water hoeft meestal maar eenmaal per jaar te worden gecontroleerd aan de hand van het waterkwaliteitsrapport van de leverancier. Putwater moet elke zes tot twaalf maanden worden getest, omdat de grondwatercondities met de seizoenen kunnen veranderen.

Kan deze rekenmachine worden gebruikt voor aquariumwater? Ja. Veel vis- en plantensoorten hebben een specifiek hardheidsbereik nodig. Door de ppm- of graadwaarde van aquariumwater te berekenen, kan worden gecontroleerd of het aan die vereisten voldoet.

Referenties

1. Wereldgezondheidsorganisatie. Hardness in Drinking-water, 2011.
2. United States Geological Survey. Water Hardness, Water Science School, 2019.
3. American Water Works Association. Water Quality & Treatment: A Handbook on Drinking Water, 6e editie, 2014.