## Waterontharding

Bij de bespreking van onderstaande vier methoden voor waterontharding geven we alleen de vergelijkingen met calciumionen. Magnesiumionen reageren op dezelfde manier.

#### 1. Verhitten

Bij verhittenverdwijnt alleen de tijdelijke hardheid. Deze methode heeft alleen zin als de blijvende hardheid te verwaarlozen is. Door te verwarmen slaan de Ca2+-ionen neer als calciumcarbonaat, CaCO3. Het gevormde koolstofdioxide ontwijkt, zodat de reactie terug niet meer kan plaats vinden:
Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq) → CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)
Deze manier van waterontharding is echter uitsluitend geschikt voor huishoudelijk gebruik. Gaat het om grote hoeveelheden water, dan zou ontharding door te verhitten veel te kostbaar worden.
NB: Bovenstaande manier van waterontharding verloopt dus door de vorming van ketelsteen. Ideaal is dat niet: het water wordt wel zachter, maar de ketelsteen blijft achter in het vat en/of op het verwarmingselement.

####

#### 2. Vorming van een neerslag

Door toevoegen van een stof kunnen we van de ongewenste ionen in water een onoplosbaar zout vormen en de ionen aldus uit het water verwijderen. Vaak gebruiken we hiervoor natriumcarbonaat. De aanwezige calciumionen slaan neer als het onoplosbare calciumcarbonaat. De natriumionen en de negatieve ionen van het calciumzout blijven achter in water. Deze achterblijvende ionen hebben geen invloed op de hardheid van het water. Bijvoorbeeld, aangenomen dat de calciumionen aanwezig zijn in de vorm van calciumchloride:
Ca2+(aq) + 2 Cl-(aq) + 2 Na++(aq) + CO32-(aq) → CaCO3(s) + 2 Na+(aq) + 2 Cl-(aq)

3. Vorming van complexe ionen

We kunnen ook stoffen toevoegen waarmee we de calciumionen in oplossing houden, zodanig dat zij niet meer met het detergent kunnen reageren. Deze methode berust op de vorming van complexe ionen. De calciumionen zitten in deze complexe ionen zo stevig gebonden, dat zij niet meer met andere ionen kunnen reageren.
Een voorbeeld is het complex met EDTA (EthyleenDiamineTetraAcetaat).

In de figuur stelt M een metaalion voor, in ons geval een calciumion.
Calcium-trifosfaatcomplex
In wasmiddelen werden tot voor kort fosfaten, bijvoorbeeld natriumtrifosfaat Na5P3O10(s), gebruikt om dit effect te bereiken. De trifosfaationen vormen met calciumionen oplosbare samengestelde ionen die in water opgelost blijven en geen neerslag vormen:
Ca2+(aq) + P3O105-(aq) → [CaP3O10]3-(aq)
Ca2+(aq) + 2 P3O105-aq) → [Ca(P3O10]28-(aq)
De natriumionen van het natriumtrifosfaat en de negatieve ionen die bij de calciumionen hoorden, blijven eveneens in de oplossing, maar storen niet bij de waswerking van het wasmiddel.
Gelet op de milieubezwaren die kleven aan het gebruik van fosfaten, is inmiddels overgestapt op andere stoffen. Deze werken echter op dezelfde wijze als trifosfaat.

#### 4. Het gebruik van een ionenwisselaar

We kunnen ook water ontharden met een ionenwisselaar. Een ionenwisselaar is een onoplosbaar materiaal dat ionen bevat die uitgewisseld kunnen worden met ionen uit het omringende medium. Om water te ontharden is een positieve ionenwisselaar nodig. Deze bestaat uit fijne korrels van een kunsthars, waaraan Na+-ionen zwak zijn gebonden. Wanneer hard water door de ionenwisselaar stroomt, worden de Na+-ionen verdrongen door Ca2+-ionen. Voor elk Ca2+-ion dat zo uit het water verdwijnt, komen twee Na+-ionen in de plaats. Op den duur raakt de ionenwisselaar uitgeput: alle Na+-ionen zijn dan vervangen door Ca2+-ionen. De ionenwisselaar moeten we 'regenereren'. Daartoe spoelen we de ionenwisselaar met een zeer geconcentreerde NaCl-oplossing, waardoor we de Ca2+-ionen weer van de kunsthars verdrijven.

Harsbolletjes van een ionenwisselaar
Bron: Wikipedia

Meer over waterontharding met ionenwisselaars:
http://www.lenntech.com/water-ontharden-FAQ.htm (Voor deze link is Flash Player nodig)