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Zunächst eine Anmerkung zum Begriff Ch-Wert-Messung :

Unter "Ch-Wert-Messung" meine ich die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser mittels Gleichstrom.

Wie es dazu kam, ein Ch-Wert-Messgerät zu bauen:

                                                      

Im Jahre 2002 stellte ich einige Experimente mit dem Inhalt verschiedener käuflicher Mineralwässer an.  

Am Anfang hatte ich jedoch lediglich vor, mir ein Leitwertmessgerät zu bauen um an einem kleinen Umkehrosmosegerät, welches zur Filterung meines Kaffeewassers  in meiner Küche installiert war, die Qualität des erzeugten Osmosewassers zu überprüfen.  Damals waren handelsübliche Leitwertmessgeräte recht teuer und so baute ich mir ein eigenes Messgerät aus Bauteilen, die ich in meiner Bastelecke fand.

Schnell war aus einem kleinen handelsüblichen digitalen Vielfachmessgerät und zwei versilberten Kupferdrähtchen eine Möglichkeit dazu geschaffen. 

Anhand der mit diesem Gerät bestimmten Leitfähigkeit sollte der Mineralgehalt des Osmose-Wassers überprüft werden. Doch das Vielfachmessgerät zeigte natürlich einen Widerstandswert in (Ohm) an und keine Mineralkonzentration.

Also stellte sich das Problem, einen Zusammenhang zwischen dem von diesem Messgerät angezeigten Widerstandswert und dem Mineralgehalt des Osmosewassers zu konstruieren. Es ging also darum, das Messgerät zu kalibrieren. 

Dazu kam mir die Idee,  mir verschiedene Mineralwässer aus dem Supermarkt zu kaufen, denn auf den Flaschenetiketten stand ja ein Analyseergebnis mit dem Mineralgehalt des Flascheninhaltes aufgedruckt. 

Diesen Analysenachweis konnte ich doch zum kalibrieren meines selbstgebauten Messgerätes hernehmen.... dachte ich ! 

Gedacht getan... Auf meinem Küchentisch standen nun Mineralwässer verschiedener Firmen. Ich hatte mir anhand des Analyseergebnis auf dem Etikett verschiedene Tafelwässer unterschiedlicher Mineralgehalte ausgesucht. Die Idee war nun, die Ohm-Werte aller Flascheninhalte mit meinem Messgerät zu bestimmen, um die so registrierten Messergebnisse mit dem Analyseaufdruck auf dem Flaschenetikett in Übereinstimmung zu bringen. Auf diese Weise sollte eine Kalibrierung des neuen Gerätes leicht möglich sein. Doch weit gefehlt ! Es waren lediglich Hausnummern zu messen. Sogar die Inhalte aus verschieden Flaschen der selben Marke zeigten häufig völlig unerwartete Messergebnisse. 

Nach Überprüfung meines Messgerätes und des Messprinzips wurde mir schnell klar, das die eingesetzte Messanordnung fehlerfrei war.   

Mit einigem Erstaunen wurde mir bewusst :

Viele der gekauften Mineralwässer konnten unmöglich das enthalten, was anhand des Etiketts versprochen wurde !   

Das war im Jahre 2002. 

Damals wurde dann mein Ergebnis einige Zeit im Internet diskutiert. 

Inzwischen ist vermutlich davon auszugehen, das der Aufdruck auf Mineralwasserflaschen in der Regel auf den tatsächlichen Inhalt abgestimmt ist.

Die im Folgenden beschriebene Messanordnung dient deshalb als Dokumentation für den historisch interessierten Leser. 

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                                         Experimente zum Trinkwasser  

           

 

Naturreines Wasser dürfte zur gesunden Lebenserhaltung das wichtigste Lebensmittel sein. Unreines, verschmutztes und mit Giften belastetes Wasser schadet bekanntlich dem Regelmechanismus des Körpers. Auch die Mineralien von anorganischer, unbelebter Natur, die im Wasser in Form von gelösten feinsten Schwebeteilchen vorhanden sind, können den menschlichen Organismus mit unerwünschten Ablagerungen belasten und Beschwerden verschiedenster Art

hervorbringen. Der Mineralienbedarf sollte daher mit organisch gebundenen Mineralien gedeckt werden, die sich z.B. in Obst, Gemüse, Getreide u.ä. befinden. Trinkwasser dagegen sollte möglichst mineralarm sein. Leider befinden sich besonders im Leitungswasser Giftstoffe und Verschmutzungen, welche während des Transportes durch die Rohrleitungen vom Wasser aufgenommen werden und bei Genuss unseren Körper belasten.

 

Meines Wissens gibt es 4 Grundkategorien der Wasserverschmutzung, die gesundheitlich bedenklich sein können:

1. Die organische Verschmutzung: Insektizide, Pestizide, Herbizide usw.
2. Die anorganische Verschmutzung: Chloride, Asbest, Quecksilber, Kalk, Arsen, Barium,
3. Schwermetalle, Nitrat
4. Die radioaktive Verschmutzung: Strontium 90, Plutonium, Radium
5. Die biologische Verschmutzung: Bakterien, Viren, Pilze, Parasiten

 

Ist das Trinkwasser verunreinigt, dann betrifft dies einen großen Teil unseres Körpers denn der menschliche Körper besteht zu ca. 70% aus Wasser.  Es erscheint mir deshalb sinnvoll, diesem Lebensmittel ein besonders Augenmerk zu widmen. Kaffee, Tee, Bier, Wein, Limonade usw. sind kein wünschenswerter Ersatz für das natürliche Wasser. Sicherlich enthalten diese Getränke Wasser, aber sie enthalten außerdem dehydrierende Anteile (wasserentziehende Stoffe). Sie führen nicht nur das Wasser ab, in dem sie gelöst sind, sondern dazu noch Wasser aus den Reserven des Körpers! Sie säuern den Organismus. Diese Übersäuerung spiegelt den Organismus in Stresssituation, in der dadurch eine besonders hohe Wasserkonzentration von ihm benötigt wird. Er braucht dabei möglichst viel "freies" Wasser, was in sogenannten Getränken wie Kaffee, Tee, Limonaden usw., also Getränke mit "unfreiem" Wasser nicht bieten können. Er muss daher aus diesen Flüssigkeiten das für ihn wichtige Wasser herausfiltrieren, was wieder eine erneute Energie -und daher Wasseraufwand - bedeutet. Das heißt, dass der Organismus, der im Prinzip auf Wasser angewiesen ist, einen Großteil der Flüssigkeit damit verliert.

 

Mein Eindruck ist : Werbung in den Medien verführt  viele Menschen zum Genuss von allen möglichen industriell gefertigten Getränken. Kinder werden abhängig von Limonaden und minderwertigen Säften. Mir wurde berichtet, besonders schädlich für den Organismus von Sportlern seien linksdrehende Wellness - und Energy-Drinks. Die meisten Getränke dieser Art seien aufgrund ihrer stark linksdrehenden Inhaltsstoffe eher "Energieräuber" als "Energiespender". Oft entstehen bei Überdosierung durch Kohlenhydrate kurzzeitige "Hochs" aber schlimme "Tiefs" durch schlechtes Wasser und schädliche Inhaltsstoffe, die bei der Herstellung verwendet wurden. Dies bedeutet am Ende für den Sportler kein Energiegewinn. 

 

Also : Trinkwasser sollte möglichst mineralarm sein !!

 

Wasser mit geringem Mineralgehalt ergibt weniger unerwünschte Ablagerungen von Mineralien (auch Schwermetalle) im Körper. Mineralarmes  Wasser bindet giftige Mineralstoffe und erhöht damit den Ausscheidungsgrad von Schlacken und Schadstoffen.

 

 

 

      Der  Ch-Wert.

                          

       Ein Vorschlag zur Abschätzung des Mineralgehaltes im Trinkwasser.

      

 

Wer etwas über den Gesamtmineralgehalt seines Trinkwassers erfahren möchte, kann sich einer sehr einfachen und kostengünstigen Messmethode bedienen.

 

Je weniger Mineralien das Wasser enthält, desto geringer ist die Leitfähigkeit bzw. desto größer sind der Widerstand und der Ohmwert.

 

So lässt sich der Mineralanteil im Trinkwasser mittels einer einfachen elektrischen Widerstandsmessung abschätzen. Der Kostenaufwand für Messgerät und Bauteile beträgt

hierfür etwa 10 Euro. Bei Einsatz dieser geringen Kosten und ein wenig technischem Verständnis lässt sich die folgende Messanordnung leicht herstellen, mit welcher der findige

Bastler dann den Gesamtmineralgehalt seines Trinkwassers bestimmen kann.

 

 

        Zur Messung des Ch-Wertes (Gleichstrom-Widerstandsmessung  mittels einer speziellenVersuchsanordnung)

        gibt man Trinkwasser in eine kleine Plastikschale und misst den Ohmschen Gleichspannungs-Widerstand mit einem

        handelsüblichen digitalen Ohmmeter bzw. Vielfachmessgerät im ohmschen Messbereich 2000KOhm entsprechend

        der nachfolgend beschriebenen Messanordnung.  

 

        Beispiel:

        Messung des elektrischen Wasserwiderstandes  (Ch-Wert)

        mit einem handelsüblichen Ohmmeter.

 

        Vorschlag für die Messanordnung:

    

       

 

        Messgerät : Ein handelsübliches elektronisches Vielfachmessgerät

        Elektroden: versilberter oder vergoldeter Kupferdraht ,1mm Durchmesser.

                           (an die Messspitzen anlöten !

                            Ohne versilberte Elektroden funktioniert es nicht !)

        Elektrodenabstand: ca. 6cm

        Wasserhöhe:   1 cm 

        Nach der Messung sollten die Silberelektroden mit einem weichen Wollläppchen

        trockengewischt werden.

 

        Den mittels dieser Messanordnung am Digitalohmmeter abgelesenen Zahlenwert

        nenne ich Ch-Wert.

 

       Wird mittels der beschriebenen Messanordnung der Widerstand des Wassers gemessen, dann ist

       bei fehlerfreier Messung der Ch-Wert identisch mit dem im Messbereich 2000 KOhm  (2MOhm)

       angezeigten Zahlenwert des Digitalmultimeters. Obwohl sich diese Messung nicht mit einer echten

       ohmschen Widerstandsmessung gleichsetzen lässt, ergeben Vergleichstest mit verschiedenen

       Digitalmultimetern gut  vergleichbare Ergebnisse.

 

       Mit diesem kostengünstigen Verfahren kann der Laie leicht verschiedene Filtermethoden überprüen

       Oder miteinander vergleichen. Auch vergleichende Messungen an verschiedenen Trinkwassersorten

       Lassen sich kostengünstig durchführen. 

 

       Der Ch-Wert korreliert bei weitgehend keimfreien Trinkwasser ganz gut mit dem Gesamtgehalt an

       gelösten Mineralien.

 

       Um näherungsweise einen Zusammenhang zwischen Ch-Wert und der Leitfähigkeit abschätzen zu können

       wurde folgende Tabelle ermittelt. Diese verdeutlicht näherungsweise einen Zusammenhang zwischen dem

       Ch-Wert (°Ch), der Leitfähigkeit in (µS/cm) und der Menge [ppm] bzw. [mg/L]  in destillietem Wasser 

      aufgelöstem Speisesalz. (Gemessen wurde mit dem Digitalmultimeter401 der Firma Voltcraft)       

 

      Diese Tabelle gilt für einen K-Parameter von K= 1650

 

Ch-Wert [1]	Leitfähigkeit [µS/cm]	Gesamtgehalt Speisesalz [mg/L]	Gesamtgehalt Speisesalz [ppm]
150	2000	1000	1000
170	1000	500	500
190	500	250	250
220	200	100	100
250	100	50	50
310	40	20	20
380	20	10	10
500	10	5	5
800	4	2	2
1500	2	1	1

 

      Wer statt der Tabelle lieber mit Formeln rechnen möchte, kann aus dem gemessenen  Ch-Wert mittels der

       folgenden Gleichung den Gesamtgehalt an Mineralien abschätzen :

 

       Es ergibt sich bei dem von mir verwendeten digitalen Vielfachmessgerät

       (Voltcraft 401) der Logarithmus für den Gesamtgehalt  Speisesalz  in (mg/Liter).

 

      lg G  =  -  lg 2 * ( 1- K/Ch)          (G in mg/Liter )   (mit K= 1650)

      Die Leitfähigkeit  L in  mS/cm lässt sich daraus (für naturbelassenes Speisesalz ) näherungsweise zu  :

 

      L  = 2,0  * G                                      (G in mg/Liter ; L in  µS/cm  )

 

      bestimmen.

    

      Für natriumarme Salzlösungen (z.B. Leitungswasser) berechnet sich die Leitfähigkeit erfahrungsgemäss zu etwa :

 

      L  = 1,33  * G                                   (G in mg/Liter ; L in  µS/cm  )

 

 

     (Dazu alle Werte ohne physikal. Einheit in die Gleichungen einsetzen.)

 

    

 

      Kalibrierung ::

 

      Zur Kalibrierung wird der Ch-Wert in einer Eich-Lösung mit 500 mg/L Speisesalzgehalt gemessen.

      Dieser Wert wird mit 10 multipliziert und ergibt so den Parameter  K in der

      Formel für die Berechnung des Mineralgehaltes:    K = 10 * Ch(500mg/L)

 

     lg G  =  -  lg 2 * ( 1- K/Ch)          (G in mg/Liter )

                                                                             (K= 10*Ablesewert in einer Lösung mit 0,5g/L Speisesalzgehalt)

                                                                             (Ch= Ablesewert am Digitalmultimeter)

 

      Vor der Kalibrierung sollten die Silberelektroden kurz in eine 0,5%ige Essiglösung zur Reinigung getaucht

      werden und kurz in destilliertem Wasser abgespühlt, dann mit einem weichen Wollappen trocken wischen !.

     

      Der Ch-Wert misst im Prinzip den Widerstandswert einer Mineralschicht, die sich bei der Gleichstrommessung

      auf den Silberelektroden bildet. Aufgrund der Zusammensetzung und Konzentration der im Wasser befindlichen

      Chemikalien, Mineralien etc. bildet sich ein Ionengleichgewicht aus, welche die obige mathematische Formel

      näherungsweise beschreibt. Ein vergleich von Ch-Wert (Gleichstrommessung) und Leitwert (Wechselstrommessung)

      kann u.U.Aufschluss über eine inkonsistente  Zusammensetzung von Mineralwasser/Trinkwassersorten geben. 

 

      Trinkwasser aus der Leitung selbst filtern

     (Empfehlungen aus eigener Erfahrung):

 

      Persönlich bevorzuge und empfehle ich für  Tee, Kaffee und zum Kochen

      und trinken aus der Wasserleitung gefiltertes Wasser mit einem Ch-Wert 

      von größer als  200 . (bzw. Leitfähigkeit kleiner als 400 mS/cm)

 

      Also Leitungswasser sollte vor dem Genuss mind. abgekocht werden !

 

      Aus der Leitung Selbstgefiltertem Wasser mit einem Ch-Wert von über 700 (dampfdestilliertes Wasser)

      z.b. so viel Mineralwasser dazu geben , dass sich ein Ch-Wert zwischen  200 - 300 einstellt.

      (z.B. 5-20 % Mineralwasser dazugeben) .

 

      Trinkwasser möglichst immer selbst filtern bzw. abkochen, damit man auch wirklich weiß woher

      es kommt Leitungswasser verwenden.

 

      Wer etwas über die  Wasserreinheit vor und nach dem filtern erfahren möchte, kann die Ch-Wert Messung

      wie oben beschrieben sehr gut einsetzen. Hierzu wird der Ch-Wert des ungefilterten Wassers mit dem Ch-Wert

      des gefilterten Wassers verglichen, bzw. es werden die zum Ch-Wert passenden Leitfähigkeiten der Tabelle oben

      (oder einer selbst erstellten Tabelle) entnommen und mit den Angaben des Filterherstellers verglichen.

                           

      Messfehlerabschätzung:

      Der Messfehler der beschriebenen Messanordnung  beträgt etwa +-30% bei einer

      Wasserhöhe im Messgefäß zwischen 0,5 –1,5 cm.

      Bei sorgfältiger Einstellung der Wasserhöhe auf  den Mittelwert von 1cm  

      werden leicht Messgenauigkeiten von besser als +- 5% erreicht.

      Alle Ch-Werte in den oben angegebenen Tabellen wurden bei einer Wasserhöhe von 1cm ermittelt.

 

      Die hier vorgestellten Beispielmessungen wurden mit einem Digitalmultimeter Voltcraft401

      durchgeführt. Bei Einsatz von Geräten eines anderen Typs oder bei Messungen in einem anderen, als den

      hier vorgesehenen Messbereich (2000 KOhm) , ist auf jeden Fall eine Kalibrierung wie beschrieben vorzunehmen.

 

 

Anmerkung:

Im vorangegangenen Sommer habe ich während einer Bergwanderung in den bayerischen Bergen, Bergquellwasser mit einem handelsüblichen Leitwertmessgerät überprüft. Dabei habe ich festgestellt, das reines Bergquellwasser von den Gipfeln der bayerischen Berge einen Leitwert unterhalb von 300µs/cm besitzt. Das bedeutet einen Mineralgehalt von weniger als 150mg/Liter. Im Vergleich dazu : Manche Mineralwässer , die es in Flaschen zu kaufen gibt, haben einen elektrischen Leitwert von über 1000µS/cm, was einen Mineralgehalt von über 500mg/Liter entspricht.  Solche Mineralwässer sind gut als Gießwasser für Blumen geeignet. 

 

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