Man schreibt in der Aquaristik der Karbonathärte oft eine höhere Bedeutung zu als der Gesamthärte. Das basiert auf ihrer Bedeutung als Puffersystem im Aquarium und dem daraus resultierenden Einfluss auf den pH-Wert.

Mit dem Begriff Karbonathärte (KH) beschreibt man in der Aquaristik die Konzentration von Carbonat (CO₃^2-) und Hydrogancarbonat-Ionen (H₂CO₃^-) im Wasser. Besser ist der Begriff des Säurebindevermögen bis pH 4,3 (SBV), da auch andere Ionen wie Phosphat (PO₄^3-) mit dem KH-Test erfasst werden. Allerdings spielen diese im Normalfall eine eher untergeordnete Rolle und beeinflussen das Meßergebnis nur geringfügig. Wie der Begriff Säurebindevermögen vermuten lässt, hat die Karbonathärte einen Einfluss auf den pH-Wert. Es handelt sich dabei um ein sogenanntes Puffersystem. Der Carbonat-Kohlensäure Puffer ist in den meisten Aquarien pH-Wert bestimmend.

Will man den pH-Wert senken, muss man die Karbonathärte reduzieren. Halbiert man die Karbonathärte, sinkt der pH-Wert um 0,3 Einheiten. Verdoppelt man sie, so steigt sie wiederum um 0,3 Einheiten. Für pH-Werte unterhalb von 6 ist eine vollständige Entfernung des Carbonat-Kohlensäurepuffers notwendig, welcher dann durch Zugabe von Huminstoffen mittels Torf, Laub, Moorkienholz oder Erlenzäpfchen gegen ein Huminsäurepuffersystem ersetzt wird, welches im sauren Bereich um pH 5 puffert.

	Säurebindungskapazität mmol/l	Deutsche Grad °d	Französische Grad (TAC)	Hydrogencarbonat (mg/l) HCO3
Säurebindungskapazität mmol/l	-	2,78	4,94	61,00
Deutsche Grad 1 °d	0,36	-	1,78	21,8
Französische Grad 1 ° (TAC)	0,20	0,56	-	12,30
Hydrogencarbonat (mg/l) HCO3	0,016	0,046	0,08	-

Wie bereits oben im Text angemerkt, ist der Begriff der Karbonathärte veraltet. Moderne Wasseranalysen geben das SBV in mmol/l (Millimol pro Liter) an. Zur Umrechnung in °dKH muss dieser Wert mit 2,8 multipliziert werden. 1 mmol/l SBV entspricht also 2,8° dKH oder 1° dKH entspricht 0,36 mmol/l SBV bis pH 4,3.

Die Karbonathärte dagegen wird titrimetrisch (altgr. titer=Tropfen), bestimmt. In die Wasserprobe bekannten Volumens wird Indikator (Mischindikator nach Mortimer) eingetropft. Nun wird langsam 0,1 n HCl (Salzsäure) zugetropft und das Probengefäß nach jedem Tropfen leicht geschwenkt, um eine gute Durchmischung zu erzielen. Ist sämtliche „Karbonathärte“ aufgebraucht, schlägt der Indikator von blau nach grün um. Ein Tropfen der Salzsäure entspricht dabei 1°dKH.

Mit aquaristischen Tropftests wird die KH nach dem gleichen Prinzip gemessen. Die meisten handelsüblichen Messbestecke haben Indikator und Salzsäure in einer Reagenz vereint. Dabei wird nach Anleitung Tropfenweise KH-Testreagenz zugegeben und vorsichtig durch umschwenken durchmischt, bis ein beständiger Farbumschlag erfolgt. Ein Tropfen Reagenz entspricht in der Regel 1°dKH. Nachgewiesen wird dabei allerdings eigentlich das SBV.

Karbonathärte höher als Gesamthärte?

Dies erscheint zunächst widersprüchlich, da definitonsgemäß die Karbonathärte Teil der Gesamthärte ist und ein Teil nie größer als das Ganze sein kann.

Da die „ Karbonathärtetests“ aber nicht die Karbonathärte sondern das Säurebindevermögen bestimmen, löst sich dieser Widerspruch schnell auf. Es werden nicht nur die Carbonat- und Hydrogancarbonat-Ionen erfasst, welche Erdalkalimetall-Ionen gegenüberstehen, sondern alle, egal aus welchen Salzen sie stammen. Prinzipiell ist es daher sinnvoll, den Wortbestandteil Härte herauszusteichen. Der Test misst einfach Carbonat.

Karbonathärte senken

Neben dem Verschneiden mit vollentsalztem ("destilliertem") Wasser, Osmosewasser oder Regenwasser von guter Qualität zum Senken des Gesamtsalzgehalts besteht auch die Möglichkeit, die Karbonathärte direkt zu senken. Dazu verwendet man Mineralsäuren, aus Sicherheitsgründen meist in verdünnter Form. Dies sind Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Salpetersäure. Einfache organische Säuren, wie Essigsäure oder Zitronensäure, sind dafür ungeeignet. Sie sind immernoch recht energiereiche Verrbindungen, welche von Bakterien leicht verstoffwechselt und somit abgebaut werden. Makromolekulare organische Säuren, wie Fulvosäuren, sind zwar einerseits schwer abbaubar, andererseits aber auch nur gerade stark genug, um die Kohlensäure aus ihren Salzen zu verdrängen. Für die praktisch sinnvolle Anwendung ist die Differenz (Fulvosäuren pk_s 4-5, Kohlensäure pk_s 6,4) daher zu gering. Huminstoffe wie Huminsäuren, Fulvosäuren oder aber Tannine (Gerbsären) enhaltende Pflanzenteile (Erlenzapfen, Rinde und Trockenlaub von Buchengewächsen, besonders Eichen) oder Lösungen aus diesen (Erlenzapfenextrakt, Eichenrindenextrakt) können aber zum Ansäuern schwachgepufferter Wässer genutzt werden.

Auch die im Handel erhältlichen Präparate zur pH-Wert und KH Senkung (pH/KH-Minus, Eichenextrakt) basieren auf Mineralsäuren. Schwefelsäure und Salzsäure sind ob ihrer im Aquarium unbeedenklichen Säurereste Chlorid beziehungsweise Sulphat bevorzugt einzusetzen. Produkte auf Basis von Phosphorsäure sind zu vermeiden, da diese zu einem Anstieg des Phosphatwertes führen und unerwünschter Algenwuchs eine mögliche Folge ist. Die Veränderung des Wassers muss in jedem Falle außerhalb des Aquariums stattfinden. Zum einen entsteht bei der Reaktion der Säure mit der Karbonathärte im Wasser viel CO₂, pro Grad dKH etwa 16 mg/l CO₂, zum anderen sind die einhergehenden plötzlichen Schwankungen in der Wasserchemie nicht förderlich für die Gesundheit der Bewohner. Man gibt solange Säure zu und rührt um, bis die Karbonathärte auf die gewünschte Höhe reduziert worden ist. Danach sollte man das behandelte Wasser abstehen lassen oder mittels Membranpumpe und Sprudelstein belüften, damit überschüssiges CO₂ ausgetrieben wird.

Phosphorsäure senkt sowohl Karbonathärte als auch Gesamthärte. Sie ist in einigen Produkten enthalten, die zur pH-Wert beziehungsweise Karbonathärtesenkung, mit dem Hinweis auf die Erzeugung von tropischem Wassers, angeboten. Die Protonen reagieren wie bei anderen Säuren mit dem Carbonat und Hydrogencarbonat, welches den Großteil der Karbonathärte ausmacht. Der Phosphat-Rest fällt teilweise mit Calcium (beziehungsweise Magnesium) als kaum Wasserlösliches Calciumphosphat (Magnesiumphosphat)aus.0,15 Gramm Phosphorsäure (H₃PO₄) pro Liter senken die Gesamthärte um etwa 1°d, die Leitfähigkeit erhöht sich dabei aber um 300µS/cm. Zudem wird auch die Phosphatkonzentration im Wasser deutlich an. Für die aquaristische Praxis ist dieses Verfahren also ungeeignet.

Karbonathärte erhöhen

Um die Karbonathärte zu erhöhen eignet sich einfaches Speisenatron (Natriumhydrogencarbonat, doppeltkohlensaures Natron, Natriumbicarbonat, NaHCO₃) sehr gut. Die Zugabe von 3 Gramm Speisenatron auf 100 Liter Wasser erhöht die „ Karbonathärte“ dabei um 1°d. Es ist empfehlenswert, die benötigte Menge Speisenatron zuvor in Wasser aufzulösen und diese Lösung langsam ins Aquarium oder Wechselwasser zu geben.

Eine andere Art der Anwendung von Natron ist die gesättigte Lösung. Diese stellt man durch Zugabe von 100 Gramm (zwei Tütchen à 50g) NaHCO₃ auf einen Liter Wasser her. Dazu wird erst das Natron in den Behälter (skalierter Messbecher) gegeben und dann bis zum 1l-Strich mit destilliertem Wasser aufgefüllt. Es bleibt ein wenig Speisenatron als weißer Bodensatz zurück, welcher sich nicht löst.

100 ml dieser Lösung enthalten etwa 0,1143 Mol Natriumhydrogencarbonat oder 300,8°dKH. 1 ml der Lösung erhöht die „ Karbonathärte“ in einem Liter Wasser also um gut 3 °d. Mit 100 ml der Lösung erhöht man somit äquivalent die „ Karbonathärte“ in 100 Liter Wasser um 3 ° dKH, mit 30 ml um 1° dKH

• M NaHCO₃ = 84 g/mol
• Löslichkeit = 96 g/l @ 20°C
• 96g NaHCO₃ = 1,143 Mol = 1143 mmol
• 0,38 mmol HCO3^- = 1°dKH
• 1143 / 0,38 = 3008° dKH

Diese Lösung kann auch als kostengünstige Kalibrierlösung für die pH-Elektrode verwendet werden.

Schutzbrille ist anzuraten.

Eine alternative Möglichkeit bietet die Verwendung von Natriumcarbonat Na₂CO₃. Dieses Salz der Kohlensäure ist beispielsweise als „ Waschsoda“ im Supermarkt erhältlich. Hier kann man wiederum entweder die benötigte Menge in etwas Wasser auflösen oder aber eine gesättigte Lösung verwenden. Auch hier empfielt es sich, die benötigte Menge in Wasser zu lösen und über einen längeren Zeitraum langsam dem Aquarienwasser zugzugeben oder aber auf das Wecheslwasser zu verteilen.220 Gramm Natriumcarbonat auf einen Liter vollentsalztes Wasser ergeben eine gesättigte (2,05 mol/l = 2050 mmol/l) Lösung. Dies entspricht fast 5395°dKH (2050 : 0,38 = 5394,75). Ein Milliliter der Lösung erhöht die Karbonathärte in einem Liter Wasser also um knapp 5,5°dKH. Um in 100 Litern Wasser die Karbonathärte um gut 10°dKH anzuheben, werden also 180 ml der gesättigten Lösung zugegeben. Das kann bedingt durch die gute Löslichkeit von Natriumcarbonat in einem kleineren, handlichen Volumen erfolgen. Mit einem Liter dieser Sodalösung kann man also gut einen Kubikmeter Wasser um 5,5°kH „ aufhärten“. Ein 500g Paket Waschsoda kostet im Supermarkt um einen Euro.

Soda ist besonders gut für Aquarien geeignet, in denen ein alkalischer pH-Wert oherhalb pH 8 erwünscht ist, beispielsweise bei einem Aquarium mit Tanganjikasee-Cichliden.

In beiden Fällen kommt es zu einer geringfügigen Absenkung der Gesamthärte durch Ausfällung von Härtebildnern, insbesondere Calcium, in Form schwer löslicher Carbonate:

• Ca²⁺ + 2 HCO₃^- ⇒ CaCO₃ + H₂O + CO₂

Im Aquarium erfolgt jedoch wieder eine allmähliche Rücklösung.