水的硬度（也叫礦化度）是指溶解在水中的鈣鹽與鎂鹽含量的多少.含量多的硬度大,反之則小.1升水中含有10mmgCaO（或者相當(dāng)于10mmgCaO）稱為1度.軟水就是硬度小于8的水,如雨水,雪水,純凈水等；硬度大于8的水為硬水,如礦泉水,自來水,以及自然界中的地表水和地下水等.
硬水又分為暫時硬水和永久硬水.暫時硬水的硬度是由碳酸氫鈣與碳酸氫鎂引起的,經(jīng)煮沸后可被去掉,這種硬度又叫碳酸鹽硬度.永久硬水的硬度是由硫酸鈣和硫酸鎂等鹽類物質(zhì)引起的,經(jīng)煮沸后不能去除.以上兩種硬度合稱為總硬度.
當(dāng)水滴在大氣中凝聚時,會溶解空氣中的二氧化碳形成碳酸.碳酸最終隨雨水落到地面上,然后滲過土壤到達(dá)巖石層,溶解石灰（碳酸鈣和碳酸鎂）產(chǎn)生暫時硬水.一些地區(qū)的溶洞和溶洞附近的硬水就是這樣形成的.
硬水有許多缺點：1.和肥皂反應(yīng)時產(chǎn)生不溶性的沉淀,降低洗滌效果.（利用這點也可以區(qū)分硬水和軟水）2.工業(yè)上,鈣鹽鎂鹽的沉淀會造成鍋垢,妨礙熱傳導(dǎo),嚴(yán)重時還會導(dǎo)致鍋爐爆炸.由于硬水問題,工業(yè)上每年因設(shè)備、管線的維修和更換要耗資數(shù)千萬元.3.硬水的飲用還會對人體健康與日常生活造成一定的影響.沒有經(jīng)常飲硬水的人偶爾飲硬水,會造成腸胃功能紊亂,即所謂的“水土不服”；用硬水烹調(diào)魚肉、蔬菜,會因不易煮熟而破壞或降低食物的營養(yǎng)價值；用硬水泡茶會改變茶的色香味而降低其飲用價值；用硬水做豆腐不僅會使產(chǎn)量降低、而且影響豆腐的營養(yǎng)成分.
那么硬水毫無是處了嗎?不對,否則怎么會有那么多的人買礦泉水喝呢 .原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素.科學(xué)家和醫(yī)學(xué)家們調(diào)查發(fā)現(xiàn),人的某些心血管疾病,如高血壓和動脈硬化性心臟病的死亡率,與飲水的硬度成反比,水質(zhì)硬度低,死亡率反而高.其實,長期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康.我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過25度 .
硬水經(jīng)過處理后可以轉(zhuǎn)化為軟水.下面介紹硬水軟化的三種主要方法：
1. 煮沸法（只適用于暫時硬水）
煮沸暫時硬水時的反應(yīng)：
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸鎂在進(jìn)一步加熱的條件下還可以與水反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂：
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑
由此可見水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2
2. 石灰——純堿法 (工業(yè)用)
在這種方法中,暫時硬度加入石灰就可以完全消除,HCO3-都被轉(zhuǎn)化成CO32-.而鎂的永久硬度在石灰的作用下會轉(zhuǎn)化為等物質(zhì)的量的鈣的硬度,最后被去除.反應(yīng)過程中,鎂都是以氫氧化鎂的形式沉淀,而鈣都是以碳酸鈣的形式沉淀.
Ca2+(aq) --石灰-蘇打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-蘇打法--> Mg(OH)2(s)
3. 離子交換法
這種方法中用到的離子交換劑,有無機和有機兩種.無機離子交換劑,如沸石等；有機離子交換劑包括：碳質(zhì)離子交換劑——磺化酶,陰陽離子交換樹脂等.而且一般的離子交換劑在失效后還可以再