硬水

硬水是含有高濃度礦物質的水，尤其是含有高濃度的鈣和鎂。硬水對人體無害，但會對工業造成問題。工業界為避免礦物質在鍋爐、冷卻塔或其他處理水的設施中沉澱產生水垢而導致故障，經常對水的硬度監測。一般日常生活中，硬水會使肥皂及牙膏無法在水中起泡。

一般而言，硬度高於8^{[來源請求]}的水稱為硬水。

硬度的種類[编辑]

概括地說，水有暫時硬度和永久硬度兩個硬度，兩個硬度加起來，就是水的總硬度（total hardness）：

如果我們加石灰水（即氫氧化鈣，Ca(OH)₂）進硬水，或者把硬水煮沸，硬度出現下降的話，我們說這些下降了的硬度稱為"暫時硬度"。這些方法都會使鈣、鎂、碳酸氫鹽（HCO₃⁻）等令水變硬的物質跑掉，或沉澱成固體物質：

煮沸方法：

$\textrm{H}^+\;_{(aq)} + \textrm{HCO}_3^-\;_{(aq)}\ \rightarrow\ \textrm{H}_2\textrm{O}\;_{(l)} + \textrm{CO}_2\;_{(g)}$

　　　　　　　　　　　　　 $\mathcal{4}$

$\textrm{Ca}^{2+}\;_{(aq)} + \textrm{CO}_3^{2-}\;_{(aq)}\ \rightarrow\ \textrm{CaCO}_3\;_{(s)}$

　　　　　　　　　　　　　 $\mathcal{4}$

其中，碳酸鈣（CaCO₃）在水中的溶解度和温度成反比，即是溶液越熱，就會有越多的碳酸鈣沉澱出來。

加石灰：

$\textrm{Ca}^{2+}\;_{(aq)} + \textrm{CO}_3^{2-}\;_{(aq)}\ \rightarrow\ \textrm{CaCO}_3\;_{(s)}$

$\textrm{Mg}^{2+}\;_{(aq)} + 2 \textrm{OH}^-\;_{(aq)}\ \rightarrow\ \textrm{Mg(OH)}_2\;_{(s)}$

亦因為加熱時，會產生 CaCO_3(s)。故此，如果自來水是硬水，在經過熱水爐加熱之後會有白色沉澱物(CaCO_3(s),MgCO_3(s))堵塞出水口，時間累積後會有危險。

由于含有鈣離子或者鎂離子的硫酸盐或盐酸盐（氯化物）而产生的硬度，叫做永久硬度。這些硬度雖然不能用煮沸及加石灰方法來減低，但可以用其他方法，如離子交換（ion exchange）降低。

如果水流過石灰，硬度就會增加；而如果流過泥煤，硬度就會下降。

由於肥皂或清潔劑分子帶有一個鈉離子，遇到硬水中的鈣、鎂離子時，會拋棄本身的鈉離子而與鈣、鎂離子結合，造成新的分子沒有清潔作用，轉而累積變成水垢，因此需要更多的肥皂或清潔劑才能達到清潔效果。