Twardość wody określa zużycie określonych ilości mydła bez wytwarzania piany. Przyczynę powstania tego zjawiska należy upatrywać w obecności jonów: wapnia, magnezu, żelaza, manganu, glinu, cynku oraz innych kationów, które z mydłem tworzą nierozpuszczalne mydła wapniowe, magnezowe i inne.
Wapń i magnez - główne składniki wody powodujące jej twardość - znajdują się w środowisku wodnym przeważnie w postaci: wodorowęglanów - Ca(HC03)25 Mg(HC03)2; siarczanów (VI) - CaS04, MgSO-i; chlorków - CaCh, MgCh oraz małych ilości węglanów -CaC03, MgC03, natomiast rzadziej w postaci azotanów (V) lub wodorotlenków.
Twardość wody surowej (niegotowanej) nazywa się twardością ogólną. Na twardość ogólną składa się twardość przemijająca i twardość stała.
Twardość przemijająca wywołana jest obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu - Ca(HC03)2 i Mg(HC03)2. Usunięcie tego typu twardości następuje podczas termicznego rozkładu tych związków w procesie gotowania, według równania:
Podczas ogrzewania wody rozpuszczalność ditlenku węgla ulega stopniowemu obniżeniu. Następuje jego wydzielanie do atmosfery. Prowadzi to do naruszenia równowagi węglanowo-wapniowej. Z wody wytrąca się trudno rozpuszczalny CaC03 oraz Mg(OH)2. Powstałe związki są przyczyną tworzenia się kamienia kotłowego.
Twardość wody pozostającą po przegotowaniu nazywa się twardością stałą.
Równolegle do podziału twardości wody na przemijającą i stałą stosuje się podział uwzględniający skład chemiczny soli wapnia i magnezu, zgodnie z którym twardość ogólna składa się z twardości węglanowej i twardości niewęglanowej. W tabeli 1 scharakteryzowano twardość ogólną wody, będącej sumą wszystkich rodzajów związków wapnia i magnezu występujących w środowisku wodnym, w podziale wg kationów i anionów.
1