Il fenomeno dell'acqua dura, anche se non pericoloso per la salute umana, causa parecchi fastidi. I minerali responsabili per acque dure tendono a formano sali insolubili, noto anche come calcare, nelle tubazioni dell'acqua. Inoltre formano composti insolubili in presenza di tensioattivi, come quelli trovati in detersivi per bucato e sapone da bagno, che si traducono in schiuma di sapone. La gravità della durezza dell'acqua varia con la regione geografica. Moderni sistemi di addolcimento dell'acqua sono altamente efficaci a ridurre o ad eliminare gli ioni dell'acqua dura.
Calcio e magnesio
Calcare è costituita principalmente da carbonato di calcio, o CaCO3. Carbonato di calcio non presenta particolarmente elevata solubilità in acqua, ma l'acqua piovana esibisce Proprietà leggermente acide e reagisce con il carbonato di calcio per la produzione di carbonato di calcio. Carbonato di calcio idrogeno esibisce molto migliore solubilità di carbonato di calcio, e come si dissolve, subisce un processo chiamato dissociazione in cui gli ioni separano in ioni di calcio, Ca(2+) e ioni di bicarbonato, HCO3(-). Come tali, regioni con numerose o depositi di calcare di grandi dimensioni tendono ad esibire più acqua rispetto alle regioni con meno calcare. Molte rocce e minerali contenenti carbonato di calcio contengono anche un po ' più piccole quantità di carbonato di magnesio, che è incline alle stesse reazioni come calcio.
Altri metalli
Chimici hanno identificato parecchi altri metalli "traccia" che contribuiscono ad acqua dura, principalmente ferro e manganese. Ferro tende a formare depositi di bruno-rossastro, mentre depositi di manganese presentano un colore brunastro-nero. Come magnesio e calcio, la loro presenza non pone preoccupazioni per la salute umana, ma essi possono conferire un sapore metallico percettibile all'acqua potabile.
Quantificare l'acqua dura
I test più semplici per determinare il grado di durezza dell'acqua, a volte chiamato "alcalinità" non discriminare tra i vari metalli presenti nell'acqua. Farmacia invece determinare gli "equivalenti" di carbonato di calcio in unità di milligrammi di carbonato di calcio per litro o acqua o mg CaCO3/L. Questo metodo presuppone essenzialmente che le specie di acqua dura solo presenti sono carbonato di calcio. O, più specificamente, una soluzione che contiene il numero specificato di grammi di carbonato di calcio per litro sarebbe equivalente a durezza al campione analizzato. L'acqua dura è generalmente costituita da una durezza superiore a 100 mg CaCO3/L.
Addolcimento dell'acqua
Sistemi di addolcimento dell'acqua utilizzano un metodo chiamato "scambio ionico" per rimuovere gli ioni dell'acqua dura. I sistemi funzionano facendo passare l'acqua dura attraverso una resina impregnata con ioni di sodio, Na + o ioni di potassio, K +. Gli ioni di acqua dura esibiscono una forte affinità per l'associazione alla resina in quanto gli ioni sodio e potassio. Quindi, il sistema "Scambia" ioni di acqua dura per gli ioni di sodio o di potassio. Gli ioni di sodio e potassio non causano acqua dura. Un sistema di scambio di sodio, tuttavia, inevitabilmente aumenta il contenuto di ioni di sodio di acqua potabile di una famiglia, che potrebbe essere un problema per chiunque su una dieta a basso contenuto di sodio.