水的硬度是衡量水中钙、镁等金属离子含量的一个指标，与日常生活和工业生产等密切相关，以下是关于它的详细介绍：
定义与分类
定义：水的硬度主要是由水中的钙、镁离子引起的，水中钙、镁离子含量越高，水的硬度就越大。一般以碳酸钙（CaCO₃）的含量来表示水的硬度，单位为毫克 / 升（mg/L）或度（°）。
分类
暂时硬度：指水中由碳酸氢钙 [Ca (HCO₃)₂] 和碳酸氢镁 [Mg (HCO₃)₂] 引起的硬度。当水被加热时，这些物质会分解，形成碳酸钙和碳酸镁等沉淀物，从而降低水的硬度，因此称为暂时硬度。
永久硬度：由水中的硫酸钙（CaSO₄）、硫酸镁（MgSO₄）、氯化钙（CaCl₂）、氯化镁（MgCl₂）等盐类引起的硬度。这些盐类在加热时不会分解，水的硬度不会因加热而降低，所以叫做永久硬度。
硬度的表示方法
德国度（°dH）：1 德国度是指每升水中含有 10 毫克氧化钙（CaO），即 1°dH = 10mg CaO/L。
法国度（°fH）：1 法国度是指每升水中含有 10 毫克碳酸钙（CaCO₃），即 1°fH = 10mg CaCO₃/L。
英国度（°eH）：1 英国度是指每英加仑水中含有 1 格令碳酸钙，即 1°eH = 1grain CaCO₃/imperial gallon，1 格令 = 0.0648 克，1 英加仑 = 4.546 升。
美国度（mg/L as CaCO₃）：以每升水中碳酸钙的毫克数来表示，与法国度的换算关系为 1°fH = 1mg CaCO₃/L = 1ppm CaCO₃。
对生活和生产的影响
生活方面
口感：硬度过高的水可能会有苦涩味，影响饮用水的口感。
水垢：在使用硬水的过程中，水中的钙、镁离子会在水壶、热水器、水龙头等器具表面形成水垢，降低热传递效率，增加能源消耗，还可能堵塞管道和器具，缩短其使用寿命。
洗涤效果：用硬水洗涤衣物时，肥皂等洗涤剂会与钙、镁离子结合形成不溶性的物质，降低洗涤效果，使衣物变硬、发黄。
工业方面
锅炉结垢：在锅炉用水中，如果水的硬度过高，会在锅炉内壁形成大量水垢，导致热传递不畅，增加能源消耗，甚至可能引发安全事故。
纺织印染：硬水会使纺织品染色不均，影响产品质量，还可能在纺织设备上形成水垢，影响设备的正常运行。
化工生产：硬水中的钙、镁离子可能会与化工原料发生反应，影响化学反应的进行，降低产品质量和生产效率。
硬度的检测与软化方法
检测方法：常用的检测方法有 EDTA 滴定法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。EDTA 滴定法是利用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）与水中的钙、镁离子形成稳定的络合物，通过滴定终点来确定钙、镁离子的含量，从而计算出水的硬度。
软化方法
加热法：对于含有暂时硬度的水，通过加热可以使碳酸氢钙和碳酸氢镁分解，降低水的硬度。
离子交换法：利用离子交换树脂与水中的钙、镁离子进行交换，将钙、镁离子吸附在树脂上，从而去除水中的硬度离子，使水得到软化。
膜分离法：如反渗透技术，利用半透膜的原理，在压力作用下，使水通过半透膜而钙、镁离子等杂质被截留，达到软化水的目的。