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水的硬度最初是指鈣、鎂離子沉淀肥皂的能力。水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括碳酸鹽硬度 （即通過加熱能以碳酸鹽形式沉淀下來的鈣、鎂離子，故又叫暫時硬度）和非碳酸鹽硬度（即加熱后不能沉淀下來的那部分鈣、鎂離子，又稱永久硬度）。

水中有些金屬陽離子，同一些陰離子結合在一起，在水被加熱的過程中，由于蒸發(fā)濃縮，容易形成水垢，附著在受熱面上而影響熱傳導，我們抒水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子（Ca2+）和鎂離子（Mg2+），它與水中的陰離子如碳酸根離子（CO32-）、碳酸氫根離子（HCO3-）、硫酸根離子（SO42-）、氯離子（CL-）、以及硝酸根離子（NO3-）等結合在一起，形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵、錳、鈄等金屬離子也會形成硬度，但由于它們在天然水中的含量很少，可以略去不計。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。水的硬度對鍋爐用水的影響很大，因此，應根據(jù)各種不同參數(shù)的鍋爐對水質的要求對水進行軟化或除鹽處理。

水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。

碳酸鹽硬度：主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度，還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去，故亦稱為暫時硬度。 非碳酸鹽硬度：主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去，故也稱為永久硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCL2、MgCL2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。

碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度；水中Ca2+的含量稱為鈣硬度；水中Mg2+的含量稱為鎂硬度；當水的總硬度小于總堿度時，它們之差，稱為負硬度。

如何測試水的硬度?

在一份水樣中加入 pH=10.0 的氨性緩沖溶液和少許鉻黑T指示劑，溶液呈紅色；用EDTA 標準溶液滴定時， EDTA 先與游離的Ca2+ 配位，再與Mg2+ 配位；在計量點時， EDTA 從MgIn-中奪取Mg2+ ，從而使指示劑游離出來，溶液的顏色由紅變?yōu)榧兯{，即為終點。

當水樣中Mg2+ 極少時，由于CaIn- 比 MgIn- 的顯色靈敏度要差很多，往往得不到敏銳的終點。為了提高終點變色的敏銳性，可在 EDTA 標準溶液中加入適量的 Mg2+（在EDTA 標定前加入，這樣就不影響EDTA與被測離子之間的滴定定量關系），或在緩沖溶液中加入一定量的Mg—EDTA 鹽。
　　
水的總硬度可由EDTA 標準溶液的濃度cEDTA 和消耗體積 V1（ml）來計算。以CaO 計，單位為 mg/L。