Što je tvrda, a što meka voda? Zašto nam je potrebna meka voda?
Odgovor na ova pitanja leži u njezinoj kemijskoj strukturi i svojstvima koja proizlaze iz te struktre.
U prirodi ćemo teško pronaći čistu vodu H 2 O . Zašto?
Čista voda je neutralna, tj. pH = 7. Zbog polarnoga karaktera svoje molekule voda je odlično otapalo za mnoge ionske i polarne spojeve, tako da prirodna voda (voda u prirodi) nikada nije kemijski čista, jer otapa mineralne tvari iz tla i najčešće sadrži kalcijeve, magnezijeve i natrijeve katione te hidrogenkarbonatne, kloridne i sulfatne anione. Takva se voda zove tvrdom vodm.
Voda se ugrađuje u kristalnu rešetku mnogih soli, dajući hidratizirane soli. Čista voda slabo je ionizirana, pa je množinska koncentracija nastalih iona vrlo mala ([H3O+] = [OH–] = 10–7 mol/dm³, pri 25 °C).
Prilikom vrenja tvrde vode stvaraju netopljivi produkti (najčešće kalcijev karbonat, CaCO3) koji slabo prenose toplinu, pa se materijal zagrijane posude pregrijava i slabe mu mehanička svojstva. To je posebno štetno za kućanske aparate (perilice i bojlere) i visokotlačne parne kotlove u industriji.
Zbog toga se prirodna voda (osim kišnice) za tehničku primjenu mora omekšati. Karbonatna (prolazna) tvrdoća vode, uzrokovana kalcijevim i magnezijevim hidrogenkarbonatima, može se ukloniti iskuhavanjem vode ili dodatkom sode ili sode i vapna, što uzrokuje taloženje netopljivih karbonata. Kako se nekarbonatna (stalna) tvrdoća vode, uzrokovana svim ostalim u vodi otopljenim solima, ne može tako ukloniti, za uklanjanje ukupne tvrdoće vode (karbonatne i nekarbonatne) i spriječavanje nastanka kamenca provodi se deionizacija vode s pomoću izmjenjivača iona te voda postaje meka i neštetljiva za aparate.