Fast jedes Quell- oder Flusswasser enthält
mehr oder weniger große Mengen an Kalzium- und Magnesiumsalzen. Die wichtigsten
dieser Salze sind Kalziumhydrogenkarbonat [Ca(HCO3)2] und Kalziumsulfat (CaSO4).
Ein an Kalziumsalzen reiches Wasser wird als , "hart", ein kalziumsalzfreies
oder -armes Wasser als "weich" bezeichnet. Gemessen wird die Härte in
"Härtegraden". Ein Härtegrad entspricht 10 mg Kalzium- oder Magnesiumoxid pro
Liter Wasser.
Die durch das Kalziumhydrogenkarbonat hervorgerufene Härte wird, da sie beim
Kochen des Wassers verschwindet, auch als temporäre oder vorübergehende Härte
bezeichnet. Ein anderer Ausdruck dafür ist Karbonathärte. Diese Art der Härte
wird unter dem Karbonatsystem behandelt. Die
zurückbleibende, auf den Gehalt an Kalziumsulfat zurückführende Härte heißt
bleibende oder permanente Härte. Temporäre und permanente Härte ergeben zusammen
die Gesamthärte. Wir können das in folgender Formel verdeutlichen:
dGH = dKH + PH (Sulfat)
GH = Gesamthärte oder (dGH) = deutsche Gesamthärte
KH = Karbonathärte oder (dKH) = deutsche Karbonathärte
PH = permanente Härte (nicht zu verwechseln mit dem pH-Wert)
Für die im Handel angebotenen Wasserhärtetester ist diese Gleichung allerdings
nicht zu gebrauchen, da bei der Gesamthärte-Bestimmung die Kationen Ca2+ und
Mg2+ gemessen werden, bei der Karbonathärte-Messung dagegen das Anion HCO3
bestimmt wird.
Es gibt den Fall, dass die Karbonathärte größer ist als die Gesamthärte. Das
hängt damit zusammen, dass neben Kalzium- und Magnesium-Kationen auch noch
Natrium-, Kalium- und andere Kationen im Wasser enthalten sind. Diese sind zwar
keine Härtebildner, können aber zusammen mit dem Hydrogenkarbonat-Anion
vorkommen und so die Menge des Hydrogenkarbonats im Wasser erhöhen. Die folgende
Tabelle zeigt die drei prinzipiellen Möglichkeiten bei der Bestimmung von
Gesamt- und Karbonathärte auf.
| Kationen | Anionen | dGH | dKH | |
| dGH > dKH | Ca²+ | HCO3- | 2 | 1 |
| MG²+ | SO4²- | 20° | 10° | |
| dGH = dKH | Ca²+ | SO4²- | 1 | 1 |
| Na+ | HCO3 | 15° | 15° | |
| dGH < dKH | Ca²+ | HCO3- | 1 | 2 |
| Na+ | HCO3- | 10° | 20° |