Woda twarda jest definiowana jako woda zawierająca znaczące ilości rozpuszczonych soli, przede wszystkim soli wapnia (Ca²⁺) i magnezu (Mg²⁺). Wysokie stężenie tych jonów prowadzi do zmniejszenia efektywności detergentów, co jest szczególnie istotne w przemyśle oraz gospodarstwach domowych. Przykładem zastosowania wiedzy o twardości wody jest dobór odpowiednich metod zmiękczania wody, takich jak wymiana jonowa, która pozwala na usunięcie jonów wapnia i magnezu poprzez ich zastąpienie innymi jonami, na przykład sodu (Na⁺). Zmiękczona woda jest bardziej efektywna w praniu, gotowaniu oraz w zastosowaniach przemysłowych, gdzie wymagana jest wysoka jakość wody, aby zapobiec osadzaniu się kamienia kotłowego. Zgodnie z normami, twardość wody mierzy się w stopniach niemieckich (°dH) lub w miligramach na litr (mg/L) węglanu wapnia. Wiedza o twardości wody jest także kluczowa w kontekście ochrony instalacji wodociągowych, gdzie osady mineralne mogą prowadzić do kosztownych awarii i konieczności częstych napraw.
Wybór odpowiedzi dotyczącej wody miękkiej, destylowanej lub demineralizowanej jest błędny, ponieważ te terminy odnoszą się do zupełnie odmiennych właściwości wody. Woda miękka to woda o niskiej zawartości soli wapnia i magnezu, co sprawia, że jest bardziej efektywna w zastosowaniach domowych, szczególnie w praniu, gdzie zmniejsza się ryzyko osadzania kamienia. Natomiast woda destylowana jest rezultatem procesu destylacji, który polega na odparowywaniu wody i skraplaniu pary, co skutkuje usunięciem większości rozpuszczonych substancji, w tym soli mineralnych. Woda demineralizowana to woda, z której całkowicie usunięto minerały, najczęściej przez procesy takie jak osmoza odwrotna lub wymiana jonowa. Często myli się te pojęcia, jednak każda z nich ma odmienny skład chemiczny oraz zastosowanie. Użytkownicy mogą uważać, że wszystkie te rodzaje wody są podobne z uwagi na ich zastosowania w codziennym życiu, jednak nie uwzględniają one istotnych różnic w chemii wody oraz jej wpływu na procesy związane z użytkowaniem. Zrozumienie tych różnic jest kluczowe, zwłaszcza w kontekście efektywności systemów instalacyjnych oraz jakości wody w różnych zastosowaniach przemysłowych i domowych.