Loodusvee kõvadus ja aluselisus on olulised indikaatorid, mis kajastavad vee kvaliteediomadusi. Kõvadus viitab peamiselt kaltsiumiioonide (Ca²⁺) ja magneesiumioonide (MG²⁺) kogukontsentratsioonile vees, samas kui aluselisuse määravad peamiselt vesinikkarbonaadi ioonid (HCO₃⁻). Nende kahe suhe mõjutab otseselt lahustunud soolade koostist vees ja peegeldab seega veekogu keemilisi omadusi. Nende kahe kontsentratsiooni suhte järgi saab selle jagada järgmisteks olukordadeks:
1. Leeliselisus on suurem kui kõvadus (mol/l)
Kui HCO₃⁻ kontsentratsioon vees on suurem kui pool kaltsiumi ja magneesiumioonide kogukontsentratsioonist (st HCO₃⁻> ½ (Ca²⁺ + MG²⁺)), näitab see, et leeliselisus ületab oluliselt kõvadust. Sel ajal ühendavad kaltsiumi ja magneesiumiioonid eelistatavalt vesinikkarbonaadiga, moodustades kaltsiumvesinikkarbonaadi (CA (HCO₃) ₂) ja magneesiumvesinikkarbonaadi (Mg (HCO₃) ₂). Ülejäänud HCO₃⁻ koosneb selliste monovalentsete katioonidega nagu naatrium (Na⁺) ja kaalium (K⁺), moodustades naatriumvesinikkarbonaadi (Nahco₃) ja kaaliumvesinikkarbonaadi (KHCO₃).
Sel juhul koosneb vee karedus täielikult vesinikkarbonaadist ja mitte karbonaadi kõvadust (näiteks kaltsiumi ja magneesiumisoolad sulfaatide või kloriidide kujul). Lisaks vastab leeliselisuse ja kõvaduse erinevus naatriumi ja kaaliumi vesinikkarbonaadi kontsentratsioonile. Seda liigset aluselisust nimetatakse "negatiivseks kõvaduseks" või "liigse aluselisuse", mis tähendab, et vees on ekstra vesinikkarbonaat, mida kaltsium ja magneesium ei tarbita.
2. Leeliselisus võrdub kõvadusega (MOL/L)
Kui HCO₃⁻ kontsentratsioon on täpselt võrdne poolega kaltsiumi ja magneesiumiioonide kogukontsentratsioonist (st HCO₃⁻=½ (Ca²⁺ + MG²⁺)), kombineerivad kaltsiumi ja magneesiumi ioonid kõik bikaarbonaadiga, moodustades kaltsiumi bikarbonaadi ja magneesiumbikarbonaati. Sel ajal ei saa naatriumi ja kaaliumiioonid moodustada vesinikkarbonaadi, vaid ühendada sulfaadi (So₄²⁻) või kloriidioonidega (CL⁻), moodustades neutraalseid soolasid nagu naatriumsulfaat (Na₂so₄), kaaliumsulfaat (K₂SO₄), naatriumkloriid (NaCl) või kaaliumkloorida (KCL).
Sel juhul ei ole vees liigset aluselisust (negatiivne karedus) ega mittekarbonaadi kõvadus. Kõvadus ja aluselisus on ideaalselt sobitatud, mis näitab, et kaltsiumi ja magneesiumi kontsentratsioonid neutraliseeritakse lihtsalt vesinikkarbonaadiga ning muud anioonid on ühendatud ainult naatriumi ja kaaliumiga.
3. Leeliselisus on väiksem kui kõvadus (MOL/L)
Kui HCO₃⁻ kontsentratsioon on väiksem kui pool kaltsiumi ja magneesiumiioonide kogukontsentratsioonist (st HCO₃⁻ <½ (Ca²⁺ + MG²⁺)), ei saa kaltsiumi ja magneesiumiioonid vees vesinikkarbonaadiga täielikult neutraliseerida ja ülejäänud osa ühendab teiste anioonidega (näiteks sulfaat või kloriid-ioonidega). Vastavalt kaltsiumi ja magneesiumi suhtele võib selle olukorra jagada kahte tüüpi:
(1) kaltsiumi kõva vesi (suur osa ca²⁺)
Kui kaltsiumiioonide kontsentratsioon on kõrge (½ CA²⁺> HCO₃⁻), ühendab vesinikkarbonaat eelistatavalt kaltsiumiga, moodustades kaltsiumvesinikkarbonaadi ja ülejäänud kaltsiumioonid ühendavad sulfaadiga kaltsiumsulfaadi moodustamiseks (CASO₄). Kuna magneesiumioonid ei ole täielikult neutraliseeritud, eksisteerivad need magneesiumsulfaadi (MGSO₄) kujul. Sel ajal on vees (näiteks kaltsiumsulfaat ja magneesiumsulfaat) ilmne mittekarbonaadi kõvadus, kuid magneesiumvesinikkarbonaati (Mg (HCO₃) ₂) ei eksisteeri üldse.
(2) Magneesiumi kõva vesi (Mg²⁺ moodustab suure osa)
Kui magneesiumioonide kontsentratsioon on kõrge (½ca²⁺ Mõlemal juhul, kui aluselisus on väiksem kui kõvadus, peab vees esinema mittekarbonaadi kõvadus ning naatriumi- ja kaaliumvesinikkarbonaadid (näiteks Nahco₃) kaovad täielikult. Kokkuvõte ja analüüs Võrreldes kõvaduse ja aluselisuse suhet, saame selgitada veesoolade koostist ja allikat: Leeliselisus> Kõvadus: kaltsium ja magneesium vees on vesinikkarbonaadi kujul koos naatriumi ja kaaliumvesinikkarbonaadiga (negatiivne karedus). Leeliselisus=kõvadus: kaltsiumi ja magneesiumvesinikkaaadid neutraliseeritakse täielikult ja muud soolad moodustatakse naatriumi, kaaliumi ja sulfaadi või kloriidioonide abil. Leeliselisus