在烧水时，你发现过开水中浮着一些白色的絮状物吗？同时，在烧水壶底部也会不知不觉多出不少污垢。这些物质就是水垢，也被称作水碱。出现这种现象，就表示水质偏硬，其中含有较多的钙镁离子。有的读者可能会疑惑，为什么在烧开之前，钙镁离子能溶解在水中，而在烧开之后，却不能溶解了呢？
这是因为很大部分的钙镁离子是通过碳酸氢根（HCO3-）溶解在水中的，而在煮沸的过程中，碳酸氢根会分解形成二氧化碳和碳酸根（CO32-），碳酸根与钙镁离子结合形成不溶于水的碳酸钙和碳酸镁。这就是水垢的主要成分。碳酸氢盐形成的硬度被称为临时硬度，因为可以通过加热的方法去除，而硫酸盐和氯化物形成的硬度则难以通过煮沸改变，被称为永久硬度。碳酸氢根的分解反应是可逆反应。
在自然界中，溶解了二氧化碳的水能够与以碳酸钙为主要成分的灰岩发生反应，形成可溶的碳酸氢钙。喀斯特地区的落水洞、地下河、溶洞、石林等就是这样侵蚀形成的。而碳酸氢钙在溶洞中沉淀出碳酸钙，则形成了石笋、石钟乳等景致。不过，在烧水壶中很少会满足让水垢反应溶解的条件。这时候，可以加一些家中常用的酸，如柠檬酸或者醋酸，与水垢反应，形成二氧化碳和可溶的钙盐。
一定硬度的水对健康有利，比如矿泉水通常就含有较多的钙镁离子。但对长期加热水的设施，如家用的热水器、工业上用的锅炉等而言，沉积的水垢有可能削弱性能甚至危及安全，因此需要将水软化或经常维护。水中的钙镁离子还会与肥皂（硬脂酸钠）发生反应，形成不溶的硬脂酸钙（钙皂）和硬脂酸镁（镁皂）。因此，用硬水洗澡时，往往会出现皮肤发涩、需要更多的肥皂才能搓出泡沫的情况。