Keď sa tvrdá voda zmieša s mydlom, vápenaté ióny v tvrdej vode reagujú s palmitanovými a stearanovými iónmi v mydle vytvárajúc nerozpustnú vločkovitú usadeninu stearanu a palmitanu vápenatého. Táto usadenina je pena. Ca2+ (aq) + 2 X- (aq) ----------> CaX2 (s)
v tvrdej vode v mydle pena

Mydlo aj detergenty sa používajú na čistenie, ale líšia sa jedným dôležitým spôsobom. Detergenty, ako roztoky na umývanie riadu, nedávajú penu s tvrdou vodou. Na rozdiel od mydiel totiž neobsahujú ióny, ktoré reagujú s iónmi vápnika z tvrdej vody za vzniku usadeniny. (Podrobnejšie o mydlách pozri Bojovníci so špinou.)
Ako vzniká tvrdá voda?
Keď prší, dážď reaguje s oxidom uhličitým vo vzduchu za vzniku kyseliny uhličitej
H2O (l) + CO2 (g) ------------> H2CO3 (aq)
Keď tento zriedený roztok kyseliny uhličitej preteká cez vápenec alebo kriedu, reaguje s uhličitanom vápenatým v skalách za vzniku hydrogenuhličitanu vápenatého
CaCO3 (s) + H2CO3 (aq) --------> Ca(HCO3)2 (aq)
vo vápenci v dažďovej vo v tvrdej vode
Na rozdiel od CaCO3, hydrogenuhličitan je rozpustný vo vode a Ca2+ ióny robia vodu tvrdou. Uhličitan vápenatý v kriede a vápenci je hlavnou príčinou tvrdosti vody. V niektorých oblastiach síran vápenatý, ktorý sa vyskytuje ako sadrovec (CaSO4. 2 H2O) a anhydrid (CaSO4) taktiež zapríčiňuje tvrdosť. Síran vápenatý je len nepatrne rozpustný vo vode, ale dostatočne sa rozpúšťa na vznik tvrdej vody. Vo vápencových oblastiach vznikli jaskyne, keď dažďová voda reagovala s vápencovými skalami
Zmäkčovanie tvrdej vody
Tvrdá voda zvyčajne chutí lepšie ako mäkká voda. Rozpustené látky v tvrdej vode pomáhajú taktiež produkovať tvrdé zuby a kosti, ktoré obsahujú uhličitan a fosforečnan vápenatý. Ale tvrdá voda má niekoľko nevýhod v porovnaní s mäkkou vodou:
• používa viac mydla ako mäkká voda
• produkuje penu, ktorá vyzerá nevzhľadne (vločkovitá biela zrazenina)
• zapríčiňuje vznik "šupín" vo vodných trubiciach a kanviciach, ktoré môžu upchať trubice a redukujú výkonnosť kanvíc
• je nutné odstraňovať tvrdosť vody v niektorých oblastiach, čo je príčinou extra výdavkov
Keď sa tvrdá voda vyvarí alebo povrie, hydrogenuhličitan vápenatý v nej sa rozkladá na uhličitan vápenatý, vodu a oxid uhličitý:
Ca(HCO3)2 (aq) ----------> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
Uhličitan vápenatý je nerozpustný a tvorí nánosy vnútri kanvice, či trubíc. Táto reakcia je reverzibilná k tej, ktorou vzniká tvrdá voda.