Tvrdou vodou se rozumí voda s vysokým obsahem minerálů, které jsou v ní rozpuštěny. Čím větší množství jich je, tím je voda tvrdší. Jedná se zejména o ionty vápníku a hořčíku.

Pro změkčení vody se používá dávkování změkčovadel nebo iontová výměna. Odstranění tvrdosti vody lze též provést reverzní osmózou.

Iontoměniče jsou zrnité pryskyřice s velkým povrchem, nerozpustné ve vodě. Když tvrdá voda prochází vrstvou iontoměniče, dochází k výměně kationtů Ca2+ a Mg2+, které jsou obsažené v tvrdé vodě, za sodík či vodík v iontoměniči.
Filtr. Při změkčení vody se používají změkčovací filtry, které pracují na principu výměny iontů. Tyto se nazývají katexové filtry. Filtr, který je naplněny katexem - iontoměničem, je vložen do systému a při průchodu vody skrz něj dochází k iontové výměně.

Vodní kámen

V každé vodě najdete nejrůznější rozpuštěné soli neboli ionty, které nám přinášejí výhody i nevýhody. Nejčastějším problém, který mají tyto ionty na svědomí, je usazování rozpuštěných solí na spotřebičích, sanitě a v potrubí. Ano, řeč je o vodním kameni, jehož základní složkou je uhličitan vápenatý.

Iontová výměna

Změkčení vody iontovou výměnou se provádí většinou pomocí filtru naplněného látkou, která absorbuje vápník a hořčík.
Voda ale obsahuje další kationty i anionty (například dusičnany), které také mohou působit problém a je možné je díky iontové výměně odebrat.

Iontová výměna je velice důležitým technologickým postupem jak v domácnostech, tak v průmyslovém měřítku. Některá odvětví jsou dokonce na iontové výměně závislá. Díky ní lze z vody odstraňovat i některé zdraví škodlivé složky.