水的硬度通常由水中的Ca2+和Mg2+离子浓度决定，浓度越高，水的硬度就越大。在低温的硬水中，Ca2+和Mg2+主要以可溶性的Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2的形式存在。
然而，当这些水加热煮沸后，其中的Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2就会发生分解反应，形成难溶于水的沉淀物CaCO3/MgCO3/Mg（OH)2。这些沉淀物会从水中析出，使得水中的钙镁离子浓度降低，因此煮沸后的水硬度相应地降低。
煮沸过后的自来水硬度降低主要是由于以下原因：
1、暂时性硬度的去除：
- 自来水中的一部分硬度是由钙、镁的碳酸氢盐（如Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2）引起的，这些化合物被称为暂时性硬度。
- 当水被加热到接近沸腾时（约60-80℃），碳酸氢盐开始分解，形成不溶于水的碳酸盐沉淀，如碳酸钙（CaCO3）和碳酸镁（MgCO3）。
- 这些沉淀物会附着在容器底部或者以悬浮颗粒的形式存在于水中，从而降低了水中的钙、镁离子浓度，使得硬度降低。
2、永久性硬度的影响：
- 水中还可能存在硫酸盐和氯化物形式的钙和镁，这些被称为永久性硬度，因为它们在煮沸过程中不会形成沉淀。
- 硫酸钙（CaSO4）和硫酸镁（MgSO4）以及氯化钙（CaCl2）和氯化镁（MgCl2）在水中通常是可溶的，即使煮沸也不会显著减少其含量。
- 因此，煮沸只能去除暂时性硬度，对永久性硬度的影响较小。
3、溶解度的变化：
- 随着温度的升高，某些物质的溶解度可能会增加，而其他物质的溶解度可能会降低。
- 对于钙、镁的碳酸盐和碳酸氢盐来说，随着水温的升高，它们的溶解度会降低，这进一步促进了沉淀的形成和硬度的降低。
4、实际应用的影响：
- 在家庭使用中，煮沸自来水主要用于饮用和烹饪，通过煮沸可以有效减少水的暂时性硬度，改善口感和防止水垢的形成。
- 虽然煮沸不能完全去除永久性硬度，但对于日常使用来说，已经可以显著改善水质。
综上所述，煮沸自来水可以降低硬度主要是通过去除暂时性硬度成分，即通过热解作用使碳酸氢盐转化为不溶于水的碳酸盐沉淀。然而，对于永久性硬度成分，煮沸的效果有限。因此，如果需要彻底降低水的总硬度，尤其是针对永久性硬度，可能需要采用其他水处理方法，如离子交换软化或反渗透等技术。
这种通过煮沸来降低的水硬度被称为暂时性硬度或碳酸盐硬度。它是由水中含有的重碳酸钙与重碳酸镁形成的。相对的，如果水中所含的是硫酸钙和硫酸镁等盐类物质所形成的硬度，经煮沸后并不能去除，称为永久性硬度。
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