水質硬度主要由水中鈣（Ca2?）、鎂（Mg2?）離子的含量決定。為統(tǒng)一衡量，常將這些二價及多價金屬離子濃度換算為碳酸鈣（CaCO?）的濃度來表示，常見單位有摩爾每升（mol/L）和毫克每升（mg/L）。在水質硬度范疇內，mol/L 反映的是單位體積水中碳酸鈣 “物質的量” 濃度，mg/L 則體現(xiàn)單位體積水中碳酸鈣的質量濃度 。

碳酸鈣（CaCO?）的摩爾質量，可通過各原子相對原子質量計算得出。鈣（Ca）的相對原子質量約為 40，碳（C）約為 12，氧（O）約為 16。則碳酸鈣摩爾質量 M（CaCO?） = 40 + 12 + 16×3 = 100g/mol。

若已知某水樣硬度以碳酸鈣計為 C（mol/L），要換算成 mg/L，根據(jù)物質的量與質量的關系 m = n×M（m 為質量，n 為物質的量，M 為摩爾質量）。1L 水樣中碳酸鈣質量 m（CaCO?） = C（mol/L）×1L×100g/mol = 100C g。因為 1g = 1000mg，所以換算為 mg/L 時，該水樣硬度為 100C×1000mg/L = 100000C mg/L 。即從 mol/L 換算到 mg/L，只需將以 mol/L 表示的硬度值乘以 100000。

若某水樣硬度以碳酸鈣計為 ρ（mg/L），先將 ρmg 換算為 g，即 ρ÷1000 g。那么 1L 水樣中碳酸鈣物質的量 n（CaCO?） = （ρ÷1000 g）÷100g/mol = ρ÷100000 mol。所以該水樣硬度換算成 mol/L 為 ρ÷100000 mol/L。也就是從 mg/L 換算到 mol/L，需將以 mg/L 表示的硬度值除以 100000。

假設某水樣硬度以碳酸鈣計為 0.005mol/L，換算成 mg/L，根據(jù)上述換算關系，該水樣硬度為 0.005mol/L×100000 = 500mg/L。

若有一水樣硬度以碳酸鈣計為 300mg/L，換算成 mol/L，則為 300mg/L÷100000 = 0.003mol/L。

在水質檢測與分析場景中，不同的檢測儀器、檢測方法以及不同行業(yè)標準，對水質硬度單位的使用偏好有所不同。例如在科研實驗中，部分高精度儀器給出的檢測結果可能以 mol/L 為單位，因其在化學計量關系的計算上更為直觀、準確，便于科研人員進行后續(xù)復雜的化學分析和反應機理研究。而在日常生活的水質報告以及一些工業(yè)生產(chǎn)的常規(guī)水質監(jiān)測中，mg/L 單位更為常見，因其更符合大眾對質量概念的直觀理解。例如，在居民小區(qū)的水質公示中，以 mg/L 表示的水質硬度，居民能更清晰地了解自家用水的 “軟硬” 程度；在工業(yè)生產(chǎn)中，如紡織印染行業(yè)，工人能通過 mg/L 單位的水質硬度，更便捷地判斷水質對生產(chǎn)工藝的影響，以便及時調整生產(chǎn)流程或進行水質預處理。了解摩爾與 mg/L 的換算關系，能使水質檢測數(shù)據(jù)在不同場景下實現(xiàn)無縫對接，確保水質信息在不同領域的準確傳遞與應用，促進水資源合理利用與科學管理。