Mae caledwch dŵr yn ei hanfod yn fesur o grynodiad catïonau deufalent (Ca²⁺ a Mg²⁺ yn bennaf, a hefyd yn cynnwys symiau bach o Sr²⁺, Ba²⁺, a Fe²⁺).
Mewn cemeg dŵr a thriniaeth peirianneg, mae caledwch yn cael ei ddosbarthu i galedwch dros dro a chaledwch parhaol. Caledwch dros dro yw'r crynodiad o ïonau calsiwm a magnesiwm sy'n rhwym i bicarbonadau (HCO₃⁻) a charbonadau (CO₃²⁻) mewn dŵr. Gan fod pH dŵr naturiol fel arfer yn is na 8.3, mae'n bodoli'n bennaf ar ffurf bicarbonadau (Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂).
Pan gaiff dŵr ei gynhesu i uwch na 60-70 gradd, mae adwaith dadelfennu thermol yn digwydd, gan waddodi carbonadau:
Ca(HCO₃)₂ → Δ → CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O
Mg(HCO₃)₂ → Δ → MgCO₃ + CO₂↑ + H₂O (cynnyrch canolradd, wedi'i hydroleiddio ymhellach i Mg(OH)₂)
Mae ei uchafswm gwerth damcaniaethol wedi'i gyfyngu gan gyfanswm alcalinedd y dŵr (HCO₃⁻ yn bennaf). Pan fydd cyfanswm caledwch > alcalinedd cyfanswm, caledwch carbonad=cyfanswm alcalinedd. Dyma graidd cyfrifiadau cydbwysedd dŵr.
Mae caledwch parhaol yn halen a ffurfiwyd gan y cyfuniad o galsiwm, magnesiwm, ac anionau asid cryf fel sylffad (SO₄²⁻), clorid (Cl⁻), a nitrad (NO₃⁻) (ee, CaSO₄, MgCl₂).
Mae gan yr halwynau hyn hydoddedd uchel (ee, mae hydoddedd CaSO₄ tua 2.1 g/L ar 25 gradd ), ac nid ydynt yn cynhyrchu gwaddod carbonad ar ôl berwi, a dyna pam y mae'r term "parhaol." Fodd bynnag, o dan dymheredd a gwasgedd uchel (fel mewn boeleri), mae eu hydoddedd yn gwrthdroi (yn gostwng gyda thymheredd cynyddol), gan ffurfio graddfa calsiwm sylffad caled, trwchus, sy'n fwy niweidiol.
Yn rhyngwladol, defnyddir mg/L CaCO₃ (a gyfrifir fel calsiwm carbonad) fel yr uned safonedig er hwylustod cyfrifo a chymharu.
Nid yw *Canllawiau ar gyfer Yfed-Ansawdd Dŵr* Sefydliad Iechyd y Byd yn gosod terfyn caledwch gorfodol, ond mae'n nodi y gallai'r amrediad delfrydol fod yn 60-120 mg/L, ac mae'n pwysleisio'r risg cyrydiad o galedwch rhy isel (<30 mg/L).
Mae *Safonau Ansawdd Dŵr Yfed* Tsieina yn nodi terfyn caledwch o 450 mg/L (yn seiliedig ar ystyriaethau synhwyraidd a dŵr-defnyddio offer).
Mae'r rhan fwyaf o gwmnïau dŵr yn yr Unol Daleithiau yn argymell caledwch o dan 150-200 mg/L.
Caledwch Calsiwm vs Caledwch Magnesiwm
Mae 1 mmol/L o Ca²⁺ yn cyfrannu 100 mg/L fel CaCO₃, tra bod 1 mmol/L o Mg²⁺ yn cyfrannu 122 mg/L fel CaCO₃. Mae hyn yn golygu bod ïonau magnesiwm, ar yr un crynodiad màs, yn cyfrannu at galedwch molar uwch.
Mae graddfa calsiwm carbonad (CaCO₃) yn drwchus ac yn galed, a geir yn gyffredin mewn pibellau dŵr poeth. Mae graddfa magnesiwm hydrocsid (Mg(OH) ₂) neu raddfa magnesiwm silicad yn rhyddach ac yn llithrig, ond yn fwy sefydlog ar dymheredd uchel.
Magnesium is an essential element for the human body. Studies have shown a negative correlation between magnesium content in drinking water and cardiovascular disease mortality. The World Health Organization recommends that the magnesium content in drinking water should be >10 mg/L (tua 41.5 mg/L fel caledwch magnesiwm CaCO₃).
Mae ymchwil yn dangos y gall dŵr â chymhareb màs yn agos at 2:1 (Ca:Mg) fod yn fwy buddiol i fetaboledd mwynau dynol a'i fod yn agosach at gymhareb dŵr mwynol naturiol o ansawdd uchel.