Les substances ionisées solubles sont présentes dans l’eau sous forme d’ions, qui sont des atomes ou des molécules chargés électriquement. Les ions chargés positivement sont appelés cations et les ions chargés négativement sont appelés anions. Parce que l’eau est globalement neutre électriquement (sinon vous auriez un choc électrique lorsque vous mettiez votre main dans l’eau), le nombre de charges positives est identique au nombre de charges négatives. Les ions peuvent avoir une ou plusieurs charges, la plage la plus habituelle étant de 1 à 3. Les ions peuvent être constitués d’un seul atome, ou de plusieurs atomes liés en permanence, comme des molécules.
Exemples :
Un cation atomique monovalent : l’ion sodium Na +
Un cation atomique divalent : l’ion calcium Ca++
Un cation moléculaire monovalent : l’ion ammonium NH4 +
Un anion atomique monovalent : l’ion chlorure Cl—
Un anion moléculaire monovalent : l’ion nitrate NO3—
Un anion moléculaire divalent : l’ion carbonate CO3 =
Un anion complexe divalent: l’ion chromate CrO4=
Dureté
Parmi les substances dissoutes dans l’eau, on trouve très couramment la dureté. La dureté est un mot populaire pour représenter principalement le calcium et le magnésium dissous dans l’eau; ces ions peuvent précipiter dans certaines conditions et former l’échelle que vous avez peut-être vue dans votre casserole bouillante, et qui peut obstruer les tuyaux et les chaudières à eau endommagées. Le « ramollissement » de l’eau est l’échange des cations de dureté (Ca++ et Mg++) contre un autre cation qui ne peut pas former de tartre car il est beaucoup plus soluble: l’ion sodium Na+.
Pour adoucir l’eau, on prend une résine échangeuse de cations sur laquelle l’ion mobile à l’intérieur des billes est du sodium (Na+) et on fait passer l’eau dure à travers une colonne remplie de résine de forme sodique. Les ions de dureté Ca++ et Mg++ se déplacent dans les billes de résine et chacun de ces cations divalents est remplacé par deux ions sodium sortant de la résine.