az oldható, ionizált anyagok ionok formájában vannak jelen a vízben, amelyek elektromosan töltött atomok vagy molekulák. A pozitív töltésű ionokat kationoknak, a negatív töltésű ionokat anionoknak nevezzük. Mivel a víz elektromosan globálisan semleges (különben áramütést kapna, ha vízbe teszi a kezét), a pozitív töltések száma megegyezik a negatív töltések számával. Az ionok töltése egy vagy több lehet, a leggyakoribb tartomány 1-3. Az ionok csak egy atomból készülhetnek, vagy több atom, amelyek állandóan összekapcsolódnak, mint a molekulák.
példák:
a monovalens atomi kation: a nátrium—ion Na+
a kétértékű atomi kation: a kalcium—ion Ca++
a egyértékű molekuláris kation: az ammónium-ion NH4+
a egyértékű atomi anion: a klorid-ion Cl –
a monovalens molekuláris anion: a nitrátion NO3 –
a kétértékű molekuláris anion: a karbonát ion CO3=
kétértékű komplex anion: a kromátion CrO4=
keménység
a vízben oldott anyagok közül a keménység nagyon gyakori. A keménység egy népszerű szó, amely elsősorban a vízben oldott kalciumot és magnéziumot képviseli; ezek az ionok bizonyos körülmények között kicsapódhatnak, és olyan skálát képezhetnek, amelyet a forrásban lévő serpenyőben láthattak, és amely elzárhatja a csöveket és a sérült vízkazánokat. A víz “lágyulása” a keménységi kationok (Ca++ és Mg++) cseréje egy másik kationra, amely nem képes skálát képezni, mert sokkal jobban oldódik: a na+nátriumionra.
a víz lágyításához vegyen egy kationcserélő gyantát, amelyen a gyöngyök belsejében lévő mobil ion nátrium (Na+), és a kemény vizet egy nátrium formájú gyantával töltött oszlopon adja át. A Ca++ és Mg++ keménységi ionok a gyantagyöngyökbe kerülnek, és ezeket a kétértékű kationokat a gyantából kilépő két nátriumion váltja fel.