rozpuszczalne, zjonizowane substancje występują w wodzie jako jony, które są elektrycznie naładowanymi atomami lub cząsteczkami. Dodatnio naładowane jony nazywane są kationami, a ujemnie naładowane jony nazywane są anionami. Ponieważ woda jest globalnie neutralna elektrycznie (w przeciwnym razie doznałbyś porażenia prądem po włożeniu ręki do wody), liczba ładunków dodatnich jest identyczna z liczbą ładunków ujemnych. Jony mogą mieć jeden ładunek lub więcej, przy czym najczęściej zakres wynosi od 1 do 3. Jony mogą składać się tylko z jednego atomu lub kilku atomów połączonych ze sobą na stałe, jak cząsteczki.
przykłady:
monowalentny kation atomowy: jon sodu Na+
dwuwartościowy kation atomowy: jon wapnia Ca++
monowalentny kation cząsteczkowy: jon amonowy NH4+
monowalentny anion atomowy: jon chlorkowy Cl—
monowalentny anion cząsteczkowy: jon azotanowy No3—
dwuwartościowy anion cząsteczkowy: węglan jon CO3=
a dwuwartościowy anion kompleksowy: jon chromianowy CrO4=
twardość
wśród substancji rozpuszczonych w wodzie twardość jest bardzo powszechnie spotykana. Twardość jest popularnym słowem oznaczającym głównie wapń i magnez rozpuszczone w wodzie; jony te mogą wytrącać się w pewnych warunkach i tworzyć skalę, którą mogłeś zobaczyć w swojej patelni wrzącej, a która może blokować rury i uszkodzone kotły wodne. „Zmiękczenie” wody polega na wymianie kationów twardości (Ca++ I Mg++) na inny kation, który nie może tworzyć skali, ponieważ jest znacznie bardziej rozpuszczalny: jon sodu Na+.
aby zmiękczyć wodę, bierzesz żywicę kationowymienną, na której ruchomym Jonem wewnątrz kulek jest sód (Na+) i przepuszczasz twardą wodę przez kolumnę wypełnioną żywicą sodową. Jony twardości Ca++ i Mg++ przenoszą się do kulek żywicy, a każdy z tych dwuwartościowych kationów jest zastępowany przez dwa jony sodu wydostające się z żywicy.