de lösliga, joniserade ämnena finns i vatten som joner, som är elektriskt laddade atomer eller molekyler. De positivt laddade jonerna kallas katjoner, och de negativt laddade jonerna kallas anjoner. Eftersom vatten är globalt neutralt elektriskt (annars skulle du få en elektrisk stöt när du lägger handen i vatten) är antalet positiva laddningar identiskt med antalet negativa laddningar. Joner kan ha en laddning eller mer, det vanligaste intervallet är 1 till 3. Joner kan endast göras av en atom, eller flera atomer kopplade permanent tillsammans, som molekyler.
exempel:
en monovalent atomkation: natriumjonen Na+
en divalent atomkation: kalciumjonen Ca++
en monovalent molekylkation: ammoniumjonen NH4+
en monovalent atomanjon: kloridjonen Cl—
en monovalent molekylär anjon: nitratjonen NO3—
en divalent molekylär anjon: karbonatjonen CO3=
en divalent komplex anjon: chromate ion CrO4=
hårdhet
bland de ämnen som löses i vatten finns hårdhet mycket vanligt. Hårdhet är ett populärt ord som huvudsakligen representerar kalcium och magnesium upplöst i vattnet; dessa joner kan fälla ut under vissa förhållanden och bilda den skala som du kanske har sett i din kokpanna, och som kan hindra rör och skadade vattenpannor. ”Mjukningen” av vatten är utbytet av hårdhetskatjonerna (Ca++ och Mg++) för en annan katjon som inte kan bilda skala eftersom den är mycket mer löslig: natriumjonen Na+.
för att mjuka upp vatten tar du ett katjonbytarharts på vilket den mobila Jonen inuti pärlorna är natrium (Na+) och du passerar det hårda vattnet genom en kolonn fylld med natriumformhartset. Hårdhetsjonerna Ca++ och Mg++ rör sig in i hartspärlorna och var och en av dessa tvåvärda katjoner ersätts av två natriumjoner som kommer ut ur hartset.