Jonski izmenjivaci su gline ili jos češće, prirodne ili sinteticke smole, nerastvorne u vodi i organskim rastvaračima, koje sadrze kiselu (-SO3H, -COOH) ili baznu (-OH, -NH3OH) grupu. U određenim uslovima ove grupe se mogu zameniti nekim katjonima, odnosno anjonima. Prema tome koji joni ucestvuju u procesu izmene, jonoizmenjivačke smole mogu biti katjonski (katjoniti) i anjonski (anjoniti) izmenjivači.
Katjonski izmenjivači se sastoje od polimernog anjona (X-) i aktivnog katjona (K+), a anjonski izmenjivaci od polimernog katjona (Y+) i aktivnog anjona (A-). Uopštena katjonska i anjonska izmena može se predstaviti na sledeci način:
K+(rastvor) + H+X- <---> K+X- + H+(rastvor) A-(rastvor) + Y+OH- <---> Y+A- + OH-(rastvor)
Ukoliko imamo uslove u toku izmene da se ravnoteža skoro sasvim pomeri u desno, jon K+, tj. A-, se potpuno veze za čvrst katjonski, tj. anjonski izmenjivač.
Da se događa izmena jona između čvrste supstance (prirodnog materijala) i rastvora soli, uočeno je u zemljinom tlu perkolacijom vode kroz slojeve zemlje. Ovaj proces je hemijske prirode i vrse ga uglavnom silikati alkalnih metala, zemnoalkalnih metala i aluminijuma prisutnih u zemlji. To je prirodni proces i iskorišćen je kasnije u industriji za omekšavanje tvrdih voda upotrebom prirodnih ili veštackih zeolita:
Ca++(rastvor) + Na2-Zeolit <---> Ca-Zeolit + 2Na+ (rastvor)
Posto reakcija ide u oba smera, kada se rastvor (koji sadrzi višak Na+) propusti kroz kolonu nagrađenog zeolita kalcijuma (Ca-Zeolit), kalcijumovi joni se mogu ponovo zameniti natrijumovim, pa to zovemo regenerisanjem jonskog izmenjivaca.
Dakle, zeoliti su prirodni jonoizmenjivači i bruto hemijska formula koja ih približno opisuje bila bi: Na2Al2H4(SiO4)3. Oni se mogu koristiti i u akvaristici ne samo za omekšavanje vode, već i iz razloga što imaju sposobnost uklanjanja nekih nepoželjnih jona. Na ovaj način se dobija demineralizovana voda.
Preuzeto sa: http://www.beke.co.nz/threads/jonski-izmenjivaci.1373/