Intercambio ionico

El agua es, aparentemente, cosa sencilla: es un líquido compuesto de moléculas de agua (fórmula H2O). No obstante, sabe que esta simplificación no vale, y que la realidad es más compleja. Si no, ¿porqué cree que los vendedores de agua embotellada hablan tanto de los beneficios de su mineralización?
Todas las aguas naturales contienen sustancias extrañas en pequeñas cantidades. El agua del río,del pozo, del grifo en su casa, no es solo H2O, sino contiene:
Sustancias sólidas insolubles, como arena o fragmentos vegetales. En principio se pueden filtrar.
Compuestos solubles, que generalmente no se ven y no se pueden filtrar. Estos compuestos tienen una origen mineral o orgánica, pueden ser ionizadas (cargadas eléctricamente) o no.
Los compuestos solubles no ionizados existen en el agua enla forma de moléculas de tamaño y de fórmula variables, por ejemplo:
El gas carbónico (las burbujas de su agua con gas) es una molécula pequeña con una fórmula sencilla: CO2.
El azúcar (sacarosa) es una molécula más grande con fórmula complicada abreviada C12H22O11. ¿Desea lafórmula completa en tres dimensiones? No obstante, los azúcares no se fijan en resinas intercambiadoras de iones.
Si deseaeliminar del agua estas sustancias extrañas, lo puede hacer con intercambio iónico, siempre que sean ionizadas.
IONES

Las sustancias solubles ionizadas disueltas en agua están presente como iones, que son átomos o moléculas llevando cargas eléctricas. Los iones con carga positiva se llaman cationes, los con carga negativa aniones. Puesto que el agua es globalmente neutral eléctricamente — si no lofuese, sufriríamos un choque eléctrico cuando sumergimos nuestra mano en el agua — el número de cargas positivas y negativas debe ser exactamente igual.
Los iones pueden llevar una carga o más, generalmente entre 1 y 3. Los iones pueden ser un átomo solo (iones monoatómicos) o una combinación de varios átomos juntos (poliatómicos), como moléculas.
Ejemplos:
Un catión monovalente monoatómico: elion sodio Na+
Un catión divalente de un monoatómico: el ion calcio Ca++
Un catión monovalente poliatómico: el ion amonio NH4+
Un anión monovalente monoatómico: el ion cloruro Cl–
Un anión monovalente poliatómico: el ion nitrato NO3–
Un anión divalente poliatómico: el ion carbonato CO3=
Un anión divalente poliatómico complejo: el ion cromato CrO4=
El catión trivalente monoatómico aluminio Al+++ noexiste sino en soluciones muy ácidas, no en agua "normal".
No hay aniones di o trivalentes monoatómicos en agua normal.
Los iones no están fijos: se mueven en el agua, y no están atados a iones de carga opuesta. Sin embargo, lasuma de las cargas de los cationes y de los aniones es idéntica. La figura 1 representa esquemáticamente iones en agua.

Figura 1: Los iones no están atados en agua. La sumade las cargas es constante.
El intercambio iónico
Impurezas en el agua
Como lo vimos antes, el agua contiene pequeñas cantidades de materias extrañas. En muchos casos, estas materias no producen ningún problema. Es mejor beber agua con una cierta salinidad y no agua ultra-pura (desmineralizada). No obstante, estas sustancias son consideradas como impurezas en ciertas aplicaciones y deben sereliminadas.
Materias insolubles (arena etc.) se pueden separar por filtración. Existen varias tecnologías de filtración, hasta la ultrafiltración que puede eliminar partículas de menos de una micra. Materias solubles, por el otro lado, necesitan otras técnicas.Las sustancias solubles ionizadas se pueden eliminar por intercambio iónico.
Procesos básicos de intercambio iónico 
en el tratamiento de aguaIntroducción
Varias tecnologías de intercambio iónico existen para tratar aguas:
Ablandamiento (o suavización, eliminación de la dureza)
Descarbonatación (eliminación del bicarbonato)
Descationización (eliminación de todos los cationes)
Desmineralización (eliminación de todos los cationes y aniones)
Lecho mezclado o lecho mixto, pulido final
Eliminación de nitratos
Eliminación selectiva de varios...