Ionenaustauscher
Ionenaustauscher sind Feststoffe, die aus einer Lösung Ionen entfernen und dafür eine gleich große Menge anderer Ionen in die Lösung abgeben.
Die zum Ionenaustausch befähigten Stoffe tragen an einem hochmoleklaren Gerüst (Matrix) elektrisch geladene Gruppen (Festionen). Die Elektroneutralität wird durch eine entsprechende Menge von Gegenionen gewährleistet. Diese Gegenionen sind je nach Austauschertyp mehr oder weniger frei beweglich.
Nach der Ladungsart der Gegenionen unterscheidet man Kationen- und Anionenaustauscher. Amphotere Austauscher können beide Ionenarten austauschen.
Die Ionenaustauscher sind poröse Stoffe, von Kanälen und Hohlräumen durchzogen und zur Aufnahme von Lösungsmittel fähig (Quellung).
Anorganische Ionenaustauscher
Der Ionenaustausch wurde an mineralischen Stoffen entdeckt. Im Boden vorhandene Tone können Calcium- und Magnesiumionen gegen Kalium- und Ammoniumionen austauschen.
Organische Ionenaustauscher
Organische Ionenaustauscher enthalten als Matrix Polystyren, welches bei der Synthese durch den Zusatz bestimmter Mengen Divinylbenzen vernetzt wurde.

Kationen und Anionenaustauscher
Das Leitungswasser durchläft zuerst den Kationenaustauscher, an dem die Kationen gegen Wasserstoffionen ausgetauscht werden. Anschließend werden im Anionentauscher die Säureanionen gegen Hydroxidionen (OH--Ionen) ausgetauscht. Wasserstoffionen und Hydroxidionen rekombinieren zu Wasser.
Regeneriert wird mit Natronlauge (Anionenaustauscher) und Salzsäure (Kationenaustauscher)
Das Resultat ist demineralisiertes Wasser.
Genügt enthärtetes Wasser den Ansprüchen und ist die Regeneration in den Händen von nicht ausgebildeten Personen, so wird besser mit Kochsalz regeneriert.
In diesem Fall werden Kationen gegen Natrium-Ionen getauscht und Anionen gegen Chlorid-Ionen. Das Wasser enthält dann an Stelle der Härtebildner eine gleichwertige Menge (nicht störendes) Kochsalz.