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離子交換作用是一種稱為離子交換劑的物質來進行的，這種物質在溶液中能以所含的可交換離子與溶液中的同種符號的離子進行交換，離子交換樹脂是一種高分子的聚合物，它與其它離子交換劑相比具有如下特點：

（1）    交換容量高

（2）    外形為球狀顆粒，水流阻力小。

（3）    機械強度高。

（4）    化學穩(wěn)定性高。

  因此離子交換樹脂已成為目前最普遍采用的離子交換材料，以氯化鈣代表水中的無機鹽，水質除硬的基本反應可以用下列方程式表達：

 鈉離子交換柱：2R-Na+CaCl₂  →  2R-Na+NaCl

由此看出，水中的鈣離子已被樹脂上的鈉離子所取代，因此達到了去除水中硬度離子的作用。