Ανταλλαγή κατιόντων

Η προσρόφηση των ιόντων δεν είναι μία διαδικασία στατική, αλλά αντίθετα μάλιστα τα προσροφημένα ιόντα μπορούν να μεταφερθούν στο διάλυμα και κάποια ιόντα να προσροφηθούν από τα εδαφικά κολλοειδή. Η ιοντική ανταλλαγή εξαρτάται κυρίως από τη συγκέντρωση του διαλύματος και από το σθένος των εναλλασσομένων ιόντων, ενώ επηρεάζεται και από τη θερμοκρασία. Τα φαινόμενα αυτά δεν είναι τόσο απλά, αρκετοί ακόμα παράγοντες υπεισέρχονται και επηρεάζουν το ποια ιόντα είναι αυτά που θα προσροφηθούν - ανταλλαγούν, σε ποιες ποσότητες, με ποια ταχύτητα και πότε θα γίνει αυτό.

Αρκετοί ερευνητές προσπάθησαν να αναπτύξουν εξισώσεις, οι οποίες κάτω από ένα θεωρητικό υπόβαθρο να περιγράφουν το φαινόμενο της ανταλλαγής των κατιόντων. Η περισσότερη χρησιμοποιημένη εξίσωση είναι η εξίσωση Gapon, που βασίζεται στην κλασσική θεωρία της χημικής κινητικής² και αναφέρει ότι η σύσταση των προσροφημένων κατιόντων εξαρτάται από τη συγκέντρωση και τη σύσταση των κατιόντων στο εδαφικό διάλυμα και δίνεται από τη σχέση Α_e/B_e = c ([A_s]^1/a / [B_s]^1/b). Η εξίσωση του Gapon δείχνει ότι η προσρόφηση είναι μεγάλυτερη στα μεγαλύτερα στα μεγαλύτερουθ σθένους κατιόντα και ότι αυτή η εκλεκτικότητα αυξάνει όσο πιο αραιό γίνει το εδαφικό διάλυμα.