Катионообменная хроматография (КХ) основана на использовании катионообменников – материалов, имеющих отрицательно заряженные группы и способных обменять катионы в растворе на другие катионы из элуента. Катионообменники применяются для очистки растворов от примесей положительно заряженных ионов. Матрица катионообменника содержит отрицательно заряженные группы, обычно в виде карбоксильных (–COO-) или сульфо(-SO3-) групп. Когда раствор проходит через столбец с катионообменником, положительно заряженные катионы в растворе обмениваются с отрицательно заряженными группами на матрице, а примеси просто проходят через систему. Ионами кальция (Ca2+), хлора (Cl-), нитрат-ионами (NO3-) и сульфат-ионами (SO4-) можно очистить раствор при помощи катионообменной хроматографии. Катионообменники имеют высокую селективность к катионам, поэтому они могут взаимодействовать с этими ионами и значительно снижать их концентрацию в проходящем через столбец растворе. Например, катионообменная хроматография может использоваться для удаления ионов кальция из растворов, таких как вода для инъекций или пищевые добавки, чтобы предотвратить образование нерастворимых отложений или улучшить качество финального продукта. Примером может служить и использование катионообменной хроматографии для удаления нитрат-ионов из питьевой воды. Нитраты могут находиться в воде как примесь из-за загрязнения окружающей среды или быть продуктом микробного разложения азотсодержащих органических соединений. Высокая концентрация нитратов в питьевой воде может быть вредной для здоровья, особенно для детей. Катионообменная хроматография может эффективно удалить нитраты из питьевой воды, обменяв их на другие катионы, такие как калий или натрий, которые могут быть безопасными для потребления. Таким образом, с помощью катионообменной хроматографии можно очистить раствор от ионов кальция, хлора, нитрат-ионов и сульфат-ионов. Применение катионообменной хроматографии в зависимости от условий эксперимента может быть эффективным методом для удаления этих примесей из различных растворов.