1. Смолы имеют большее сродство к многовалентным, чем к одновалентным ионам, например, гранула катионообменной смолы предпочтет двухзарядный ион кальция однозарядному иону натрия.
2. При равенстве величины заряда у двух ионов смола имеет большее сродство к иону с большей молекулярной массой, например, катйонообменная смола предпочтет ион натрия иону водорода.
3. Обменный процесс обратим, и состояние установившегося на основе первых двух
правил равновесия может быть нарушено изменением концентрации раствора.
Направление потока в рабочем режиме обработки - движение сверху вниз через насадочную колонну. Катионообменная смола высвобождает ионы водорода, фиксированные на ее поверхности, в обмен на другие ионы:


Смола будет также выделять ионы натрия, захваченные ранее, предпочитая им ион магния:
Рабочий цикл, следовательно, состоит из большого числа равновесных реакций, которые происходят по всей высоте насадки катионита, в результате чего богатый многовалентными ионами слой образовывается в верхней части насадки катионообменной смолы, и со временем этот слой распространяется вглубь, вытесняя более легкие ионы в поток. Катионообменная емкость смолы сходит на нет (или исчерпывается) тогда, когда ионы натрия не могут обменяться с ионом водорода (все возможные обмены уже произошли), что приводит к «проскоку» иона натрия - он смолой уже не задерживается.

По достижении этого состояния катионообменная колонна выводится из работы и смола подвергается регенерации, как правило, хлористоводородной кислотой. Ионы загрязнений выводятся из смолы благодаря концентрационному эффекту, вызванному вводом в систему раствора, содержащего достаточное количество ионов водорода для форсирования обратных реакций: