离子交换反应动力学速度不像溶液中离子交换反应速度那样快。因为离子交换树脂与溶液接触进行的离子交换反应,不仅发生在离子交换树脂颗粒表面,更主要的是在离子交换树脂颗粒内部进行。当溶液中的交换离子扩散到离子交换树脂表面后,还需要经过5个步骤,才能完成一个交换过程:(1)溶液中的交换离子达到离子交换树脂和溶液形成的表面膜后,再向这层膜内进行扩散,称为膜扩散;(2)交换离子到达离子交换树脂后,继续在离子交换树脂颗粒内部进行扩散,称为粒扩散;(3)发生交换反应;(4)交换下来的离子在离子交换树脂内扩散,扩散到离子交换树脂颗粒表面;(5)交换下来的离子继续扩散穿过颗粒表面膜,进入溶液。
在离子交换树脂交换位置上的实际交换速度是较快的,但离子扩散速度较慢,尤其是溶胀的离子交换树脂呈凝胶状,密度大,使离子的扩散速度变得更为缓慢,这就是离子交换反应比溶液离子互换反应速度慢的主要原因。
影响离子交换反应速度的还有离子交换树脂种类、交换离子、离子浓度、搅拌作用及作业温度等因素。一般凝胶离子交换树脂的交联度增加,交换速度会明显下降。大孔径离子交换树脂内部的微孔既多又大,其表面积也大,活性中心多,这种例子交换树脂的交换速度快,在增加其交联度时,虽然也会降低交换反应速度,但不很明显。一般而言,在进行离子交换时,提高溶液中交换离子浓度和温度,加强搅拌作用,都会使离子交换反应速度变快。