主題大綱

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  • イオン交換樹脂によるイオン交換水の製造

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      　イオン交換樹脂とは、樹脂表面が帯電していて、水中のイオン成分を引き寄せる能力を有する樹脂のことです。下図の左は、樹脂表面がプラスに帯電していて陰イオンを引き寄せる「陰イオン交換樹脂」です。下図の右は、樹脂表面がマイナスに帯電していて陽イオンを引き寄せる「陽イオン交換樹脂」です。






    • 　陰イオン交換樹脂の使用例を下に記します。

      　まず、陰イオン交換樹脂に高アルカリ溶液（水酸化ナトリウム溶液など）を流します。

      　アルカリ溶液中の水酸化物イオンが樹脂表面を全て覆います。

      　陰イオン（この場合は、水酸化物イオン）は樹脂表面にくっついたり（吸着したり）、離れたり（脱離したり）しています。

      　今は、樹脂の周囲には水酸化ナトリウム溶液しかないので、樹脂は水酸化物イオンに覆われたままです。




      　つぎに、イオン交換樹脂を充てんしたカラムに水道水を流してみます。

      　水道水には、様々な不純物が含まれていて、塩化物イオンや硝酸イオンも存在します。陰イオン交換樹脂への吸着力は、おおよそ、質量の大きなイオンの方が強いのです。水酸化物イオンは、吸着力が一番弱い部類の陰イオンなのです。

      　すると、水道水中に含まれる吸着力の強い陰イオンが樹脂表面に吸着します。イオン交換樹脂のカラムの下流からは、陰イオンをほとんど含まない水が出てきます。





      　イオン交換樹脂カラムは、永く不純物イオンを取り除くことはできません。樹脂表面が不純物イオンで覆い尽くされてしまえば、それ以上、水中の不純物イオンを取り除くことはできません。そんなときは、濃いめの水酸化ナトリウム溶液を流してやります。吸着力は塩化物イオンや硝酸イオンの方が強いのですが、それらも完全に吸着しているわけではありません。くっついたり、離れたりしています。周囲に大量の水酸化物イオンが存在すれば、不純物イオンが吸着する確率が下がってきます。その結果、イオン交換樹脂を再び水酸化物イオンで覆うことができるのです。これが、カラムの再生です。



      　上の例では、陰イオン交換樹脂だけを説明しましたが、その下流に陽イオン交換樹脂を充てんしたカラムを接続してやれば、陰イオンと陽イオンの両方を取り除くことができます。これから得られる水のことを、「イオン交換水」とよびます。

      　スーパーでイオン交換水を配布しているのを見たことがあると思います。あれです。