イオン交換ってどんなこと？
イオン交換の基礎知識
イオン交換は、砂や土壌が持つ水の浄化作用を中心に地球の誕生と共に超太古より大自然の中で営まれている現象です。科学的にイオン交換現象を発見し検討したのは1850年頃H.S.Thomson、J.Spence、J.T.Wayと言われています。彼らは肥料中の硫酸アンモニウムを土壌に通すことによりアンモニア成分が除去され、代わりに硫酸カルシウムとして流出して来た現象を確認し土壌中に存在する粘土がイオン交換体の主体であることを突き止めました。
上記の現象は粘土中のカルシウムイオンと肥料中のアンモニウムイオンの交換が起きたことを示しています。このようにイオン交換とは、物質がイオン成分を取り込み、代わりに物質が持っていた他のイオン成分を放出する現象のことであり、このような作用を持つ物質をイオン交換体と言います。
イオン交換とは、接触している電解質溶液に含まれるイオンを取り込み、自らの持つ別種のイオンを放出することで、イオン種の入れ換えを行う現象または能力でございます。
「イオン」とは電荷を持った原子や分子のことですが、自然水には塩化ナトリウム（NaCl塩素の成分）などがナトリウムイオン（Na+）と塩化物イオン（Cl-）の形で溶けています。イオン交換樹脂は、直径1mm弱のプラスチックの小さな球体ですが、球体の内部にイオン交換基を持っています。このイオン交換基をあらかじめ水素イオン形にしておくことで水中のナトリウムイオンと置き換えることができます。この現象をイオン交換といいます。
水に溶解している不純物をNaClに代表させて、不純物をイオン交換によって除去して純粋とする場合を以下に説明させていただきます。
はじめに陽イオン交換樹脂は水素イオン形（R-H+）に、陰イオン交換樹脂は水酸化物イオン形（R-OH-）にしておきます。
純水装置の原理
純水装置は原水中のイオン化した電解質（Na＋など）を除去し、完全にH2Oだけの水、すなわち純水を製造する装置です。原水中の陽イオン（カチオン：Na+など）は陽イオン交換樹脂のH+と陰イオン（アニオン：Cl-など）は陰イオン交換樹脂のOH-と、それぞれイオン交換され、その結果“純水”が得られます。
樹脂は一定のイオン交換を行うと、飽和し、イオン交換能力がなくなります。このような状態になりましたら、陽イオン交換樹脂は塩酸で、陰イオン交換樹脂は水酸化ナトリウムで再生するとイオン交換能力が復活し、ふたたび純水を採水することができます。
イオン交換の流れ
STEP1
水を陽イオン交換樹脂（水素イオンH＋）を充填したカラム（筒）に通過させます。
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STEP2
陽イオン交換樹脂は交換基を保持している水素イオン(H+)を放出して、代わりに水に溶解しているナトリウムイオン（Na+）を捕まえます。
その結果、水に溶解していた塩分は薄い塩素(HCI)に変わります。放出されたH+とCl-が、次の陰イオン交換樹脂(水酸化物イオン)のつまったカラム(筒)に流れていきます。
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STEP3
次に陰イオン交換樹脂(水酸化物イオンOH-)を充填したカラム(筒)を通過させると、陰イオン交換樹脂は水酸化物イオン(OH-)を放出して水中の塩化物イオン(Cl-)を捕まえます。
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STEP4
こうして水に含まれていた不純物(NaCl等)は、H+とOH-にイオン交換されて純粋な水(純水)になります。
飽和して交換能力がなくなった陽イオン交換樹脂は塩酸で、陰イオン交換樹脂は水酸化ナトリウム溶液で再生すれば(オルガノ全国代理店にてリサイクルシステム提供)、繰り返して使用することができます。
イオン交換樹脂とは？
イオン交換樹脂は、三次元的な網目構造を持った高分子母体に、官能基（イオン交換基）を導入した合成樹脂であり、通常使用されるものは径が0.4～0.7mm程度の球状粒子になっています。
イオン交換樹脂の高分子母体としては、スチレン-ジビニルベンゼンの共重合体が最も一般的で、官能基が酸性を示す陽イオン交換樹脂と、塩基性を示す陰イオン交換樹脂に大別され、さらに導入されるイオン交換基の種類によって、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂、弱塩基性陰イオン交換樹脂、さらには重金属イオン等に選択的吸着性を有するキレート樹脂等が有ります。
イオン交換樹脂に出来ることは？
イオン交換樹脂は、イオン交換体としてイオン成分の交換が出来ることから、一般の水処理から電子産業用超純水の製造、食品分野、反応触媒など多岐に用いられています。
◆水処理
軟水の製造・純水の製造・超純水の製造
◆食品関連
焼酎の精製・糖類の精製・機能性食品(カテキンなど)の分離・精製
◆廃液処理・有価物の回収
希少金属・貴金属の回収・めっき洗浄廃水処理
◆触媒反応
エステル化触媒・加水分解
弊社で取り扱っているイオン交換樹脂
| アンバーレックス／100 Na（バラ売りOK） | 軟水用 |
| アンバーレックス／EG-4A-HG（5ℓ、17.5ℓ、25ℓ 袋売り） | 超純水製造用 |
| アンバーレックス／MB-2 新品・再生品（バラ売りOK、但し新品のみ） | 純水製造用 |
| 活性炭 15リットル、25リットル（脱塩素、除鉄、除濁） | - |
| 他にも多数ご用意してございます。 一度お問い合わせのうえ、ご確認ください。 |
