純水と脱イオン水の違いと陽イオン交換樹脂・陰イオン交換樹脂の役割について

水の浄化方法にはさまざまな技術がありますが、イオン交換樹脂を使用する方法は非常に効果的です。この技術は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を使用して水から不純物を取り除く方法です。この記事では、イオン交換樹脂を使って得られる「純水」と「脱イオン水」について詳しく解説し、これらの違いを理解します。

1. 陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の役割

陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂は、それぞれ異なる役割を果たします。陽イオン交換樹脂は水中の陽イオン（例えばカルシウムイオンやナトリウムイオン）を取り除き、陰イオン交換樹脂は水中の陰イオン（例えば塩化物イオンや硫酸イオン）を取り除きます。これらの樹脂を組み合わせて使用することで、水中のイオンをほぼ完全に除去することができます。

2. 純水と脱イオン水の違い

「純水」と「脱イオン水」は、似ているようで少し異なります。

• 純水: 純水は、可能な限り不純物を取り除いた水であり、主に水道水や地下水から塩類やミネラルを除去したものです。しかし、純水には微量のイオンや不純物が残っている場合があります。
• 脱イオン水: 脱イオン水は、イオン交換技術を使ってほぼすべてのイオンを取り除いた水で、非常に高い純度を持っています。純水よりもさらに高い純度の水が求められる用途に使用されます。

つまり、脱イオン水は純水よりもさらに純度が高い水であると言えます。

3. イオン交換法による水の処理

イオン交換法は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を使って水から不純物を取り除く方法です。これを使うと、塩類を含んだ水溶液から、ほぼすべてのイオンを除去することができます。以下のような手順で処理が行われます。

• 塩類を含んだ水溶液を陽イオン交換樹脂に通す
• 陽イオンが樹脂に取り込まれ、陽イオン交換樹脂が水中から陽イオンを除去する
• 同様に陰イオン交換樹脂で陰イオンを除去する

これにより、ほぼすべてのイオンが取り除かれた水が得られ、純水または脱イオン水が得られます。

4. 用途と実際の使用例

純水や脱イオン水は、多くの産業や研究分野で重要な役割を果たします。以下は、これらの水が使用される例です。

• 電子機器の製造: 半導体製造や電子機器の洗浄に使用されます。
• 医療・薬品分野: 医薬品の製造や検査において、純度の高い水が必要です。
• 化学分析: 高精度な化学分析では、不純物の影響を避けるために純水や脱イオン水が使用されます。

5. まとめ

陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を使用することで、塩類を含んだ水溶液から純水や脱イオン水を得ることができます。純水と脱イオン水は似ていますが、脱イオン水の方が純度が高く、より多くのイオンを取り除いた水です。これらの水は、産業や研究で重要な役割を果たしており、その使用は広範囲にわたります。