イオン交換樹脂の再生

質問

過去に同じ質問がされていたらすみません。イオン交換樹脂の再生過程において高濃度の塩水を通水することで樹脂に蓄えられたCa2+、Mg2+がNa+と置換され排出されるということですが、この原理について詳しく知りたいです。調べても当然こうなりますというような記述しか見つけきれませんでした。
交換性順位の低いものでも高濃度であれば逆の反応が起こるということなのでしょうか? この反応原理の詳しい解説や式などが知りたいのですが、どなたかご教授お願いします。また、参考になる文献や書籍などがございましたら是非教えていただきたいです。よろしくお願いします。

回答No.1

noname#160321

お知りになりたいのは陽イオン交換樹脂のようですので、それで説明します。
イオン交換樹脂中には酸残基（スルホン酸基Ｒ-ＳＯ3^-が典型的)があり、その付近に陽イオンが電荷で引かれ合ってまとわりついています。
そこへ電解質溶液を流し込みます。すると陽イオン同士が酸残基近くで出会うことになります。
後は「数」と「強さ」の算数だけ。
例えばＣa2+のところに数倍の数のＮa+イオンが来ると、いくらかのＣa2+イオンが外れて行きます。
それを幾度も繰り返すうちに次第にＣa2+の数は減りＮa+の数が増えていきます。これが「数」。
一方「強さ」の方はこれも所詮は数に還元できます。
どちらかのイオンが樹脂に二倍強く吸着されるとしても、弱い方のイオンの数が二倍なら競争は互角。
ですから大量のＮa+イオンを流してやれば、最後には全部Ｎa+に置き換わります。
これらの考え方は「平衡」で議論できます。
後は段数、これは化学工学的の考え方で理論的な予想が出来ますが、今は要らないでしょう。
m(_ _)m