陽イオン交換樹脂

質問

陽イオンが交換される仕組みがよくわかりません。
http://piano.chem.yamaguchi-u.ac.jp/kiho/ken/koukanmaku/koukan.html
こちらのHPを参考にして考えたのですが、こちらのHPだと
Na+とH+の濃度差がゲルの内外で同じになったらそれ以上進まなくなってしまうと思うのですが、たとえば海水をイオン交換するとかなり真水にちかくなるはずなので、この説明だけでは不十分だと思いました。
実際はこのほかにどのようなことがおこっているのでしょうか？
また、この説明だと、ゲルの外で塩酸が出来てしまいますが、強酸は塩の状態になりたがっているので、このようにHClにはなりにくいのではないでしょうか？

回答No.1

DexMachina

> 強酸は塩の状態になりたがっているので、このようにHClにはなりにくいのではないでしょうか？

リンクを張られているページでも説明されているスルホン酸型の陽イオン交換樹脂の酸としての強さは、概ね硫酸並みです。
つまり、陽イオン交換樹脂は硫酸と同様、「塩の状態になりたがっている」といえます。
そのため、溶液の陰イオン(例えばＣｌ^-)とイオン交換樹脂の-ＳＯ3Ｈとの間で、陽イオン(例えばナトリウム)の取り合いになります。

> Na+とH+の濃度差がゲルの内外で同じになったらそれ以上進まなくなってしまう

boaikoさんの言う通りで、イオン交換樹脂をある程度以上使い続けたり、塩濃度の高い溶液を通すと、陽イオンの交換は充分ではなくなります。
そのため、イオン交換を何回か繰り返したり、希塩酸などを流して交換した陽イオンを放出させて陽イオン交換樹脂の能力を復活させたりしています。

また、陽イオン交換樹脂に通すだけでは、陰イオンが残って液性が酸性になってしまうので、陰イオン交換樹脂によって陰イオンの除去も行います。
こうして、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の双方を使うことで、海水から真水をつくることができます。