令和5年度 汚水処理特論 問7は、イオン交換に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。
イオン交換は、樹脂に固定した活性基が水中のイオンと入れ替わることで、特定のイオンを取り除く処理です。樹脂は活性基の種類で強酸性・弱酸性の陽イオン交換樹脂や強塩基性・弱塩基性の陰イオン交換樹脂に分かれ、キレート樹脂や再生、適用濃度、空間速度など幅広く問われます。引っかけの核心は、カルボキシ基を活性基とする樹脂の分類です。カルボキシ基は弱い酸なので「弱酸性」陽イオン交換樹脂であり、「強酸性」と書いたら誤りという点を見抜けるかが分かれ目です。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(1)（誤っている記述）
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ×（誤り） | カルボキシ基を活性基とする樹脂を強酸性とした点が誤りです。カルボキシ基は弱い酸なので弱酸性陽イオン交換樹脂です。 |
| (2) | ○（正しい） | キレート樹脂は微量の重金属を選択的に吸着します。正しい記述です。 |
| (3) | ○（正しい） | 硬度成分で飽和した樹脂の再生に塩化ナトリウム水溶液を使うことがあります。正しい記述です。 |
| (4) | ○（正しい） | 原水のイオン濃度が高い場合は逆浸透法などを検討するほうがよい、というのは正しい記述です。 |
| (5) | ○（正しい） | 通水速度を見掛けの接触時間の逆数（空間速度）で表すのは正しい記述です。 |
陽イオン交換樹脂は、活性基がどれだけ強い酸かで「強酸性」と「弱酸性」に分かれます。スルホ基（スルホン酸基）のように強い酸を持つものが強酸性陽イオン交換樹脂で、広いpH範囲で働きます。一方、カルボキシ基は弱い酸なので、これを活性基とする樹脂は弱酸性陽イオン交換樹脂です。選択肢(1)はカルボキシ基の樹脂を「強酸性」と分類しており、強弱を取り違えています。活性基の酸の強さと樹脂の分類を結び付けて覚えておくのが対策です。
活性基がカルボキシ基の陽イオン交換樹脂は、強酸性と弱酸性のどちら？
弱酸性です。カルボキシ基は弱い酸だからです。強酸性に分類されるのはスルホ基（スルホン酸基）を持つ樹脂です。
キレート樹脂はどんな用途に使われる？
水中の微量な重金属を選択的に吸着して取り除く用途です。多くのイオンの中から目的の重金属だけを捕まえられます。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月