H24年 汚水処理特論 問10 問題と解説

再生直後の強酸性陽イオン交換樹脂へ1mmol/LのNaCl溶液を通水したところ、1m³通水した時点でNaClを十分に交換できなくなった。再生直後の同じ樹脂に1mmol/LのMgCl₂溶液を通水すると、Mg²⁺を十分に交換できなくなるまでに通水できる水量(m³)はいくらか。

1. 0.25
2. 0.5
3. 1
4. 2
5. 4

　解 説　　　　

陽イオン交換樹脂は、水中に含まれるNa⁺やCa²⁺、Mg²⁺などの金属分と樹脂に含まれるH⁺とを交換することで、水中の金属を除いて純水に変えます。

Na⁺とH⁺はどちらも1価(+がひとつ)なので、1：1で交換しますが、Mg²⁺の場合は2価なのでMg²⁺1つに対してH⁺2つ消費します。

よって、MgCl₂溶液はNaCl溶液と比べて倍のH⁺を消費するので、通水できる水量は半分の0.5m³となります。