●イオン交換【イオンこうかん】

ある種の物質をイオンを含む電解質の溶液に触れさせておくと，その物質中のイオンが溶液に出て，またそれと当量の同種イオンが溶液中からその物質に取込まれる現象がみられる。この現象をイオン交換といい，この種の物質をイオン交換体という。陰イオンが交換するときは陰イオン交換，陽イオンが交換するときは陽イオン交換という。古くから土壌，ゼオライトなどがイオン交換することが認められていたが，イオン交換樹脂の合成により，応用面が著しく拡大された。水の精製，工業廃水処理，イオンの分離・精製などに広く利用されている。

電解質溶液中に置かれた物質がイオンを放出し、代わりに溶液中のイオンを取り込む現象。この作用を示す物質をイオン交換体といい、イオン交換樹脂やゼオライトがある。

　固体相にある高分子のイオン交換体が保持しているイオンと，移動相にあるイオンが交換すること．例えば，イオン交換体のH^＋と水相のNa^＋が交換すると実際は移動相のNaCl溶液がHCl溶液になるというように観察される．

イオン交換体と呼ばれる物質と電解質溶液が接触することにより，その物質中に結合していたイオンが溶液中のイオンと交換する現象をいう。水中の特定イオンの分離として着目され，純水の製造，廃液中からの有価イオンの回収，濃縮，糖液精製，アミノ酸，抗生物質等の精製，核燃料サイクルにおける分離等に利用されており，化学工学の一つの単位操作となっている。イオン交換は電気的に同種の，かつ等量のイオンの間で生じる現象であり，正電荷をもつイオンすなわち陽イオンを交換する場合を陽イオン交換，逆の場合を陰イオン交換という。

ある物質の中に含まれているイオンが、その物質と接触している溶液にそのイオンを放出し、かわって溶液中から別のイオンを取り込む現象。交換反応は平衡反応であり、イオン交換を行う物質の本体（イオン交換体）をRとすると、
　　R^-M⁺+M⁺R^-M⁺+M⁺
あるいは
　　R⁺X^-+X^-R⁺X^-+X^-
のような平衡（イオン交換平衡）が成立するといわれている。［岩本振武］

イオン交換体

イオン交換体は一般に多孔性物質であり、天然に存在するものも合成によってつくられるものもある。土壌を構成する成分には、無機性および有機性のイオン交換体があり、植物への栄養補給に重要な役割を果たしている。粘土鉱物や沸石(ふっせき)にはイオン交換機能があり、合成ゼオライトは工業的に利用されている。無機イオン交換体は耐熱性や耐放射線性に優れているが、交換容量に乏しく、合成樹脂にイオン交換機能をもたせたイオン交換樹脂が多用されている。石炭を硫酸処理したものは天然の有機性イオン交換体となるが、あまり用いられてはいない。［岩本振武］

イオン交換装置

分析用、医用、工業用などの純水を製造するために、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を組み合わせたイオン交換装置が利用される。硬水を軟化する程度のものから、きわめて純度の高い水を得るものまでが実用化され、逆に溶存イオンを回収する目的に使われることもある。イオン交換樹脂は粒状に加工されるのが普通であるが、膜状あるいは液状にして利用されることもある。［岩本振武］

解離基を含む不溶性の物質(イオン交換体)の解離基と可動性の対イオンとの可逆的な結合-解離によって対イオンを交換する現象．イオン交換体が正の電荷を有する場合，対イオンの電荷は負である．このようなイオン交換体は陰イオンを交換し，陰イオン交換体とよばれる．同様に，イオン交換体が負の電荷を有する場合は，陽イオンを交換する能力があり，したがって陽イオン交換体とよばれる．吸着の面からみればイオン交換現象は界面動電電位がきわめて大きい典型的な異極性吸着によるイオン交換である．