ソフトウォータークラブTOP > 軟水とは？ > 軟水器を通すと、なぜナトリウムが増えるの？（超簡単化学）
軟水器を通すと、なぜナトリウムが増えるの？（超簡単化学）
軟水器のフィルターにあたるのが「イオン交換樹脂」です。
浄水器でいう「活性炭」にあたる部分ですね。
その「イオン交換樹脂」には、大きく４種類あって、それぞれ捕まえられる物質が違います。
家庭で使う一般的な軟水器には「Ｎａ型強酸性陽イオン交換樹脂」という種類を使います。
（難しいので覚えなくてＯＫです）
※紛らわしいものに「”Ｈ型”強酸性陽イオン交換樹脂」というのがあるので、もし手作りなどで樹脂を購入するときは、それと間違えないように注意してくださいね。
家庭用軟水器のイオン交換樹脂は、
『硬度（Ｃａ・Ｍｇ）をつかまえて、代わりにナトリウム（以下Ｎａ）を放す』
というタイプになります。
イオン交換樹脂は、ぱっと見たところ、ビーズのような小さくて丸いツブツブです。
それを拡大すると、実はたくさんの手をもっています。
その手の１つ１つに「イオンを１個」つかむことができます。
１個しかつかめないので、何かをキャッチしたら、何かを放さなきゃいけないんですね。
イオン交換樹脂が新品のときは、１つの手に１個のＮａイオンをつかんでいます。
そこに硬水（Ｃａ・Ｍｇ）を通過させると、今まで持っていたＮａを放してしまうんです。
どうしてでしょうか？
そこで「イオン」というものの特徴の話（化学）になります。
イオンには「１価」とか「２価」とか言って、持っている電子の数に違いがある・・・という話は、高校化学の授業で習った方も多いと思います。
そして、イオンには「よりくっつきやすいイオン」「くっつきにくいイオン」もあります。
その話は、ここでは詳しく触れません。
（ご興味ある方は、化学系の本を見てみてください）
Ｃａ・Ｍｇは「２価」であり、くっつきやすいタイプのイオン。
Ｎａは「１価」であり、くっつきにくいタイプのイオン。
だから、硬水→軟水になるときには、Ｃａ・Ｍｇをキャッチして、Ｎａを放すんですね。
【すごーく噛み砕いて説明します】
「Ｃａ・Ｍｇ」＝ブランド物のボストンバック（両手でなければ持てない）
「Ｎａ」＝安物のハンドバック（片手で持てる）
という設定です。
最初、片手に１個（両手に２個）のハンドバックをもって道を歩いていたあなた。
しかし、ブランド物のボストンバックが道に落ちていました！
慌てて、２個のハンドバックをポイポイッ！と捨てて、両手で１個のボストンバッグをガッチリ掴みました・・・
----------------------
ここまでの話を、化学式にしてみます。
（Ｒ＝イオン交換樹脂です）
２Ｒ－Ｎａ+ ＋ Ｃａ2+ → ２Ｒ－Ｃａ2+ ＋ ２Ｎａ+
----------------------
ここから先は、増えてしまうＮａの話。
軟水器を通すと、Ｎａが増えてしまう・・・それって、健康に良くないんじゃない？
そんな質問を、よくいただきます。
そこで「ごく微量しか増えないので、大丈夫ですよ」とお話してきました。
その「ごく微量」というのは、一体どのくらいか？
「軟水器通過→硬度の半分がＮａに置き換わる」という法則にしたがって、
「もともとの硬度÷２」＋「もともと入っていたＮａ」 ＝ 「軟水器を通過した後のＮａ量」
となります。
その”もともとの硬度の１／２”という数字の理由は、上記の化学式にあてはめると、説明ができます。
軟水器は、Ｃａ・Ｍｇイオンを１個キャッチすると、Ｎａイオンを２個放します。
数だけ見ると、２倍の量が増えてしまう・・・と思うのですが、実はそうではありません。
Ｃａ・Ｍｇイオンと、Ｎａイオンのサイズ（原子量）は違うからです。
（いわゆる”モル濃度”の話です・・・これも、化学の本をご参照くださいませ）
軟水器を通って、イオン交換樹脂にＣａ・Ｍｇイオンがキャッチされた・・・
それと「同じ量の」Ｎａイオンが放される・・・
すると、モル濃度の関係上、ちょうど「硬度の約半分」になるんです。
（ぴったり半分ではなく、正確には半分弱くらいです。ＣａとＭｇの比率でも変わります）
【先ほどのバッグの例にあてはめてみると？】
見事に高級ブランドのボストンバッグを手に入れたあなた。
しかし、そのバッグの重さは２０ｋｇもあったのです。
それに比べて、ハンドバッグは１個５ｋｇ。
両手で２個持っても、１０ｋｇしかありませんでした。
バッグの個数は２倍だったけれど、重さは１／２だった・・・。
----------------------
では、ラストです。再生のお話。
イオン交換樹脂が、Ｃａ・Ｍｇをキャッチし続けるのにも、限界があります。
すべての手がＣａ・Ｍｇをつかみ終わってしまうときが来るのです。
すると、軟水器を通しても、硬水が硬水のまま出て行ってしまい、意味がありません。
そうなったときを「硬度もれ」といいます。
硬度もれしたら、塩水を使ってイオン交換樹脂を洗浄します。
塩水につけると、また最初のように、イオン交換樹脂の手にはＮａがつかまれて、新品の状態になります。
このことを「イオン交換樹脂の再生」といいます。
では、なぜ塩水がくると、Ｃａ・Ｍｇを放してしまうのでしょうか？
理由は、塩水の「濃度」にあります。
たくさんのＮａが含まれる、高濃度の塩水がくると、イオン交換樹脂はＮａをキャッチしてしまうのです。
【先ほどのバッグの例にあてはめてみると？】
ボストンバッグを１個、両手で持って歩いていたあなた。
歩いていくうちに、大都会にやってきました。
たくさんの人がいて大混雑。
しかも、皆があなたが捨てた「ハンドバッグ」を持っています。
流行に敏感なあなたは、慌ててボストンバッグを捨て、ハンドバッグを２個持ち直しました・・・
----------------------
再生で使う塩水の濃度は、１０％がもっとも効率が良いといわれています。
なめるとかなり塩辛く感じる濃度です。
塩水を通過させたあと、樹脂のあいだに余分な塩分が残ってしまうので、最後に真水ですすいだら「再生」は終了です。
つまり「軟水器には塩を入れるから、しょっぱい水が出てくるの？」というご質問もありますが、それはまったくありません。
また、軟水器を使って増えたＮａの量と、食品から摂取するＮａの量は、桁が１００倍違います。
例えば、１日に５ｇのＮａを摂取するとしたら、そのうち水から取れる量は0.05ｇ・・・
ちょっぴりＮａが増えた水を、毎日１リットルくらい飲んだところで、体への影響はほとんど無いということですね。
（もちろん、微量のＮａにも注意しなければならない病気の方は、お医者さんにご相談ください）
・・・以上、簡単な軟水器のしくみ（化学編）でした。
2007年10月04日 2007年10月04日 17:49
