＜純水の知識＞
2007/08/15 日記<純水>
純水
純水（じゅんすい）とは、水から物理的または化学的な処理によって不純物を除去した、純度の高い水のことである。
概要
例えば、一般的な水道水の中に存在する不純物としては、以下が挙げられる。
主な用途
造り方
上述の通り水は良溶媒であるが、高純度の水を得ようとする時にはこの性質が妨げとなる。実際の純水では使用目的にとって障害とならない程度の不純物が残留することを容認し、設備費と運営費が低く信頼性の高い方法（または複数の方式を組み合わせて）が選択される。純水を造るには錬金術の時代から長らく複式蒸留が唯一の手段だったが、イオン交換樹脂や逆浸透膜の普及により、安価に大量の純水を得られるようになった。例えば実験室でよく使われる純水製造装置では、
:フィルター−活性炭−イオン交換樹脂−石英ガラス蒸留器（蒸留器を中段に置くものもある）
のフローが主流であったが、最近ではイオン交換樹脂や蒸留器の代わりに、ＥＤＩ（電気再生式イオン交換装置、イオン交換膜とイオン交換樹脂を組み合わせて外から電位差を与え、イオンを濃縮させて分離する方式）や逆浸透膜が普及してきている。:各構成要素の特徴を以下にまとめる。
:*蒸留器は最も古くから存在する製造法で、性能は良いがコストも高く、また供給した水の一部を不純物が濃縮された排水として捨てる必要がある
:*イオン交換樹脂は供給した水のほぼ全量を純水として採水できるが、塩酸や水酸化ナトリウムといった薬品を使った再生が必要であり、またイオン以外の不純物を取り除く能力が低い
:*ＥＤＩ（電気再生式イオン交換装置）は薬品が不要で運転コストが最も安いが、イオンが濃縮された排水が出る。また、イオン以外の不純物を取り除く能力が低い
:*逆浸透膜はイオンだけでなく微粒子や有機物も除去できるが、一部のイオン（特にホウ素など小さいもの）には効果がなく、また最も大量の排水が出る
:*活性炭は微粒子や有機物の除去が可能で、供給した水のほぼ全量を採水できるが、イオンは殆ど除去できず、また頻繁な交換が必要
:*フィルターは安価に粒子を除去できるが、その他のものは殆ど除去できない。また頻繁な交換が必要
次に、工業用の純水製造装置として代表的なフローの例を以下に示す。
1.は、2.に比べて設備費が安価で、供給した水の殆どを純水として取り出せるが、イオン交換樹脂について時々採水を止めて薬品を使って再生を行うか、交換することが必要である（純水器の項を参照）。一方2.は、設備費が高く不純物が濃縮された排水が出続けるが、再生などで装置を止めることなく連続で採水でき、薬品が不要でメンテナンスも少なくて済むメリットがある。
純度指標
純水の純度は多くの場合、不純物のイオン量で示されるが、不特定のイオンを化学分析で定量することは実際的ではないため、連続測定が容易な比抵抗（比電気抵抗）や導電率で評価される。
:導電率は比電気抵抗の逆数：10(MΩ・cm) = 1/10(μS/cm)。水は極くわずかの部分が水素イオンと水酸化物イオンに電離する（自己解離）為、純粋な水にも必ずイオンが存在し（水のイオン積：10-14）、完全に純粋な水の理論値は、25℃で18.3MΩ・cm = 0.0548μS/cm である。利用目的にもよるが、1〜10MΩ・cm = 1.0〜0.1μS/cm の範囲を純水と呼ぶ場合が多い（より純度の高いものは超純水と呼ばれる）。ちなみに、軟水が多い日本の平均的な水道水では、0.02〜0.08MΩ・cmである。
関連項目
外部リンク
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◆純水についてピックアップ *イオン交換樹脂は供給した水のほぼ全量を純水として採水できるが、塩酸や水酸化ナトリウムといった薬品を使った再生が必要であり、またイオン以外の不純物を取り除く能力が低い *ＥＤＩ（電気再生式イオン交換装置）は薬品が不要で運転コストが最も安いが、イオンが濃縮された排水が出る。また、イオン以外の不純物を取り除く能力が低い *逆浸透膜はイオンだけでなく微粒子や有機物... |
