离子交换法制备纯水的原理和装罝

离子交换法制备纯水的原理和装罝

用离子交换法制备的纯水通常称作“去离子水”,借以区别于“蒸馏水”。这种离子交换法所制备的去离子水不能除去有机物，其电导率不能表示有机物的污染程度。因它是利用了离子交抶树脂的离子交换作用，将水中外来的离子除去或减少到一定程度。近年来，由于大孔离子交换树脂的合成与应用，现已能够通过离子交换树脂来净化水中的有机物，但不够理想。离子交换树脂净化水的原理是：当含有K+、Na+Ca+、Mg+等阳离子及S04'Cl'HCO3、HSi）O3-

等阴离子的原水通过磺酸型阳离子交换树脂时，水中的阳离子为树脂所吸附，而树脂上可交换的阳离子H+则被置换到水中，并和水中的阴离子组成相应的无机酸，其反应式为，

当含有无机酸的水再通过季胺型阴离子交换树脂时，水中的阴离子也为树脂所吸附，树脂上可交换的阴离子OH-也被置换到水中，同时与水中的H+离子结合成水，其反应式是：
(2)制备去离子水的装罝

前面已经讲过，实验室中常用的简易离子交换装置是用硬质玻璃或有机玻璃制成的两支离子交换往（直径与长度比例为1:10),柱的下端铺以玻璃棉，并装有瓷片或玻璃球。裝填前，都要用碱或酸以及蒸馏水分别煮洗干净。上端装以胶塞及接管。一切准备就绪以后，可将处理好的阳离子交换树脂装入到第一支柱的2/3处，第二支柱以同样要求装入处理好的阴离子交换树脂，然后，用聚乙烯管将两柱连接起来,并在第一支柱的上端接下口瓶，第二支柱的下端接入接受瓶。安装妥当后，开启活塞，控制流速。实验室用的流速一般可控制在每分钟通过的水相当于树脂体积即可。交换制得的无离子水经检验合格后便可使用。
制备去离子水用的树脂大多采用聚苯乙烯磺酸型强酸性阳离子交换树脂（如上海产品732型，天津产品强酸1号,一般为钠型）和聚苯乙烯季胺型强碱性阴离子交换树脂（如上海产品717型，天津强喊201型，一般为氯型）。树脂粒度一般在16〜50目（颗粒直径约为0.3〜1,2毫米）之间。树脂的交联度为8〜12%(含水董为35〜50%)。市售的这类树脂都是钠型和筑型，因而，在使用之前，箔要作预处理，使之转化为所需的H+型和OH-型，同时除去夹带的有机杂质。一般树脂（除交联网孔直径较大的树脂外）只能除去可电离的物质，但不能除去细菌、高分子有机物质和一些非离子性杂质，因而，在实验室中使用离子交换树脂纯化的去离子水时，必须注意到这一点。制备好的纯水，最好经过紫外线照射或进行其它杀菌处理，这样可以适当延长贮存去离子水的时间。

实验室制取大1去离子水时，采用图3—1所示的流程,可以达到较理想的效果。比较好的方法是：将去离子水装置与蒸傕器装置配套使用，组装在一个系统装置中，并可配备上自动检验纯水的装置，通常可装电导仪，来测量纯水的导电率，从而反映出水的纯度。当纯水不符合要求时，仪器能自动报警,便于采取措施。这样,实验室可以连续不断地得到不含有机物和其它离子杂质的新鲜的纯水，满足痕量分析的需要。这一方法可以在现代实验室中加以推广。