2离子交换法制备去离子水

2离子交换法制备去离子水实验2离子交换法制备去离子水一、实验目的1．了解离子交换法的原理。2．掌握离子交换柱的制作方法及去离子水的制备方法。3．学习电导率仪的使用及水中常见离子的定性鉴定方法。二、实验原理1．离子原理无论是工农业生产用水、日常生活用水，还是科研实验用水，对水质都有一定的要求。在天然水或者自来水中含有各种各样的无机和有机杂质，常见的无机杂质有2Mg、2Ca、23CO、3HCO、Cl离子及某些气体。常见的处理方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法。本实验中主要介绍离子交换法的原理及应用。离子交换法中起核心作用的物质就是离子交换树脂，它是一种具有网状结构的有机高分子聚合物，由本体和交换基团两部分组成，其中本体起的是载体作用，而本体上附着的交换基团才是活性成分。根据活性基团类型的不同，可以把离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。典型的阳离子交换树脂是磺酸盐型交换树脂，其结构为其中H+离子可以电离，进入溶液，并与溶液中阳离子如Na、2Mg、2Ca离子等进行交换，故名为阳离子交换树脂。典型的阴离子交换树脂如季铵盐型离子交换树脂，其结构为其中OH离子可以电离进入溶液，并与溶液中阴离子24SO、CI离子等进行交换，故名为阴离子交换树脂等净化的水分别经过阴离子交换树脂后，杂质离子被H离子和OH离子所取代，最后通过中和反应结合生成水，达到净化的目的。值得指出的是离子交换法只能对水中电解质杂质有较好的净化作用，而对其他类型杂质如有机杂质是无能为力的。实际生产时，将离子交换树脂装填入容器状管道中，做成离子交换柱（见图3.28），一个阳离子交换柱和一个阴离子交换柱串联在一起使用，称为一级离子交换法水处理装置（图3.29）。该装置串联的级数越多，去杂质的效果显然越好。实际上实验室里使用的所谓蒸馏水，有很多就是通过离子交换法制得的。离子换柱在使用过一段时间后，柱内树脂的离子交换能力会出现下降，解决办法是分别让NaOH溶液和HCl溶液流过失效的阳离子和阴离子交换树脂，这一过程叫做离子交换树脂的再生。2．水质的检验由于纯水中只含有微量的H离子和OH离子，所以电导率极小，如果水中含有电解质杂质，会使得水的电导率明显增大。故用电导率仪测定水样的电导率大小，可以估计出水样的纯度。另外还可以用化学方法对水样中常见离子进行定性鉴定：（1）C1离子：用3Ag