去离子水的制备 与水质分析.

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1 去离子水的制备 与水质分析

2 实验原理 离子交换 天然水和自来水中主要的无机杂质离子:
Ca2+、Mg2+、 Na +、Cl- 、 SO42- 、CO32- 、HCO3-等. 离子交换树脂:一种具有网状结构,带有活性交换基团的高分子聚合物。 阳离子交换树脂(如RSO3H 、RCOOH等, 阴离子交换树脂[如R(NH)OH等

3 离子交换法制取去离子水的两个基本过程: 阳离子交换:n RSO3H +Mn+=(RSO3)nM+nH+ 阴离子交换:n R(NH)OH+An-=[R(NH)]n+nOH- H+＋OH-→H2O. 离子交换反应是可逆的：再生. 离子交换的操作方式: 复合床(一根阴离子交换柱,一根阳离子交换柱); 混合床(阴\阳离子交换树脂在同一交换柱内); 复合床+混合床.

4 水质分析 测定水样的电导率和水样中常见离子的定性检测。 电导率（κ）：是衡量物质导电能力强弱的物理量，它与电阻率互为倒数关系（单位为： S．cm-1、mS．cm-1、μS．cm-1），物质的电导率愈大其导电能力愈强。 天然水和自来水具有一定的导电能力是因其含有带正负电荷的离子，因此水的纯度愈高其电导率就愈小，反之则相反。

5 各种水样电导率的大致范围如下： 水 样 : 自 来 水 去离子水 纯水（理论值） 电导率 200－400 0.8－4.00 0.055
水 样 : 自 来 水 去离子水 纯水（理论值） 电导率 － － (κ／μS．Cm-1 )

6 Ca2+离子的检测： PH＞12，Ca2+＋钙指示剂→红色配合物，游离的钙指示剂为兰色。 Mg2+离子的检测： 在碱性条件下，Mg2+＋镁试剂→兰色配合物，游离的镁试剂为红色。 Cl-离子的检测： Cl-+AgNO3→白色的AgCl↓ SO42-离子的检测： SO42-+BaCl2↓白色的BaSO4↓

7 实验目的 了解天然水和自来水中主要的无机杂质离子，掌握其定性检测方法； 掌握离子交换法制取去离子水的原理和基本操作；
了解影响离子交换的因素； 学会DDS—11A电导率仪的使用和水样电导率的测定。

8 实验装置 在阳离子交换柱、阴离子交换柱、混合离子交换柱中分别装入对应的离子交换树脂，并分别用去离子水洗涤至中性。
按 阳离子交换柱—阴离子交换柱—混合离子交换柱的连接方式安装实验装置。（讲解示范）

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10 交换取样与水质分析 控制交换流速40—50mL，按混合柱、阴柱、阳柱的顺序各取50mL水样。
测定所取各水样和自来水水样的电导率（电导率仪的使用方法） 检测所取各水样和自来水水样中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-离子。

11 注意事项 各柱树脂层高度12—15cm，连接前分别用去离子水洗涤至流出水的PH值与洗涤的用去离子水的PH值相同。
在装柱、洗涤、交换过程中注意保持液面始终高于树脂层，以免树脂层中产生气泡，影响交换效果。若树脂层中产生气泡，可用玻棒搅动树脂层，使气泡逸出。 注意控制好交换流速40—50mL∕min。 测定电导率时，电极在插入被测水样中之前，应该用被测水样冲洗；插入水样后，水样的液面应高于电极上的铂片。 注意控制好Ca2+、Mg2+离子检测时的介质条件和试剂用量，以免 得到错误的实验现象及结果。 实验结束后，阴、阳树脂分开回收，切忌弄混。

12 思考题 自来水中主要有哪些无机杂质离子？离子交换法是怎样除去这些离子的？ 本实验中影响去离子水质量的主要因素有哪些？应如何控制？
从阴、阳离子交换柱流出的水样的质量有什么差别？为什么?

13 实验报告的书写 实验目的、原理；试剂和仪器；注意事项；思考题回答。 实验步骤：以流程或条文形式列出，要求简明扼要具有可操作性。
实验记录：实验条件、实验现象、原始实验数据。 数据处理（定性实验包括现象解释）和实验结果。 问题讨论：对实验结果作出评价;结合实验条件进行分析讨论，找出成功或者不成功的原因。

14 实验结果表 实验结果按下表形式列出： 水 样 Ca 2+ Mg 2+ Cl - SO 42- 电导率κ／ μS.cm -1 自来水
检 测 项 目 水 样 Ca Mg Cl - SO 电导率κ／ μS.cm -1 自来水 柱Ⅰ流出水 柱Ⅱ流出水 柱Ⅲ流出水 注:离子检测结果以“有”或“无”表示.