实验2离子交换法制备去离子水.doc

芀羈薀实验2离子交换法制备去离子水螄蒁芆一、。。。蚃羁莄二、、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、、、、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。羇蚅蒈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。螆蒂螇典型的阳离子交换树脂是磺酸盐型交换树脂,其结构为莇莆芄薃薀蚁肀膆芆其中H+离子可以电离,进入溶液,并与溶液中阳离子如、、离子等进行交换,故名为阳离子交换树脂。蚄羃袅蒀袆螃典型的阴离子交换树脂如季铵盐型离子交换树脂,其结构为蒂肁莁罿蚇芇其中离子可以电离进入溶液,并与溶液中阴离子、离子等进行交换,故名为阴离子交换树脂蒃膀羄等净化的水分别经过阴离子交换树脂后,杂质离子被离子和离子所取代,最后通过中和反应莈莇膂结合生成水,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。薄薂膁实际生产时,将离子交换树脂装填入容器状管道中,做成离子交换柱(),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()。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。螈肈荿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。,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。袀莄膆另外还可以用化学方法对水样中常见离子进行定性鉴定:蒅膁蒄(1)离子:用溶液鉴定。莀肅肁(2)离子:用溶液鉴定。节艿蚂(3)离子:在pH约为8~11的溶液中,用铬黑T检验离子。若无离子,溶液呈蓝色;若有离子存在,则与铬黑T形成酒红色的配合物。蝿螅***(4)离子:在pH>12的溶液中,用钙指示剂检验离子。若无离子存在溶液呈蓝色;若有离子存在,则与钙指示剂形成红色配合物。(在此pH条件下,离子已生成氢氧化物沉淀,不干扰离子的鉴定)。莃蚂袇三、仪器与试剂腿薅蚅仪器:电导率仪、微型烧杯、离子交换柱(2根)、阳离子交换树脂、阳离子交换树脂、滤纸、pH试纸。莅螀膈试剂:HNO3(1mol·L-1)、NaOH(2mol·L-1)、NH3·H2O(2mol·L-1)、(·L-1)、(1mol·L-1)、铬黑T(固体)、钙指示剂(固体)。蚈芆艿四、。上面一根柱子中装阳离子交换树脂,下面一根柱子中装阴离子交换树脂。柱子底部垫有玻璃纤维,以防止树脂颗粒掉出柱外。芃芁衿用烧杯将离子交换树脂装入柱内,一直填满到离柱口大约2cm处。在装填过程中一定要填实,不能让柱子内部出现空洞或者气泡,出现以上情况可以拿玻璃棒伸入树脂内部捣实。螁螇肆最后加水封住离子交换树脂,以避免接触空气。芅荿肃装置的流程为自来水→阳离子交换柱→阴离子交换柱→去离子水()。(注意:在实验过程中,要随时补充自来水,以防止树脂干涸,水位要求能堵住树脂表面)。调节螺旋夹,使得流出液的速度为15~20滴/min,并流过阴离子交换柱,而且要保持上下柱子流速一致。蕿芇***用烧杯在阴离子交换柱,而且要保持上下柱子流速一致。膄袀蒆用烧杯在阴离子交换柱下承接大约15mL流出液后,再用微型烧杯收集水样至满,然后进行检验。聿肈羃实验结束后将上下两个螺旋夹旋紧,并把两个柱子内加满水。,分别进行如下检测,。羂莁薄(1)电导率的测定袇芄蒂每次测定前,都要先后用蒸馏水和待测水样冲洗电导电极,并用滤级吸干,再将电极浸入水样中,务必保证电极头的铂片完全被水浸没,然后按照附录中电导率仪的说明进行操作。肄葿肀(2)离子的定性检验芇羅羆离子:取水样1mL,加入1滴2mol·L-1NaOH