去离子水的制备

去离子水的制备

一、教学目的

1、了解离子交换法制取去离子水的原理和方法；

2、掌握杂质离子的定性鉴定方法；

3、学会电导率仪的正确使用方法。

二、实验提要

1、基本原理

工农业生产、科学研究和日常生活用水，对水质各有一定的要求。自来水中常溶有钠、镁、钙的碳酸盐和酸式碳酸盐、硫酸盐和氯化物以及某些气体和有机物等杂质。为了除去水中杂质，常采用蒸馏法和离子交换法。本实验是用离子交换法制取去离子水。

自来水流经阳离子交换树脂时，水中的阳离子如Na+、Ca2+、Mg2+等被树脂交换吸附，并发生如下反应：

R—SO-3H+ + Na+ RSO3Na + H+

2R—SO-3H+ + Ca2+ (RSO3)2Ca + 2H+

2R—SO-3H+ + Mg2- (RSO3)2 Mg + 2H+

从阳离子交换树脂出来的水流经阴离子交换树脂时，水中的阴离子如Cl-、SO42-、CO32-等被树脂交换吸附，并发生如下反应：

R—N+OH- +Cl- R—N Cl + OH-

2R—N+OH- + SO42- (R—N)2SO4 + 2OH-

2R—N+OH- + CO32- ( R—N)2CO3 + 2OH-

阳离子交换树脂中产生的H+和阴离子交换树脂中产生的OH-结合成水：

H+ + OH- H2O

2、水质检测

⑴用电导仪测定电导。

⑵用铬黑T检验Mg2+：在pH=8～11的溶液中，铬黑T本身显蓝色，若样品液中含有Mg2+，则与铬黑T形成葡萄酒红色。

⑶用AgNO3溶液检验Cl- 。

⑷用BaC12溶液检验SO42-。

⑸用钙指示剂检验Ca2+：游离的钙指示剂呈蓝色，在pH＞12的碱性溶液中，

陇南师专生化系·无机化学实验

它能与Ca2+结合显红色。在此pH值下Mg2+不干涉Ca2+的检验，因为pH＞12时，Mg2+已生成Mg(OH)2沉淀。

三、仪器材料和试剂药品

1、仪器材料：离子交换装置1套、玻璃纤维或脱脂棉、强酸型阳离子交换树脂（型号732）100克、强碱型阴离子交换树脂（型号711）100克。

2、试剂药品： AgNO3（0.1mol·L-1）、BaC12（1mol·L-1）、铬黑T、钙指示剂、NH3-NH4Cl缓冲溶液（pH 10~11）。

四、实验内容

1、装柱：装置流程图如图所示。

阳离子交换柱：柱内装有阳离子交换树

脂，在底部有孔橡皮塞上面，放有一层支撑

树脂用的玻璃纤维或玻璃布，橡皮塞中装有

一根T形玻璃管，用来连接取样管和连接阴

离子交换柱。取样时，旋转取样管上的旋塞，

水样即可流出。取样管也可用乳胶管和T形

玻璃管连接，乳胶管内装有一颗玻璃珠，取

样时，手捏玻璃珠，水样即可流出，其操作

和碱式滴定管相同。

阴离子交换柱：柱内装有阴离子交换树

脂（体积均为阳离子交换树脂的两倍）。下

面橡皮管中也装有T形玻璃管，用来取样。

2、交换依次使自来水流过阳离子交

换柱和阴离子交换柱。

3、水质检测依次取自来水试样、阳

离子交换柱流出液、阴离子交换柱流出液样品进行以下项目的检测。

⑴用电导仪分别检测自来水和阴离子交换柱流出液的电导。

⑵用铬黑T检验Mg2+：取自来水试样和阳离子交换柱流出液各1ml，分别加入1滴2mol·L-1氨水和少量固体铬黑T指示剂。根据颜色判断有无Mg2+。

⑶用钙指示剂检验Ca2+：取自来水试样和阳离子交换柱流出液各1m1，分别加入2滴2 mol·L-1NaOH，再加入少许钙指示剂。观察颜色，判断有无Ca2+。

⑷用AgNO3溶液检验Cl-：取自来水试样和阴离子交换柱流出液各1m1，分别加入2滴2mol·L-1HNO3，再加入2滴0.1mol·L-1 AgNO3溶液。观察有无白色沉淀产生。

⑸用BaC12溶液检验SO42-：取自来水试样和阴离子交换柱流出液各1m1，分别加入2滴1mol·L-1BaCL2溶液。观察有无白色沉淀产生。

实验项目·去离子水的制备

注意检验水样所用的试管必须洁净，并用少量蒸馏水淋洗过。

根据实验结果做出结论。

五、教学提示

本实验的重点：离子交换法制取去离子水的原理和方法，杂质离子的定性鉴定方法。

本实验的难点：离子交换树脂的装填。

注意事项：

六、讨论题

1、用AgNO3溶液检测氯离子的机理是什么？

2、用铬黑T指示剂检测钙镁离子的机理是什么？