实验2 离子交换法制备去离子水
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，
去离子水制备原理
• 普通的水无论是地表水（如湖水、河水）
还是地下水都含有许多悬浮微生物和杂质 离子，如Na 离子，如Na+，K+，Mg2+，Ca2+等阳离子以 及Cl-，SO42-，CO32-等阴离子。
• 去离子水的制备流程如下所示： • 普通水→粗过滤→活性炭过滤→电渗析→ 普通水→粗过滤→活性炭过滤→电渗析→
子交换树脂。它们的区别是按树脂母体中 含酸性基或是碱性基来决定。具有酸性基 的离子交换树脂，因为他能够吸附溶液中 的各种阳离子（如Na 的各种阳离子（如Na+，K+，Mg2+，Ca2+等） 而析出阳离子氢离子（H 而析出阳离子氢离子（H+），所以叫阳离 子交换树脂。具有碱性基的离子交换树脂， 因为它能吸附溶液中的各种阴离子（如Cl 因为它能吸附溶液中的各种阴离子（如Cl-， SO42-，CO32-等）而析出阴离子氢氧根离子 （OH-），所以叫阴离子交换树脂。
离子交换→紫外光杀菌→微孔过滤膜→ 离子交换→紫外光杀菌→微孔过滤膜→去 离子水
• 粗过滤是由细砂石组成的过滤池，水通过
它后，把水中的较大颗粒的泥沙和污染物 过滤掉。 • 活性炭过滤器用以除去水中残余的有机物 和部分微生物。
• 电渗析就是将水通过带有正负电极和阴阳离子交 • • •
换膜的电渗析器，使水中含有的正负离子被置换 出来，从而使流出来的水的离子浓度大大降低， 达到提高水的纯度的目的。 离子交换是将水通过离子交换树脂，使水中的阴 阳离子分别被树脂吸附，去除水中的无机离子。 紫外光杀菌是通过紫外光照射使水中细菌不能存 活繁殖。 微孔过滤器是将水通过微孔过滤膜把0.5um以上 微孔过滤器是将水通过微孔过滤膜把0.5um以上 的各种颗粒过滤掉。
自制去离子水最简单方法
自制去离子水最简单方法
去离子水是一种非常纯净的水，其中大部分的离子都已经被去除了。下面是自制去离子水的最简单方法：
材料：
-蒸馏水（或去离子水）：作为最终产品的水。
-约1公斤的离子交换树脂：可在化学试剂店或在线购买。
步骤：
1.将约1公斤的离子交换树脂倒入一个干净的塑料桶中。
2.加入足够的蒸馏水或去离子水，使树脂完全浸泡在水中。
3.让树脂在水中搅拌和泡泡，直到水变得非常清澈，表明大部分离子已经被去除。
4.将水从树脂中过滤出来，可以使用过滤纸或滤网，或者直接将桶倾斜，让水从底部流出。
5.最终产品就是去离子水，可以用于任何需要纯净的水的应用。
注意事项：
-离子交换树脂是一种有毒的物质，需要小心处理。
-做好个人防护措施，如手套、眼镜等。
-在完成制备过程后，请将残留的废弃物妥善处理，不要直接倾倒到下水道或自然环境中。
实验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、、、、离子及某些气体。常见的处理+2Mg +2Ca -23CO -3HCO -Cl 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 离子等进行交换，故名为阳离子交换树脂。+2Ca
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
其中离子可以电离进入溶液，并与溶液中阴离子、离子等进-OH -24SO -CI 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，杂质离子被离子和离子+H -OH
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
去离子水的制备实验报告
去离子水的制备实验报告
实验报告：去离子水的制备
摘要：
本实验采用了双离子交换法去除水中的离子，制备出高纯度的去离子水。通过测定得出，制备出的去离子水电导率为 0.05
μS/cm，pH 值为 6.8，符合国家标准 GB/T 6682-2008 中去离子水的规定。本实验成功制备出高纯度的去离子水，为后续实验提供了重要的基础。
实验目的：
1、了解去离子水的制备方法和原理；
2、掌握去离子水的制备技能；
3、分析测定去离子水的纯度。
实验原理：
水中的离子可以通过双离子交换法去除。该方法是通过树脂吸附水中离子后再释放出同等量的离子，去除水中的离子。具体步骤为：将硬度树脂和阴离子交换树脂混合后，装入固定床反应器中，与其通入离子交换水后，将水中的阳离子和阴离子全部吸附下来，水质变为去离子水。
实验步骤：
1、将硬度树脂和阴离子交换树脂分别取 50 g，混合后置于固定床反应器中，用玻璃棒搅拌均匀；
2、打开进水阀、出水阀、排泥阀，接好输送管，缓缓通水 30 min；
3、关闭排泥阀，继续通水至水流从出水孔出现，然后采水样进行测试；
4、测试得到的去离子水的电导率和 pH 值，记录实验数据。
注意事项：
1、实验中需要用到去离子水，不可使用普通自来水；
2、操作时需佩戴实验室专用手套，防止操作中出现意外；
3、废水不得随意排放，需放入特定的收集器中。
实验结果：
本实验制备出的去离子水电导率为0.05 μS/cm，pH 值为 6.8，符合国家标准 GB/T 6682-2008 中去离子水的规定。
讨论：
本实验采用了双离子交换法制备出去离子水。通过实验数据可以看出，制备出的去离子水的纯度较高，符合去离子水的标准。在实验过程中，需要注意用去离子水来进行实验，防止因为自来
去离子水的制备
去离子水的制备
离子水是通过去除水中的离子来制备的一种特殊类型的水。下面是一种常见的离子水制备方法：
材料：
1.蒸馏水或去离子水（作为原水）
2.离子交换树脂（例如阴离子交换树脂和阳离子交换树脂）
3.水处理设备（如反渗透机、电离子交换器）
步骤：
1. 准备好原水，可以使用蒸馏水或去离子水作为原水。
2. 将原水通过水处理设备进行初步净化，例如使用反渗透机去除大部分溶解的固体颗粒和有机物质。
3. 将初步净化后的水通过离子交换树脂床进行离子交换。将阳离子交换树脂和阴离子交换树脂按照一定比例装填在一个容器内，使水从床层中通过。离子交换树脂会吸附水中的阳离子和阴离子，将其替换成H+离子和OH-离子。
4. 经过离子交换后，将水通过电离子交换器进一步净化。电离子交换器可以去除余留在水中的离子，使得水的离子含量更低。
5. 清洗和再生离子交换树脂。离子交换树脂在一定时间后会饱和，需要进行清洗和再生以恢复其吸附性能。
6. 经过以上步骤后，获得的水即为去离子水。
需要注意的是，离子水虽然通过去除水中的离子来减少溶解
物质，但并不代表完全无离子存在。离子水可能仍然含有微量的离子，因此在实际应用中需要根据具体需求确定是否适用。
此外，制备离子水的方法还有其他多种，具体可以根据不同的需求选择合适的方法。
去离子水的制备实验报告
去离子水的制备实验报告
去离子水的制备实验报告
引言
去离子水是一种经过特殊处理的纯净水，其中几乎没有任何离子和杂质。它在
许多实验室和工业应用中被广泛使用，例如电子制造、化学分析和药物生产等。本实验旨在通过离子交换技术制备去离子水，并评估其纯度和适用性。
实验方法
1. 实验材料准备
- 离子交换树脂：选择具有高效去离子能力的离子交换树脂，如强酸型和强碱型树脂。
- 水样采集：使用纯净玻璃瓶收集自来水样本。
2. 去离子水制备步骤
a. 预处理树脂：将离子交换树脂放入漏斗中，用去离子水反复洗涤，直至洗
涤液pH值稳定在中性范围内。
b. 树脂装填：将预处理后的离子交换树脂均匀装填至去离子水制备装置中，
保持适当的压实度。
c. 水样处理：将水样通过装置中的离子交换树脂层，离子交换树脂会吸附水
中的离子，使水样中的离子浓度降低。
d. 采集去离子水：将经过离子交换的水样收集，即为去离子水。
实验结果与讨论
1. 纯化效果评估
通过使用离子交换树脂制备的去离子水样本，我们进行了一系列的分析测试
以评估其纯化效果。结果表明，去离子水中的主要离子（如钠离子、钙离子、镁离子和氯离子）的浓度大幅降低，达到了实验要求。这证明离子交换技术在去除水中离子方面具有良好的效果。
2. 实验适用性探究
我们进一步探究了离子交换树脂的适用性，包括树脂的使用寿命和处理水样的能力。结果显示，离子交换树脂可以反复使用多次，只需定期进行树脂再生和维护。此外，离子交换树脂对水样的处理能力较强，即使在高浓度离子存在的情况下，仍能有效去除水中的离子。
结论
通过本实验，我们成功制备了高纯度的去离子水，并验证了离子交换技术在去除水中离子方面的有效性。离子交换树脂具有良好的再生性和处理能力，适用于长期使用。去离子水的制备对于许多实验和工业应用具有重要意义，提高了实验和生产的准确性和稳定性。进一步研究和应用离子交换技术有助于改进去离子水制备的效率和经济性。
去离子水制备原理
• 离子交换树脂是高分子聚合物，它是
一种不溶的、呈颗粒状的固体。颜色 有白色、黄色、褐色等等。如果把离 子交换树脂放入含有各种离子的水溶 液中，由于离子交换树脂能吸附溶液 中的离子，并把自己的离子析出而进 入溶液中，即能进行离子交换反应， 因而被称之为离子交换树脂。
• 离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离
去离子水制备原理
• 普通的水无论是地表水（如湖水、河水）
还是地下水都含有许多悬浮微生物和杂质 离子，如Na 离子，如Na+，K+，Mg2+，Ca2+等阳离子以 及Cl-，SO42-，CO32-等阴离子。
• 去离子水的制备流程如下所示： • 普通水→粗过滤→活性炭过滤→电渗析→ 普通水→粗过滤→活性炭过滤→电渗析→
• 离子交换装置是一种圆柱形交换柱，树脂
去离子水的制备
去离子水的制备
————去除了各种金属离子和酸根离子的水称为去离子水
一、离子交换树脂及其预处理
1、离子交换树脂
离子交换树脂是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物
在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团，根据活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
可选用732型强酸性阳离子交换树脂和717型强碱性阴离子交换树脂。 732型强酸性阳离子交换树脂为钠型RSO 3Na （聚苯乙烯磺酸钠型），经稀盐酸处理后成为氢型RSO 3H 。
717型阴离子交换树脂为氯型RN （CH 3）3Cl （季胺基型），经稀NaOH 处理后，成为氢氧型RN （CH 3）3OH 。
阳离子交换树脂上的H +与水中的Na +、Ca 2+、Mg 2+等阳离子进行交换： RSO 3H+Na
RSO 3Na+H +
阴离子交换树脂上的OH -与水中的Cl -、SO 42-、CO 32-等阴离子进行交换： RN （CH 3）3RN （CH 3）3Cl+OH -
结合成水：
H ++OH -=H 2O
交换后的阳离子树脂为钠型，阴离子树脂变为氯型，若分别用稀HCl 和稀NaOH 处理，交换反应又将向着相应的方向进行，使离子交换树脂得以再生。
2、离子交换树脂的处理：
1、水漂洗
自来水反复漂洗至不混浊为止，改用蒸馏水浸泡沫24小时，使其充分膨胀。
2、醇浸泡
将树脂沥干，加入95%乙醇，除去醇溶性杂质，24小时后沥干，用自来水漂洗至无色无醇味。
3、酸碱反变处理
将上述树脂装入交换柱中，分别处理如下：
阳离子交换树脂：将水排尽，用7%的稀盐酸浸泡树脂不时搅动，浸泡2-4小时。将酸排尽，用低纯水向上而下洗涤，至洗出液PH=3.0-4.0,换用8%的NaOH溶液依上操作,至洗出液PH=9.0-10.0为止。再一次用7%的稀HCl浸泡4小时，不时搅拌，最后用纯水反复洗涤，至PH值为4，经检无Cl-即可。
去离子水的制备
2. 滤芯的使用周期：
精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象， 因此，一定时期后PP熔喷滤芯必须更换， 更换依据：精密过滤前后的压力差
（余氯<0.1mg/L）。
2. 活性炭：
活性炭是用烟煤，褐煤，果壳或木屑等多种原料经碳 化和活化过程制成的黑色多孔颗粒，其主要特征是比表面 积大和带孔隙的构造。每1g炭的表面积可达1000m2，其中 决大部分是颗粒内部的孔小孔隙表面，故活性炭有良好的 吸附性能。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能 团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。 活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱 盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命，
3. 逆渗透操作：
将待处理的水在高压泵（操作压力2~7MPa）作用下，通 过逆渗透膜， 进入逆渗透膜的中央出水管，得到所要求的 出水。另一头的盐水，再次经过二级逆渗透，进行处理。
操作压力、回收率（或浓水排放量）、进水的SDI（污染 指数）、PH、余氯和温度是反渗透装置的主要运行控制 参数；脱盐率、产水量和装置的压力降是三个主要监视性
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2 R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2
[参考资料]去离子水的制备(微型实验)
![[参考资料]去离子水的制备(微型实验)](https://img.taocdn.com/s3/m/54c4b5752bf90242a8956bec0975f46526d3a772.png)
[参考资料]去离子水的制备（微型实验）
实验目的
1. 了解硬水、软水和去离子水的概念。
2. 学习、掌握离子交换法制取去离子水的原理和方法。
3．进一步熟悉微型离子交换柱的操作, 学习使用电导仪。
实验原理
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。通常将溶有微量或不含Ca2+、Mg2+等离子的水叫软水, 而将溶有较多Ca2+、Mg2+离子的水叫硬水。自来水中常溶有钙、镁、钠的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐和氯化物以及某些气体和有机物等杂质, 属于硬水。为了除去水中杂质, 常采用蒸馏法和离子交换法。本实验用离子交换树脂制取去离子水。
自来水流经阳离子交换树脂柱时, 水中Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子被树脂交换吸
附, 发生如下反应:
由交换柱底部流出的水, Ca2+, Mg2+含量显著减少, 已是软水。此软水
中还含有阴离子，如、、等需经过阴离子交换树脂柱而除Cl SO CO -42-32-
去。阴离子交换树脂是一类含有季胺基（≡N —Cl ）等碱性基团的高分子固态珠状物, 以R —Cl 表示。它以NaOH 转型为R —OH 后, 能与阴离子发生如下交换反应:
经过阴、阳离子交换柱以后的水, 杂质阴、阳离子均已除去, 故称为去离子水。为进一步提高水质, 可在阴离子交换柱后再串接一个阴、阴离子交换树脂混合柱, 其作用相当于多级交换。
纯水是弱电解质, 含有可溶性杂质后常使电导能力增大。测定水样的电导率, 可以
确定水的纯度。各种水样电导率的大致范围列于表。
表、各种水样的电导率
水的纯度还可以用化学法来检测。Mg2+离子用铬黑T指示剂检出[注1]；Ca2+离子用钙指示剂检出[注2]。
去离子水制备及原理.pptx
实验原理
自来水中常见的无机 杂质有Ca2＋、Mg2＋、 Cl- 和SO42-等离子，可 通过离子交换法将水
中的杂质除去制备去 离子水。
表 净化水分类（25℃）
水的类别
三级水 二级水 一级水 理论纯水
电导率 （µS·cm-1）
≤5 ≤1 ≤0.1 ≤0.054
离子交换法中起核心作用的物质就是离子交换树脂， 树脂是一种具有网状结构的有机高分子聚合物，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，
典型的阴离子交换树脂如季铵 盐型离子交换树脂。
采用离子交换方法，可以把水中呈离子态的
阳、阴离子去除，以MgCl2代表水中无机盐类， 水质除盐的基本化学反应表达为：
阳离子交换树脂：
2R—SO3H＋Mg2＋ 阴离子交换树脂：
2(R—SO3)2Mg＋2H＋
[R—N(CH3)3] OH＋ Cl-
[R—N(CH3)Baidu Nhomakorabea] Cl ＋ OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式为：
2RH+2ROH+MgCl2
R2Mg+2RCl+2H2O
离子交换树脂可再生
通过简易装置演示 离子交换法制备去离子水实验
去离子水的制备与水质分析
满足生产需求
符合工艺用水要求
不同的生产工艺对水质的要求不 同，通过水质分析可以了解去离 子水是否符合工艺要求，保证生 产的顺利进行。
提高产品质量
优质的水质能够提高产品的质量 和稳定性，减少生产过程中因水 质问题导致的次品率。
保护环境
减少水体污染
通过水质分析，可以及时发现水体污 染源，采取有效措施减少污染物的排 放，保护水体环境。
度和生产效率。
监控水质变化
03
通过定期进行水质分析，可以监测水中离子、微生物和有机物
的变化情况，及时发现并解决潜在问题。
去离子水制备与水质分析的相互影响
相互依赖
去离子水制备与水质分析相互依赖，制备过程需要分析数据作为 依据，而分析结果又受制备工艺的影响。
相互促进
去离子水制备技术的发展可以推动水质分析技术的进步，反之亦然。
促进生态平衡
良好的水质状况有助于维护水生生物 的生存和繁衍，促进生态平衡和生物 多样性。
03
水质分析方法
理化分析法
滴定法
电导率测定
通过滴定实验测定水中特定离子的浓 度，如钙、镁、氯等。
通过测量水的电导率，间接反映水中 离子的含量。
比色法
利用特定物质与水中离子反应后产生 的颜色变化，通过比色卡或分光光度 计测定。
物，避免干扰实验结果。
03
保护实验室设备
去离子水
新型设备
被广泛应用的EDI系统就是如今最为热门的新型电除盐系统 ，它取代传统离子混床装置成为纯水行业的新星。 EDI系统不但弥补了传统工艺的缺陷简化工艺步骤，而且还提高生产效率；不论是从设备本身的性能，还是经济 投资方面都比传统的去离子水设备更具优势。
标准： 1、无色的澄明液体、无臭、无味。 2、电阻率大于0.5 MΩ·cm（兆欧·厘米）最高电阻率可达到18兆。 3、去离子水的纯度比蒸馏水的高。
去离子水
去除水中的离子态杂质而得到的近于纯净的水
01 工艺设备
03 主要用途
目录
02 处理步骤 04 新型设备
Leabharlann Baidu
去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去 离子水完全或不完全地去除离子物质。”如今的工艺主要采用RO反渗透的方法制取。应用离子交换树脂去除水中 的阴离子和阳离子，但水中仍然存在可溶性的有机物，可以污染离子交换柱从而降低其功效，去离子水存放后也 容易引起细菌的繁殖。
谢谢观看
主要用途
去离子水图片展(3张)1、实验室、化验室用水，一般实验室的常规试验、配置常备溶液、清洗玻璃器皿等； 2、电子工业生产，如显像管玻壳、显像管、液晶显示器、线路板、计算机硬盘、集成电路芯片、单晶硅半导 体等； 3、电力锅炉，锅炉所需软化水、除盐； 4、汽车、家用电器、建材表面涂装、电镀、镀膜玻璃清洗等； 5、石油化工行业,化工反应冷却水、化学药剂、生产配液用水等； 6、工业纺织印染、钢铁清洗用水等； 7、食品、饮料、酒类、化妆品生产用水； 8、海水、苦咸水等净化。
去离子水
去离子水（deionized water）是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质，主要指采用离子交换树脂处理方法。”现在的工艺主要采用RO反渗透的方法制取。应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，但水中仍然存在可溶性的有机物，可以污染离子交换柱从而降低其功效，去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。
在半导体行业中，去离子水被称为“超纯水”或是“18兆欧水”。
去离子水制取工艺及其特点：
1、离子交换树脂制取去离子水的传统水处理方式，其基本工艺流程为：
原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→阳床→阴床→混床→后置保安过滤器→用水点。
（特点：污染比较大，自动化程度低，初期投入低）
2、反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制取去离子水的方式，其基本工艺流程为：原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→反渗透设备→混床→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点。
（特点：污染小，自动化程度高，初期投入中等，价格适中）
3、反渗透设备与电去离子（EDI）设备进行搭配制取去离子水的的方式，这是一种制取超纯水的最新工艺，也是一种环保，经济，发展潜力巨大的超纯水制备工艺，其基本工艺流程为：
原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→反渗透设备→电去离子（EDI）→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点。
（特点：环保，自动化程度高，初期投入大，价格相对比较贵。
用途：
1、实验室、化验室用水，一般实验室的常规试验、配置常备溶液、清洗玻璃器皿等；
实验 去离子水的制备与水质分析
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↓
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；
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.
• 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。
• 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。
实验结果表
• 实验结果按下表形式列出：
检测
项
水样 自来水
• 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
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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3AgNO 溶液鉴定。
（2）-
24SO 离子：用2BaC1溶液鉴定。
（3）+2Mg 离子：在pH 约为8～11的溶液中，用铬黑T 检验+2Mg 离子。若无+2Mg 离子，溶液呈蓝色；若有+2Mg 离子存在，则与铬黑T 形成酒红色的
配合物。
（4）+2Ca 离子：在pH>12的溶液中，用钙指示剂检验+2Ca 离子。若无+
2Ca 离子存在溶液呈蓝色；若有+2Ca 离子存在，则与钙指示剂形成红色配合物。（在此pH 条件下，+2Mg 离子已生成氢氧化物沉淀，不干扰+2Ca 离子的鉴定）。
三、仪器与试剂
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。
试剂：HNO 3（1 mo l ·L -1）、NaOH （2 mo l ·L -1）、NH 3·H 2O （2 mo l ·L -1）、
3AgNO （0.1 mo l ·L -1）、2BaC1（1 mo l ·L -1）、铬黑T （固体）、钙指示剂（固
体）。
四、实验内容
1．离子交换装置的制作
离子交换装置由两根离子交换柱串联组成。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。
用烧杯将离子交换树脂装入柱内，一直填满到离柱口大约2 cm 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。
最后加水封住离子交换树脂，以避免接触空气。
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（图3.29）。
2．去离子水的制备
将自来水加入阳离子交换柱上端的开口（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。
用烧杯在阴离子交换柱，而且要保持上下柱子流速一致。
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。
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。 3．水质的检验
对自来水和制备得到的去离子水，分别进行如下检测，实验结果填写在表3.2里。
（1）电导率的测定
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。
（2）离子的定性检验
+2Ca 离子：取水样1mL ，加入1滴2 mo l ·L -1
NaO H 溶液，再加入少许钙指
示剂，观测溶液颜色。
+2Mg 离子：取水样1mL ，加入1滴2 mo l ·L -1 氨水，再加入少许铬黑T,观
察溶液颜色。
-24SO 离子和-
1C 离子：自己设计检验方案。
在这几组方案中，为了使实验现象更明显和便于比较，应当采取对照的方法。如检验+2Ca 离子时，将2支试管内别装入自来水和去离子水，然后按实验步骤进行，观察比较2支试管内的颜色。
表 实验现象记录表
结
论： 。
五、思考题
1．写出离子交换树脂再生的有关方程式。