离子交换法制备纯水
【精品】离子交换法制备纯水
【精品】离子交换法制备纯水离子交换法是一种化学反应技术，它利用各种树脂材料，将水中的离子与其它大分子物质进行吸附、替换、洗脱等作用，从而达到提纯、除去有害离子、软化水质等目的。
该法广泛应用于水处理、制药、化工、生物工程等领域中。
制备纯水是离子交换法的主要应用之一。
纯水是指不含任何杂质和离子的水，其电阻率高达18.2MΩ.cm以上。
纯水广泛应用于实验、医疗、半导体、电子、食品等众多领域，是很多实验和工艺的基础物质。
离子交换制备纯水的主要步骤如下：一、去除杂质首先将原水经过过滤、澄清等的预处理，去除较大颗粒物和胶体物质，以减少对交换树脂的影响。
然后将预处理后的水缓慢地流过阴离子交换树脂，该树脂上有交换位点吸附住原水中的阴离子，如氯离子、硫酸根离子等，同时释放出等量的OH-离子，树脂上的OH-离子与水中的H+离子中和，从而保持物质平衡。
经过一定的时间，靠树脂上的交换位点，水中的阴离子都被吸附下来，此时，用恢复饱和的水来冲洗树脂，以去除被吸附的离子，得到更为纯净的水。
二、软化处理三、混床离子交换混床离子交换是将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂组合使用，能有效去除水中大部分的离子，得到纯水。
混床交换树脂是将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂按一定的比例混合在一起，形成一定厚度的反应层。
当水流经反应层时，阳离子和阴离子在不同的交换位点上同时吸附下来，此时，用恢复饱和的水交替冲洗树脂，以去除被吸附的离子，最终得到更为纯净的水。
离子交换法虽然能够达到制备纯水的目的，但在长期使用过程中也存在一些问题，如交换树脂的寿命有限，需要定期更换、再生；对水温、pH等条件要求较为苛刻等。
因此，在考虑制备纯水时，必须充分了解其工作原理和特点，根据实际需要选择合适的水处理方法。
离子交换制备纯水实验
实验四离子交换制备纯水实验离子交换作为一个单元操作过程，遵循吸附或色谱分离原理，但也有其独特的应用范围。
应用最广的是硬水软化以及水相中组分的再回收。
离子交换技术在制药工业中有着广泛的应用。
制药用的超纯水主要靠离子交换方法提供，在纯水制备中广泛采用强酸强碱复合床。
天然水与地层中的岩石、土壤以及大气接触过程中很容易溶解各种无机物与有机物，同时也能将不溶于水的悬浮物如泥沙、黏土、动植物残赅以及各种微生物等等一并带入水源之中，因此天然水的成分比较复杂。
随着各行业的发展，不但用水量猛增，而且各行业根据其科学技术发展的特点对于水质的要求也不断提高，因此必须对天然水进行适当处理。
离子交换法处理水是最经济最先进的方法，无论是锅炉用水的软化，脱碱软化，脱盐水，纯水，超纯水的制备均需要采用离子交换法来进行。
其类别有单床、复床、混合床之分，水处理方法也根据具体情况可以采用顺流法，逆流再生浮床法等。
一、实验目的1、了解用离子交换制备纯水的方法2、学会用电导仪分析纯水的方法二、实验内容1、将自来水作为原料，生产出电导率为10--50/Ωμcm的纯水。
(自来水的电导率一般为300-1500/Ωμcm)。
随时测量纯水电导变化的情况，画出电导率与时间的关系曲线。
2、对床进行再生、淋洗，对混合床进行反洗，掌握操作方法。
3、用再生、淋洗和反洗后的树脂床制备纯水。
三、实验时间离子交换床再生、淋洗等操作阳用酸深色阴 5h纯水制备 3h四、实验原理和方法所谓纯水制备系将原水中的盐类，游离酸碱类等全部除去的水处理方法，以此法制得的纯水比蒸馏水要纯好多倍，该过程的反应式如下：阳离子交换树脂R(SO3H)2+Ca(HCO3)2→R(SO3)2Ca+2H2COR(SO3H)+NaCl→RSO3Na+HCl阴离子交换树脂R≡NHOH+HCl→R≡NHCl+H2OR≡NHOH+H2CO3→R≡NH(HCO3)+H2O树脂失效后用酸碱再生，其反应式如下：阳离子交换树脂R(SO3)2Ca+2HCl→R(SO3H)2+CaCl2RSO3Na+HCl→R(SO3H) +NaCl阴离子交换树脂R≡NHCl+NaOH→R≡NHOH+NaClR≡NH(HCO3)+2NaOH→R≡NHOH+NaHCO3五．实验材料与设备图1 离子交换设备流程图1-水箱；2-离心泵；3-微滤器；4、5、6、7、8、9、14、15、16、17、18、19-阀门；10、22、23-流量调节阀；11-阳离子柱；12-阴离子柱；13-水流量计；20-碱流量计；21-酸流量计；24-碱回流阀；25-酸回流阀；26-碱泵；27-碱液进泵阀；28-碱液槽；29-酸液槽；30-酸液进泵阀；31酸泵；32-放液阀；33-放水阀；34-出水电导；35-入水电导；1．实验设备、仪器本实验设备由外径为100mm的有机玻璃管制成，其装置如图一所示。
水的净化-离子交换法制备纯水
水的净化-离子交换法制备纯水
离子交换法制备纯水是一种利用离子交换技术制备纯净水的方法,属于处理水质不合
格的有效手段之一。
离子交换法制备纯水的原理是水中溶解的各种盐液通过离子交换树脂单元而将其中的离子释放出来,同时也将其中的污染物移出,保证水质得到改善。
离子交换法制备纯水的技术步骤有几种,一般先用滤网滤去大于50微米的颗粒悬浮物;再用抗衰减剂将挥发性的有机物和毒素阻滞起来;再用活性炭进行脱色除臭处理,将有机污染物去除;最后用离子交换树脂处理,把杂质含量较高的水进行离子交换,离子换换,去除电离性离子、杂质及有机物等,达到纯净水的标准。
离子交换法制备纯水的优点主要有以下几点:
1、可以有效地削减水中的离子浓度,可以有效去除水中的污染物,改善水质;
2、使用比较便宜,能够减少硬度、消除重金属污染和杂质的影响;
3、经济性强,在节能减排、水资源重复利用以及无害化处理方面,都具有极大的环境
效益;
4、保证过滤效率和水质的改善，并且能够保持水中温度和PH值变化在有效水平内。
离子交换法制备纯水可以应用在储水系统、电力工厂、热力发电厂、联合供热站、以及其他工业制造企业中。
它可以确保产生的水质满足有关卫生标准。
因此，离子交换法制备纯水是一种非常实用而有效的方法，可以改善水质、消除污染，为人们提供良好的生活环境。
无机化学实验七 离子交换法制备纯水
实验七离子交换法制备纯水一、实验目的1．了解离子交换法制纯水的基本原理，掌握其操作方法；2．掌握水质检验的原理和方法；3．巩固酸度计的使用，学会电导率仪的使用。
二、实验原理离子交换法是目前广泛采用的制备纯水的方法之一。
水的净化过程是在离子交换树脂上进行的。
离子交换树脂是有机高分子聚合物，它是由交换剂本体和交换基团两部分组成的。
例如，聚苯乙烯磺酸型强酸性阳离子交换树脂就是苯乙烯和一定量的二乙烯苯的共聚物，经过浓硫酸处理，在共聚物的苯环上引入磺酸基(–SO3H)而成。
其中的H+可以在溶液中游离，并与金属离子进行交换。
R–SO3H + M+R–SO3M + H+R：聚合物的本体；–SO3：与本体联结的固定部分，不能游离和交换；M+：代表一价金属离子。
阳离子交换树脂可表示为：本体交换基团R –SO3–┆H+起交换作用的阳离子如果在共聚物的本体上引入各种胺基，就成为阴离子交换树脂。
例如，季胺型强碱性阴离子交换树R–N+(CH3)3OH–，其中OH–在溶液中可以游离，并与阴离子交换。
离子交换法制纯水的原理就是基于树脂和天然水中各种离子间的可交换性。
例如，R–SO3H 型阳离子交换树脂，交换基团中的H+可与天然水中的各种阳离子进行交换，使天然水中的Ca2+、Mg2+、Na+、K+等离子结合到树脂上，而H+进入水中，于是就除去了水中的金属阳离子杂质。
水通过阴离子交换树脂时，交换基团中的OH–具有可交换性，将HCO3–、Cl–、SO42–等离子除去，而交换出来的OH–与H+发生中和反应，这样就得到了高纯水。
交换反应可简单表示为：2R–SO3H + Ca(HCO3)2→ (R–SO3)2Ca + 2H2CO3R–SO3H + NaCl → R–SO3Na + HClR–N(CH)3OH + NaHCO3→ R–N(CH)3HCO3 + NaOHR–N(CH)3OH + H2CO3→ R–N(CH)3HCO3 + H2OHCl + NaOH → H2O + NaCl本实验用自来水通过混合阳、阴离子交换树脂来制备纯水。
离子交换法制备纯化水的原理
离子交换法制备纯化水的原理1. 嘿，你知道离子交换法制备纯化水是咋回事吗？就好比一场奇妙的“离子大挪移”！比如说，水里有各种杂质离子，就像一群调皮捣蛋的小家伙，而离子交换树脂就是神奇的魔法道具，能把这些小家伙给抓住替换掉，让水变得纯净无比呢！2. 离子交换法制备纯化水的原理很有趣哦！可以想象成一场离子的“选美比赛”呀！好的离子被留下来，不好的就被淘汰出局啦。
就像在一个大舞台上，只有最合适的才能留下来，水也就纯化啦！比如在实验室里，我们就常用这种方法得到超纯净的水哦！3. 哇塞，离子交换法制备纯化水，这可真是个神奇的过程！就好像是一个精准的筛选机器，把杂质离子一个一个地挑出来。
比如在工业生产中，用这个方法就能得到高质量的纯化水，多厉害呀！4. 离子交换法制备纯化水的原理呀，你想想看，不就像是一个超级厉害的过滤网嘛！把不好的都拦住，只让纯净的通过。
就好比我们过滤咖啡渣一样，留下的就是美味的咖啡啦！在水处理中，这可是非常重要的一步呢！5. 嘿呀，离子交换法制备纯化水的原理，其实就是一场离子的“乾坤大挪移”呀！那些杂质离子乖乖地被换走啦。
就像我们整理房间一样，把不需要的东西清理出去，留下整洁干净的空间。
在纯化水的过程中，不就是这样让水变纯净的嘛！6. 离子交换法制备纯化水，这可是个超酷的过程哦！可以把它想象成一场离子的“变形记”，从乱七八糟变得整整齐齐。
比如在制药行业，纯化水可是关乎药品质量的重要一环呢，离子交换法就大显身手啦！7. 哇哦，离子交换法制备纯化水的原理呀，就好像是一场离子的“冒险之旅”！杂质离子被送走，纯净离子留下来。
就跟我们玩游戏闯关一样刺激呢！在很多领域都离不开这个神奇的方法呀！8. 离子交换法制备纯化水，听着是不是很神奇？其实就是让离子们来一场“大换位”！把不好的换走，好的留下。
就像我们挑选水果，把坏的扔掉，留下好的一样。
在纯化水领域，这可是关键的一招呢！9. 哎呀呀，离子交换法制备纯化水的原理，简直就是一个魔法呀！让离子们乖乖听话，完成纯化的使命。
纯水的制备工艺离子交换
纯水的制备工艺离子交换
纯水的制备工艺之一是离子交换。
离子交换是通过将水中的离子与离子交换树脂发生化学反应，从而去除水中的杂质离子，得到纯净的水。
离子交换的工艺一般包括以下几个步骤：
1. 预处理：将原水通过物理和化学方法进行预处理，去除悬浮物、沉淀物和有机物等杂质。
2. 过滤：将预处理后的水通过过滤装置，进一步去除微小的颗粒和悬浮物。
3. 离子交换树脂处理：将经过预处理和过滤的水，通过离子交换树脂装置进行处理。
这些树脂通常是经过特殊处理的多孔玻璃、胶体或合成高分子材料。
离子交换树脂上具有特定的功能基团，可以与水中的特定离子发生化学反应。
4. 冲洗：在离子交换过程中，吸附在树脂上的杂质离子逐渐增多，影响纯水的产出。
因此，定期进行冲洗是必要的。
冲洗可以通过流动除杂溶液，将吸附于树脂上的杂质离子冲走。
5. 再生：随着时间的推移和树脂的使用，树脂的功能基团逐渐失效。
为了保持离子交换工艺的效果，需要定期进行再生。
再生是将树脂置于相应的再生溶液中，使树脂上的功能基团得到再生，恢复其吸附和交换能力。
通过上述工艺步骤，离子交换装置可以实现对水中的离子杂质的去除，得到纯净水。
离子交换方法可以应用于不同环境和用途，例如实验室用水、电子行业用水、制药行业用水等。
纯水制备原理范文
纯水制备原理范文纯水是一种不含有杂质和溶解物质的水，具有高纯度和高电导率。
纯水的制备原理主要有两种方法，即蒸馏法和离子交换法。
1.蒸馏法制备纯水：蒸馏法是通过对水进行蒸馏和凝华的过程，将水中的杂质和溶解物质分离出来，从而达到制备纯水的目的。
蒸馏法的原理是利用水和其他物质的沸点差异，将水加热到沸腾温度，蒸汽中的水分子上升到冷凝器后会冷凝成液体，而其他杂质和溶解物质因为沸点较高而仍保持在原容器中。
这样经过连续的蒸发和冷凝过程，即可将杂质和溶解物质分离出来，得到纯净的水。
具体步骤如下：（1）将水放入蒸馏器中，并加热至沸腾。
（2）水蒸气上升进入冷凝器，冷凝为液体。
（3）纯净水凝结在冷凝器的底部，而低沸点杂质和溶解物质则被留在蒸馏器中。
蒸馏法制备纯水的优点是分离效果好，可以得到高纯度的水；缺点是制备过程中耗费时间和能源，且设备较为复杂。
2.离子交换法制备纯水：离子交换法是利用特殊的离子交换树脂对水中溶解的离子进行交换，去除水中的杂质和溶解物质，从而得到纯净的水。
离子交换法的原理是利用了离子交换树脂对溶液中离子进行交换的机理。
离子交换树脂是一种有机高分子化合物，具有一种吸附离子的能力。
当水通过含离子交换树脂的设备时，树脂表面的固定离子会与水中的离子进行交换。
这样，水中的杂质和溶解物质离子就会被吸附到树脂上，而纯净水中的离子则会被树脂释放出来，从而得到纯净的水。
具体步骤如下：（1）将含有杂质和溶解物质的水通过装有离子交换树脂的管道或柱子。
（2）离子交换树脂吸附水中的杂质和溶解物质离子，释放纯净水中的离子。
（3）经过离子交换的水中的杂质和溶解物质被去除，从而得到纯净的水。
离子交换法制备纯水的优点是操作简便，制备过程中不需耗费大量的时间和能源；缺点是需要定期更换离子交换树脂，同时树脂的饱和会降低水的产量。
总结起来，蒸馏法和离子交换法是制备纯水的两种主要方法。
在实际应用中，根据具体的场景和需求可以选择合适的方法。
离子交换法制备纯水原理
离子交换法制备纯水原理
离子交换法制备纯水主要是利用离子交换剂对水中的离子进行交换，去除水中的无机盐、有机物和微生物等杂质。
离子交换剂是一种特殊的固体材料，它有一定的交换容量，可以选择性地吸附或释放水中的离子。
常用的离子交换剂有阳离子交换剂和阴离子交换剂两种。
在离子交换法制备纯水的过程中，水通过阳离子交换剂层时，其中的阳离子会与交换剂上的阴离子发生离子交换。
同时，水中存在的阴离子则会通过阴离子交换剂层时与交换剂上的阳离子发生离子交换。
离子交换过程中，水中的各种离子被逐渐吸附在交换剂上，而交换剂上原本存在的离子则被释放到水中。
通过多次循环交换，水中的离子浓度逐渐降低，从而达到纯水的目的。
需要注意的是，离子交换法制备的纯水并不是完全去除所有的溶解物，而是使水中的离子浓度降至较低水平，达到可以满足生产或实验需要的纯度要求。
如果需要更高纯度的水，还需要进行进一步的处理，如反渗透、电离子交换等。
水的净化离子交换法制备纯水
• 强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季铵基团，如三甲胺基 (N(CH3)3或二甲基-ß-羟基乙基胺基；
• 弱碱性阴离子交换树脂：活性基团为伯胺或仲胺，碱性较弱；
• 1.2纯水制备原理
• 1）阳离子交换 例如：
4 实验内容
• 1.1 装柱 • 1.2 交换（流速6～8D） • 1.3 检验 • 1.4 配制碘化铅饱和溶液（下次实验用）
5 注意事项
• 1.1 装柱 • 防止树脂层夹有气泡；注意不要弄混阳、阴树脂。 • 1.2 检测顺序 • 先混合柱，再阴、阳柱；先测电导率。混合柱合格后
（＜10μs·cm-1），再检验离子（钙、镁在点滴板上进 行）。检验结果经教师过目。
• 1.2 收集 • 制得的纯水收集在洗瓶内待用，避免浪费。
6 实验记录
检验项目 自来水
电
导 率
pH Ca2 Mg2 Cl
SO24
结论
样 阳离子交换柱流出水 品 水 阴离子交换柱流出水
混合离子交换柱流出 水
思考与讨论
天然水中的 主要的悬浮物 胶体物质 溶解物质
ph结论自来水阳离子交换柱流出水阴离子交换柱流出水混合离子交换柱流出思考与讨论天然水中的主要的无机盐杂质是什么
水的净化-离子交换法制备纯水
目录
实验目的 实验原理 基本操作 实验内容 注意事项 实验记录 问题思考
1 实验目的
• 通过实验使学生了解用离子交换法纯化水的原 理和方法
• 掌握水质检验的原理和方法 • 学会电导率仪的正确使用方法
装柱
防止树脂层夹有气泡；注意不要弄混阳、阴树脂。
再生
制作纯水的方法
制作纯水的方法主要有以下几种：
1.蒸馏法：将水加热至沸腾，产生蒸汽，然后将蒸汽冷凝成液体，即可得到纯净的蒸馏水。
这个方法能够去除大部分溶解在水中的杂质。
2.离子交换法：使用离子交换树脂或离子交换膜来去除水中的离子和杂质。
这种方法常用
于工业和实验室中，可以得到高纯度的水。
3.反渗透法：通过高压驱动水通过半透膜，将溶解在水中的固体杂质、溶解有机物和细菌
等截留在膜上，从而得到较为纯净的水。
4.电离子交换法：利用电离子交换树脂吸附水中的离子，再通过洗脱过程将吸附的离子移
除，从而达到净化水的目的。
5.活性炭吸附法：使用活性炭吸附水中的有机物、异味和余氯等化学物质，从而提高水的
纯度和口感。
需要注意的是，以上方法均可用于制备相对较纯的水，但要达到绝对纯净水的级别，还需采用更高级别的处理技术和设备。
在实际应用中，选择适合自己需求的方法，并确保所使用的设备和材料具有合适的质量和认证标准。
离子交换法制备纯水
离子交换法制备纯水一、实验目的1．了解离子交换法制纯水的基本原理，掌握其操作方法；2．掌握水质检验的原理和方法；3．巩固酸度计的使用，学会电导率仪的使用。
二、实验原理离子交换法是目前广泛采用的制备纯水的方法之一。
水的净化过程是在离子交换树脂上进行的。
离子交换树脂是有机高分子聚合物，它是由交换剂本体和交换基团两部分组成的。
例如，聚苯乙烯磺酸型强酸性阳离子交换树脂就是苯乙烯和一定量的二乙烯苯的共聚物，经过浓硫酸处理，在共聚物的苯环上引入磺酸基(–SO3H)而成。
其中的H+可以在溶液中游离，并与金属离子进行交换。
R–SO3H + M+ R–SO3M + H+R：聚合物的本体；–SO3：与本体联结的固定部分，不能游离和交换；M+：代表一价金属离子。
阳离子交换树脂可表示为：本体交换基团R –SO3–┆H+起交换作用的阳离子如果在共聚物的本体上引入各种胺基，就成为阴离子交换树脂。
例如，季胺型强碱性阴离子交换树R–N+(CH3)3OH–，其中OH–在溶液中可以游离，并与阴离子交换。
离子交换法制纯水的原理就是基于树脂和天然水中各种离子间的可交换性。
例如，R–SO3H型阳离子交换树脂，交换基团中的H+可与天然水中的各种阳离子进行交换，使天然水中的Ca2+、Mg2+、Na+、K+等离子结合到树脂上，而H+进入水中，于是就除去了水中的金属阳离子杂质。
水通过阴离子交换树脂时，交换基团中的OH–具有可交换性，将HCO3–、Cl–、SO42–等离子除去，而交换出来的OH–与H+发生中和反应，这样就得到了高纯水。
交换反应可简单表示为：2R–SO3H + Ca(HCO3)2 → (R–SO3)2Ca + 2H2CO3R–SO3H + NaCl → R–SO3Na + HClR–N(CH)3OH + NaHCO3→ R–N(CH)3HCO3 + NaOHR–N(CH)3OH + H2CO3 → R–N(CH)3HCO3 + H2OHCl + NaOH → H2O + NaCl本实验用自来水通过混合阳、阴离子交换树脂来制备纯水。
离子交换法制备纯水的流程
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纯净水的制备方法
纯净水的制备方法
1、蒸馏法
按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器，金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器等。
按蒸馏次数可分为一次、二次和多次蒸馏法。
此外，为了去掉一些特出的杂质，还需采取一些特殊的措施。
例如预先加入一些高锰酸钾可除去易氧化物；加入少许磷酸可除去三价铁；加入少许不挥发酸可制取无氨水等。
蒸馏水可以满足普通分析实验室的用水要求。
2、离子交换法
主要有两种制备方式：复床式，即按阳床—阴床—阳床—阴床—混合床的方式连接并生产去离子水；早期多采用这种方式，便于树脂再生；混床式（2-5级串联不等），混床去离子的效果好。
但再生不方便。
离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。
但有机物无法去掉，TOC和COD值往往比原水还高。
这是因为树脂不好，或是树脂的预处理不彻底，树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽，或树脂不稳定，不断地释放出分解产物。
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水的净化 —— 离子交换法制备纯水 ( 3 学时)
水的净化——离子交换法制备纯水（3学时）一、实验目的1．了解蒸馏法和离子交换法制备纯水的基本原理和操作方法。
2．学习离子交换树脂的使用方法。
3．学习蒸馏装置的组装方法。
二、实验原理离子交换法制备纯水是利用离子交换树脂活性基团上具有离子交换能力的H+和OH－与水中阳、阴离子杂质进行交换，将水中阳、阴离子杂质截留在树脂上，进入水中的H+和OH－重新结合成水而达到纯化水的目的。
凡能与阳离子起交换作用的树脂称为阳离子交换树脂，与阴离子起交换作用的树脂称为阴离子交换树脂。
三、实验用品仪器：250ml锥形瓶3只、烧杯、铁架台、离子交换柱（3支，50ml）、铁架台、试管药品：铬黑T指示剂、AgNO3（0.1mol·L-1）、HNO3（2mol·L-1）、NH3-NH4Cl缓冲液、BaCl2（0.1mol·L-1）、717#强碱性阴离子交换树脂、732#强酸性阳离子交换树脂材料：pH试纸、脱脂棉（或玻璃纤维）、乳胶管、螺旋夹四、实验内容1、装柱用两只10mL小烧杯，分别量取再生过的阳离子交换树脂7mL（湿）或阴离子交换树脂约10mL（湿），按照装柱操作要求进行装柱。
第1支柱加入1/2柱容积的阳离子交换树脂，在第2支柱加入2/3柱容积的阴离子交换树脂，在第3支柱加入2/3柱容积的阴阳离子混合树脂。
装置完毕，按将三个柱进行串联，在串联时同样适用纯水并注意尽量排除连接管内的气泡，以免液柱阻力过大而交换不能畅通，各柱树脂层顶上也塞入少量脱脂棉，即得离子交换净水装置。
2、离子交换与水质检验依次使原料水流经阳离子交换柱、阴离子交换柱、混合离子交换柱。
并依次接收原料水、阳离子交换柱流出水、阴离子交换柱流出水、混合离子交换柱流出水样，进行以下项目检验。
（1）用电导率仪测定个样品的电导率。
（2）取各样品水2滴分别放入点滴板的圆穴内，检测钙离子、镁离子、硫酸根离子和氯离子。
结果填表格。
3、再生按基本操作中所述的方法再生阴离子、阳离子交换树脂。
纯化水的制备方法离子交换法
03
根据树脂的性能和使用情况，合理选择再生 剂和再生方式。
04
定期对出水进行检测，确保出水水质符合要 求，及时调整操作参数。
05
实验结果与分析
实验数据记录表
实验条件
记录实验过程中的温度、压力、流量等操作 参数。
离子交换树脂性能
记录树脂的型号、交换容量、再生方式等信 息。
原料水水质
记录原料水的电导率、pH值、硬度等关键 指标。
03
离子交换法在纯化水制备 中应用
预处理过程
去除悬浮物
通过沉淀、过滤等方法去除水中 的悬浮颗粒，避免对后续离子交 换过程造成干扰。
调整pH值
根据离子交换树脂的要求，调整 原水的pH值，以保证树脂的交换 容量和效果。
去除有机物
通过活性炭吸附、氧化等方法去 除水中的有机物，减少对离子交 换树脂的污染。
离子交换树脂的性质
具有化学稳定性、机械强度、交换容 量、粒度分布等性质，不同类型的树 脂有不同的性质。
离子交换过程及机理
离子交换过程
原水通过树脂层时，水中的阳离子和阴离子分别与树脂中的可交换阳离子和阴 离子进行交换，从而去除水中的杂质离子。
离子交换机理
包括吸附、解吸和扩散三个过程。树脂通过吸附作用将水中的杂质离子吸附到 树脂表面，然后通过解吸作用将杂质离子从树脂上解吸下来，最后通过扩散作 用将解吸下来的杂质离子从树脂中扩散出去。
04
设备与工艺流程简介
主要设备介绍
离子交换器
树脂再生设备
过滤设备
检测设备
用于装载离子交换树脂， 实现离子的吸附和交换。
用于对饱和的离子交换 树脂进行再生，恢复其
交换能力。
用于去除水中的悬浮物、 有机物等杂质，保证进
略述离子交换法制备纯水工艺流程
略述离子交换法制备纯水工艺流程1 引言纯水又称纯净水、去离子水，是不含杂质的H2O，其主要应用在生物、化学化工、冶金、宇航、电力等领域。
加工方法是以符合生活饮用水卫生标准的水为原水，通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法加工而成，不含任何添加物，无色透明，可直接饮用。
离子交换法是利用离子交换树脂与水中的离子之间发生交换反应从而达到去除其目的，树脂失效后又可通过再生而还原其功能，具有设备操作简单，出水水质可靠、再生方便等优点，是净水的最佳选择，本文主要介绍离子交换法的制备过程。
2 离子交换法制备纯水的工艺流程3 离子交换法制备纯水的交换机理离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
其反应机理如下：阳离子交换树脂4 树脂用量单柱装入柱高的2/3，按膨胀后的树脂体积计算。
混柱装入柱高的3/5，阳离子树脂与阴离子树脂的体积比为1：2，混柱在柱子中间偏下方有一进酸管，用以阳树脂再生进酸时，阳离子树脂装至加酸管上面一点，再接着装阴离子树脂，装至二倍阳离子体积即可。
混柱是指在一个交换柱内有强酸性阳离子交换树脂，同时也有强碱性阴离子交换树脂，是在混全均匀的情况下将水顺流通过，是数万级复床在工作，所以制得纯水质量很高，是制取高纯水的最佳方法。
5 生产打开淡水箱，将流量调至工作范围内，给离子交换系统供水，先从阳柱上方进水，下方出水，后经阴柱上方进入，下方出水，再经混柱从上方进水，下方出水（混柱偏下的酸进入口阀此时呈关闭状态），刚开始出水不是很好，排放一段时间后取出水口水样用电导测试仪检测，当电导率降至5.0us/cm以下后，缩短取样时间间隔，待电导率<1.0us/cm满足要求后停止排放，进入收集。
当离子交换系统出水电导率>1.0us/cm或不能满足要求时，说明树脂已经失效，需要对树脂进行再生。
6 再生6.1 阳床6.1.1 逆洗：将淡水从交换柱底部进入，废水从顶部排除，将被压紧的树脂松动，洗去树脂碎粒及其他杂质，排除树脂层的汽泡，以利树脂与再生液接触，洗至清澈，时间一般为15～30分钟，洗后从下部放水至液面高出树脂层表面10厘米处。
纯化水的制备方法
一、纯化水的制备方法
（一）离子交换法：通过阴、阳离子交换树脂上的 极性基团分别与原水中存在的各种阴、阳离子 交换，从而达到去除离子、纯化水质的目的。
离子交换法制备纯化水的一般工艺流程：
3.原水预处理工艺
• 在除去水中的微生物、胶体、悬浮物等部分有机物，主要 是机械过滤（砂滤），活性炭吸附剂
• 4 树脂的预处理、转型与再生
• 含有低聚可溶性杂质，所以要做预处理，另外使用一段时 间后，会饱和而失去离子交换的能力，所以需要再生子交换设备操作流程
（二）电渗析法
电渗析是去除溶液中的离子或带电粒子的一种膜分离技术。其 原理是以外加直流电场的电位差为推动力，使溶液中的阴、阳离子 发生定向迁移，分别通过阴、阳离子交换膜，并利用离子交换膜的 选择透过性，使离子从溶液中分离出来，从而达到除盐或浓缩的目
• 电去离子设备工作原理示意图
二、纯化水的质量检查
• 按照《中国药典》2010年版二部规定，纯 化水应检查以下项目：酸碱度、硝酸盐、 亚硝酸盐、氨、总有机碳、电导率、易氧 化物、不挥发物和重金属
的。
• 电渗析原理示意图：
（三）反渗透法
反渗透法是利用反渗透膜将水分子从原料水中分离出 来而制得纯化水的。原理示意图如下:
（四）电去离子法 电去离子也叫填充床电渗析，是电渗析与离子交换有
机结合形成的新型膜分离技术，借助离子交换树脂的离子 交换作用和离子交换膜对离子的选择性透过作用，在直流 电场的作用下使离子定向迁移，从而完成对水持续、深度 地除盐。
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温度计读数
馏出液体积/mL
检验水质
• • • • • 电导率的检验 Ca2+的检验 Mg2+的检验 Cl-的检验 SO42-的检验
树脂的回收：交换以后的树脂放入回收
桶（蓝色）中，待再生后可以循环使用。
实验中注意的问题
1.离子交换柱不应有气泡； 2. 柱中液面一定高于树脂床面； 3. 控制水的流出速度小于每秒1滴； 4.检验离子时注意酸度的控制； 5. 检验离子时注意试管的清洁。
2. 什么是离子交换树脂？什么是阳离子树脂？ 什么是阴离子树脂？ 难溶性的具有网状骨架结构的高分子聚合 物，对酸碱及一般溶剂稳定；阳离子树脂: R-SO3H ；阴离子树脂: R≡N+OH-。
3. 水中离子与树脂发生怎样交换？
R-SO3-H+ +Na+ R-SO3- Na+ + H+
R≡N+OH- + Cl2R-SO3-H+ + Ca2+ 2R≡N+OH- + SO42-
五、实验报告格式
一.实验目的 二.实验原理 三.仪器与试剂 四.实验步骤+ 现象
1、交换柱的准备及纯水的制取
2、水质检验 3、交换后的树脂放入回收桶中，待再生后可循环使用。
五.数据记录（两个表）与结果分析。 六.思考题 七.实验总结
分馏曲线
1. 可以知道混合物的比例或 某组分的含量。 2. 曲线越陡，说明分馏效率 越高，分离效果越好。 3. 可以判断各组分的沸点。
R≡N+Cl- + OH(R-SO3-)2 Ca2+ + 2 H+ (R≡N+)2SO42- + 2OH-
4. 测定水纯度的方法与依据
交换柱的制备：
1. 交换柱下部空气的排出 取一离子交换柱，洗 净、检验是否漏水。 不漏水后，用电渗水漂 洗 2-3 次 ， 放 入 蒸 馏 水 1/3，排气泡。
2.装柱
先加水到颈部，打开下方玻璃活塞，让水缓慢流 下。然后将树脂与水一起倒入交换柱，使之下沉， 并用橡胶棒敲击柱子，使树脂紧实。填充至树脂床 上部的水高约为4-6cm。 注意：水一定要高于树脂面。
自来水纯化
• 50ml自来水倒入离子柱中，打开活塞， 用洁净的烧杯接收纯水，弃去前2mL。 • 控制流速为2-3s/d，流出速度决定实验 成败！ • 第一个5ml 用来润洗器皿 • 然后用试管接收（4个试管，每个1ml） • 用烧杯接收大约2/3测电导率
离子交换法制备纯水
化学实验教学中心
一、实验目的
1. 了解离子交换法制备纯水基本原理 2. 练习使用离子交换树脂的一般方法 3. 学习使用电导率仪
二、实验原理
利用离子交换树脂的交换作用，除去水中的 杂质离子。 1. 水中一般含有什么离子？ 水中一般含有Ca2+、K+、Na+、Mg2+、 SO42-、CO32-、Cl-、HCO3-等离子，不能 满足化学实验和科学研究对水质的要求， 使用时一般对水进行不同程度的净化处理。
电导率仪的使用
打开电源
调温度
ON/OFF ▼ mode ▼ SET ▼
mode
S
▼
调K值
▼
调电极K值
TIPS: 注意电极润洗。 用后及时盖上电极帽。
▼
SET
开始测量
数据记录
表1 各种水的电导率值 表2 自制水的水质检测结果
样品
电导率 （μs/cm）
离子
Ca2+ Mg2+ ClSO42-
试剂
ห้องสมุดไป่ตู้
现象
自来水 电渗水 自制水