實(shí)驗(yàn)2-離子交換法制備去離子水

實(shí)驗(yàn)2離子交換法制備去離子水一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解離子交換法的原理。2．掌握離子交換柱的制作方法及去離子水的制備方法。3．學(xué)習(xí)電導(dǎo)率儀的使用及水中常見(jiàn)離子的定性鑒定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1．離子原理無(wú)論是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、日常生活用水，還是科研實(shí)驗(yàn)用水，對(duì)水質(zhì)都有一定的要求。在天然水或者自來(lái)水中含有各種各樣的無(wú)機(jī)和有機(jī)雜質(zhì)，常見(jiàn)的無(wú)機(jī)雜質(zhì)有、、、、離子及某些氣體。常見(jiàn)的處理方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法。本實(shí)驗(yàn)中主要介紹離子交換法的原理及應(yīng)用。離子交換法中起核心作用的物質(zhì)就是離子交換樹(shù)脂，它是一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子聚合物，由本體和交換基團(tuán)兩部分組成，其中本體起的是載體作用，而本體上附著的交換基團(tuán)才是活性成分。根據(jù)活性基團(tuán)類(lèi)型的不同，可以把離子交換樹(shù)脂分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。典型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是磺酸鹽型交換樹(shù)脂，其結(jié)構(gòu)為其中H+離子可以電離，進(jìn)入溶液，并與溶液中陽(yáng)離子如、、離子等進(jìn)行交換，故名為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。典型的陰離子交換樹(shù)脂如季銨鹽型離子交換樹(shù)脂，其結(jié)構(gòu)為其中離子可以電離進(jìn)入溶液，并與溶液中陰離子、離子等進(jìn)行交換，故名為陰離子交換樹(shù)脂等凈化的水分別經(jīng)過(guò)陰離子交換樹(shù)脂后，雜質(zhì)離子被離子和離子所取代，最后通過(guò)中和反應(yīng)結(jié)合生成水，達(dá)到凈化的目的。值得指出的是離子交換法只能對(duì)水中電解質(zhì)雜質(zhì)有較好的凈化作用，而對(duì)其他類(lèi)型雜質(zhì)如有機(jī)雜質(zhì)是無(wú)能為力的。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，將離子交換樹(shù)脂裝填入容器狀管道中，做成離子交換柱（見(jiàn)圖3.28），一個(gè)陽(yáng)離子交換柱和一個(gè)陰離子交換柱串聯(lián)在一起使用，稱(chēng)為一級(jí)離子交換法水處理裝置（圖3.29）。該裝置串聯(lián)的級(jí)數(shù)越多，去雜質(zhì)的效果顯然越好。實(shí)際上實(shí)驗(yàn)室里使用的所謂蒸餾水，有很多就是通過(guò)離子交換法制得的。離子換柱在使用過(guò)一段時(shí)間后，柱內(nèi)樹(shù)脂的離子交換能力會(huì)出現(xiàn)下降，解決辦法是分別讓NaOH溶液和HCl溶液流過(guò)失效的陽(yáng)離子和陰離子交換樹(shù)脂，這一過(guò)程叫做離子交換樹(shù)脂的再生。2．水質(zhì)的檢驗(yàn)由于純水中只含有微量的離子和離子，所以電導(dǎo)率極小，如果水中含有電解質(zhì)雜質(zhì)，會(huì)使得水的電導(dǎo)率明顯增大。故用電導(dǎo)率儀測(cè)定水樣的電導(dǎo)率大小，可以估計(jì)出水樣的純度。另外還可以用化學(xué)方法對(duì)水樣中常見(jiàn)離子進(jìn)行定性鑒定：（1）離子：用溶液鑒定。（2）離子：用溶液鑒定。（3）離子：在pH約為8～11的溶液中，用鉻黑T檢驗(yàn)離子。若無(wú)離子，溶液呈藍(lán)色；若有離子存在，則與鉻黑T形成酒紅色的2．為什么要先讓流出液流出15mL以后，才能開(kāi)始收集產(chǎn)品檢驗(yàn)？3．實(shí)驗(yàn)中為什么要用微型的燒杯收集流出液？4．列舉出至少3種不能用離子交換法去除的水中雜質(zhì)。5．現(xiàn)有下列無(wú)色、濃度均為0.01mol·L-1的葡萄糖溶液、氯化鈉溶液、醋酸溶液和硫酸鈉溶液，能否用測(cè)量電導(dǎo)率的方法進(jìn)行區(qū)別？6．需制備的水為什么先經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理，后經(jīng)過(guò)陰離子交換樹(shù)脂處理？反過(guò)來(lái)如何？

實(shí)驗(yàn)2報(bào)告離子交換法制備去離子水班級(jí)學(xué)號(hào)姓名實(shí)驗(yàn)日期一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）離子交換裝置的制作按3.29圖所示，裝配好離子交換裝置。并在上面一個(gè)柱內(nèi)加入交換樹(shù)脂，下面一個(gè)柱內(nèi)加入交換樹(shù)脂。加入時(shí)不能在柱內(nèi)產(chǎn)生，否則用。最后把水加滿(mǎn)，打開(kāi)螺旋夾，檢查上下兩個(gè)柱子是否暢通。（2）水質(zhì)檢測(cè)按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容填寫(xiě)下表：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表測(cè)試水樣電導(dǎo)率檢驗(yàn)現(xiàn)象離子離子離子離子自來(lái)水制得的去離子水結(jié)論：