離子交換法制備純水的原理和裝罝

用離子交換法制備的純水通常稱作“去離子水”,借以區(qū)別于“蒸餾水”。這種離子交換法所制備的去離子水不能除去有機(jī)物，其電導(dǎo)率不能表示有機(jī)物的污染程度。因它是利用了離子交抶樹脂的離子交換作用，將水中外來的離子除去或減少到一定程度。近年來，由于大孔離子交換樹脂的合成與應(yīng)用，現(xiàn)已能夠通過離子交換樹脂來凈化水中的有機(jī)物，但不夠理想。離子交換樹脂凈化水的原理是：當(dāng)含有K+、Na+Ca+、Mg+等陽離子及S04'Cl'HCO3、HSi）O3-

等陰離子的原水通過磺酸型陽離子交換樹脂時(shí)，水中的陽離子為樹脂所吸附，而樹脂上可交換的陽離子H+則被置換到水中，并和水中的陰離子組成相應(yīng)的無機(jī)酸，其反應(yīng)式為，

當(dāng)含有無機(jī)酸的水再通過季胺型陰離子交換樹脂時(shí)，水中的陰離子也為樹脂所吸附，樹脂上可交換的陰離子OH-也被置換到水中，同時(shí)與水中的H+離子結(jié)合成水，其反應(yīng)式是：
(2)制備去離子水的裝罝

前面已經(jīng)講過，實(shí)驗(yàn)室中常用的簡(jiǎn)易離子交換裝置是用硬質(zhì)玻璃或有機(jī)玻璃制成的兩支離子交換往（直徑與長(zhǎng)度比例為1:10),柱的下端鋪以玻璃棉，并裝有瓷片或玻璃球。裝填前，都要用堿或酸以及蒸餾水分別煮洗干凈。上端裝以膠塞及接管。一切準(zhǔn)備就緒以后，可將處理好的陽離子交換樹脂裝入到第一支柱的2/3處，第二支柱以同樣要求裝入處理好的陰離子交換樹脂，然后，用聚乙烯管將兩柱連接起來,并在第一支柱的上端接下口瓶，第二支柱的下端接入接受瓶。安裝妥當(dāng)后，開啟活塞，控制流速。實(shí)驗(yàn)室用的流速一般可控制在每分鐘通過的水相當(dāng)于樹脂體積即可。交換制得的無離子水經(jīng)檢驗(yàn)合格后便可使用。
制備去離子水用的樹脂大多采用聚苯乙烯磺酸型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂（如上海產(chǎn)品732型，天津產(chǎn)品強(qiáng)酸1號(hào),一般為鈉型）和聚苯乙烯季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（如上海產(chǎn)品717型，天津強(qiáng)喊201型，一般為氯型）。樹脂粒度一般在16?50目（顆粒直徑約為0.3?1,2毫米）之間。樹脂的交聯(lián)度為8?12%(含水董為35?50%)。市售的這類樹脂都是鈉型和筑型，因而，在使用之前，箔要作預(yù)處理，使之轉(zhuǎn)化為所需的H+型和OH-型，同時(shí)除去夾帶的有機(jī)雜質(zhì)。一般樹脂（除交聯(lián)網(wǎng)孔直徑較大的樹脂外）只能除去可電離的物質(zhì)，但不能除去細(xì)菌、高分子有機(jī)物質(zhì)和一些非離子性雜質(zhì)，因而，在實(shí)驗(yàn)室中使用離子交換樹脂純化的去離子水時(shí)，必須注意到這一點(diǎn)。制備好的純水，最好經(jīng)過紫外線照射或進(jìn)行其它殺菌處理，這樣可以適當(dāng)延長(zhǎng)貯存去離子水的時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)室制取大1去離子水時(shí)，采用圖3—1所示的流程,可以達(dá)到較理想的效果。比較好的方法是：將去離子水裝置與蒸傕器裝置配套使用，組裝在一個(gè)系統(tǒng)裝置中，并可配備上自動(dòng)檢驗(yàn)純水的裝置，通常可裝電導(dǎo)儀，來測(cè)量純水的導(dǎo)電率，從而反映出水的純度。當(dāng)純水不符合要求時(shí)，儀器能自動(dòng)報(bào)警,便于采取措施。這樣,實(shí)驗(yàn)室可以連續(xù)不斷地得到不含有機(jī)物和其它離子雜質(zhì)的新鮮的純水，滿足痕量分析的需要。這一方法可以在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中加以推廣。