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+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）、

3

A g N O

（0.1 mo l ·L -1

）、2

B a

C 1（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。

2．为什么要先让流出液流出15mL以后，才能开始收集产品检验？

3．实验中为什么要用微型的烧杯收集流出液？

4．列举出至少3种不能用离子交换法去除的水中杂质。

5．现有下列无色、浓度均为0.01mo l·L-1的葡萄糖溶液、氯化钠溶液、醋酸溶液和硫酸钠溶液，能否用测量电导率的方法进行区别？

6．需制备的水为什么先经过阳离子交换树脂处理，后经过阴离子交换树脂处理？反过来如何？

实验2报告离子交换法制备去离子水班级学号姓名实验日期

一、实验目的

二、实验内容

（1）离子交换装置的制作

按 3.29图所示，装配好离子交换装置。并在上面一个柱内加入交换树脂，下面一个柱内加入交换树脂。加入时不能在柱内产生，否则用。最后把水加满，打开螺旋夹，检查上下两个柱子是否畅通。

（2）水质检测

按实验内容填写下表：

实验现象记录表

结论：

三、问题与讨论

超纯水去离子水RO水蒸馏水双蒸水的区别

超纯水、去离子水、RO水、蒸馏水、双蒸水的区别 1. 超纯水：Ultrapure水（超纯水），既将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。电阻率大于18MΩ*cm，或接近Ω*cm极限值。通常实验室中常用NANOpure或Milli-Q制备，制水源一般为去离子水或者RO水； 2. 去离子水：把水里的阴阳离子都除掉的水。主要通过RO膜和混床树脂来把水中的离子除掉，常用制水仪有MilliporeElix，但仍然存在可溶性的有机物，比如热源，所以去离子水一般不能用作注射用水； 3. RO水：也称纯水。即通过反渗透膜过滤后的水，反渗透膜的孔径一般为10A到100A之间，所以它能够去除95%以上的离子态杂质； 4. 蒸馏水：利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使H2O汽化并随之使蒸气部分冷凝分离而得的水，能去除自来水内大部分的污染物，但挥发性的杂质无法去除，如二氧化碳、氨、二氧化硅以及一些有机物。新鲜的蒸馏水是无菌的，但储存后细菌易繁殖； 5. 双蒸水：Distillation-Distillation H2O（ddH2O）,经过2次蒸馏而得的水，水中的无机盐、有机物、微生物、可溶解气体和挥发性杂质含量极低，且除去了热源，一般可以用于注射用水。 按照纯度级别高低顺序是：超纯水、去离子水、双蒸水（ddH2O）、纯水（RO水）、蒸馏水。 超纯水作为所有的实验用水都可以，特别是高灵敏度ICP/MS、ppt级分析、同位素分析、疾控中心、药检所、质检所、环监站、高校科研等标准实验室及各种高端精密仪器用水。其他的纯水及双蒸水根据实际情况，在要求不是很严格的情况下也可以使用。（备注：注射用水是指蒸馏水或者去离子水经过蒸馏除去热源以后的水）

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+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

软化器设计计算书

目录 一、总述 (1) 1. 锅炉水处理监督管理规则 (1) 2. 离子交换树脂内部结构 (1) 3. 钠离子交换软化原理及特性: (2) 4. 水质分析测试内容 (2) ?PH值(Potential of Hydrogen) (2) ?总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2) ?铁含量(IRON) (2) ?锰........................................................ ?硬度值(HARDNESS) (3) ?碱度 (3) ?克分子(mol) (3) ?当量 (4) ?克当量 (4) ?硬度单位 (4) ?我国江河湖泊水质组成 (7) 二、全自动软水器 (7) 三、影响软水器交换容量的因素 (9) 1. 流速(gpm/ft，m/h) (9) 2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (9) 3. 树脂层的高度 (10) 4. 进水含盐量 (11) 5. 温度 (13) 6. 再生剂质量(NaCl) (13) 7. 再生液流量 (14) 8. 再生液浓度 (15) 9. 再生剂用量 (16) 10. 树脂 (16) 四、自动软水器设计 (16) 1. 软水器设备应遵循的标准 (16) 2. 全自动软水器主要参数计算 (17) 1) 反洗流速的计算: (17) 2) 系统压降计算 (17) 3. 软水器设计计算步骤 (17) 计算示例 (19)

一、总述 1.锅炉水处理监督管理规则 第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测 单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规 则。 第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。 第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。 第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。 第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料: 1.水处理设备图样(总图、管道系统图等); 2.设计计算书; 3.产品质量证明书; 4.设备安装、使用说明书; 5.注册登记证书复印件。 第三十六条对违反本规则的单位和个人，有下列情况之一者，安全监察机构有权给予通报批评、限期改进，暂扣直至吊销资格(对持证的单位 和个人)的处理。 2.离子交换树脂内部结构 离子交换树脂的内部结构可以分为三个部分： 1)高分子骨架由交联的高分子聚合物组成，如交联的聚苯烯、聚丙烯酸等； 2)离子交换基团它连在高分子骨架上，带有可交换的离子(称为反离子) 的离子官能团[如-SO 3Na、-COOH、-N(CH 3 ) 3 Cl]等，或带有极性的非离子型 官能团[如-N(CH 3)2、-N(CH 3 )H等]； 3)孔它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝 胶孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。 离子交换树脂的内部结构如下图中的左图所示，离子交换基团的结构如下图的右图所示。 顺流再生：交换流速20-30m/h，反洗流速12~15m/h，吸盐流速4-6m/h（逆1.4-2m/h）

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，

拓展资料：纯水的制备

纯水的制备 一、纯水的制备方法 自然界中的水都含有杂质，不能直接用于化学实验，一般都需经过纯制。不同的实验对水的纯度要求不同，一般化学实验使用的纯水常用蒸馏法和离子交换法制取。 1．蒸馏法。 蒸馏法制备的纯水叫蒸馏水。根据蒸馏的次数分为一次蒸馏水、二次蒸馏水和三次蒸馏水。二次和三次蒸馏水是纯度较高的高纯水，用于有特殊要求的实验中。一次蒸馏水中还含有微量杂质，可用来洗涤要求不十分严格的仪器和配制一般的实验用溶液。 蒸馏法制备纯水是根据水与杂质有不同的挥发性，利用蒸馏器进行蒸馏冷凝而得到。 实验室中制备一次蒸馏水时，可使用蒸馏水蒸馏器（图5－12）。制备二次蒸馏水可使用二次蒸馏水器（图5－13）。制备高纯水还可使用硬质玻璃蒸馏器、石英蒸馏器、金、银以及聚四氟乙烯蒸馏器。 制备二次蒸馏水可根据实验对水质的要求，加入适当的试剂以抑制某些杂质的挥发，如加入甘露醇能抑制硼的挥发；加入碱性高锰酸钾可破坏有机物并防止二氧化碳蒸出，使水的pH=7；制备无氨水时，可加入浓硫酸（每升水加二毫升浓硫酸）或磷酸。 2．离子交换法。 用离子交换法制备的纯水叫“去离子水”，它是利用离子交换树脂的离子交换

作用，将水中除H＋和OH－以外的其它离子除去，或减少到一定程度。此法不能将水中的有机物除去，离子交换法制备纯水也不同于水的软化。水的软化主要是降低水的硬度，仅需将水中的 Ca2＋、Mg2＋除去，因此水的软化虽然可以使用离子交换树脂，但只能用阳离子交换树脂进行交换；也可以使用盐型（钠型）树脂，但在制备去离子水时则必须使用阳、阴两种离子交换树脂，而且必须要用游离酸（碱）型树脂。离子交换法制备纯水，是目前较为广泛采用的一种纯水制备方法，其优点是；设备简单，操作方便，成本低，水的纯度高。 （二）离子交换法制备纯水的原理。 含有K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子及SO42－、Cl－、HCO3－、HSiO3－等阴离子的原水，当通过阳离子交换树脂层时，水中的阳离子会被脂所吸附，而树脂上可游离交换的H＋则被置换到水中，并和水中的阴离子组成相应的无机酸，其反应可表示为： 含有无机酸的水，当再通过阴离子交换树脂层时，水中的阴离子又会被树脂吸附，树脂上可交换的OH－又被置换到水中，并与水中的H＋结合成水，这一反应可用下式表示。

离子交换设计计算书(有公式)

全自动软水器设计指导手册 （附设计公式）

目录 一、总述 0 1. 锅炉水处理监督管理规则 0 2. 离子交换树脂部结构 0 3. 钠离子交换软化原理及特性: (1) 4. 水质分析测试容 (1) ?PH值(Potential of Hydrogen) (1) ?总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (1) ?铁含量(IRON) (1) ?锰 (2) ?硬度值(HARDNESS) (2) ?碱度 (2) ?克分子(mol) (2) ?当量 (3) ?克当量 (3) ?硬度单位 (3) ?我国江河湖泊水质组成 (5) 二、全自动软水器 (5) 三、影响软水器交换容量的因素 (7) 1. 流速(gpm/ft，m/h) (7) 2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (7) 3. 树脂层的高度 (8) 4. 进水含盐量 (9) 5. 温度 (11) 6. 再生剂质量(NaCl) (11) 7. 再生液流量 (12) 8. 再生液浓度 (13) 9. 再生剂用量 (14) 10. 树脂 (14) 四、自动软水器设计 (14) 1. 软水器设备应遵循的标准 (14) 2. 全自动软水器主要参数计算 (15) 1) 反洗流速的计算: (15) 2) 系统压降计算 (15) 3. 软水器设计计算步骤 (15) 计算示例 (17)

一、总述 1.锅炉水处理监督管理规则 第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测 单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规 则。 第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。 第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。 第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。 第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料: 1.水处理设备图样(总图、管道系统图等); 2.设计计算书; 3.产品质量证明书; 4.设备安装、使用说明书; 5.注册登记证书复印件。 第三十六条对违反本规则的单位和个人，有下列情况之一者，安全监察机构有权给予通报批评、限期改进，暂扣直至吊销资格(对持证的单位 和个人)的处理。 2.离子交换树脂部结构 离子交换树脂的部结构可以分为三个部分： 1)高分子骨架由交联的高分子聚合物组成，如交联的聚苯烯、聚丙烯酸等； 2)离子交换基团它连在高分子骨架上，带有可交换的离子(称为反离子)的 离子官能团[如-SO3Na、-COOH、-N(CH3)3Cl]等，或带有极性的非离子型官能团[如-N(CH3)2、-N(CH3)H等]； 3)孔它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝 胶孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。 离子交换树脂的部结构如下图中的左图所示，离子交换基团的结构如下图的右图所示。 顺流再生：交换流速20-30m/h，反洗流速12~15m/h，吸盐流速4-6m/h（逆1.4-2m/h）

实验十八 纯水制备及pH值和电导率的测定

实验十八 纯水制备及pH 值和电导率的测定 一、实验目的 1．熟悉用阴、阳离子交换树脂制备去离子水的过程。 2．掌握pH 值的测定原理及方法，学会使用酸度计。 3．掌握水的电导率测定原理及方法，学会使用电导率仪。 二、实验原理 1．pH 值的测量 以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，用电位法测量溶液的pH 值，组成测量电池的图解表示式为： (-)Ag ，AgCl |内参比溶液|玻璃膜|试液||KCl （饱和）| Hg 2Cl 2，Hg （+） ε6 ε5 ε4 ε3 ε2 ε1 电池的电动势等于各相界电位的代数和。即， E 电池 ＝（ε1－ε2）＋（ε2－ε3）＋（ε3－ε4）＋（ε4－ε5）＋（ε5－ε6） E SCE ＝ ε1－ε2 E Ag/AgC l ＝ε5－ε6 E 膜＝（ε4－ε3）－（ε4－ε5）＝ ε5－ε3 （18-1） 其中（ε2－ε3）为试液与饱和氯化钾溶液之间的液接电位E j ，整理（18-1）式，得： E 电池＝E SCE －E 膜－E Ag/AgCl ＋E j （18-2） 当测量体系确定后，式中E SCE 、E Ag/AgCl 及E j 均为常数，而 E 膜＝k ＋ R T n F ?ln a H 合并常数项，电动势可表示为： E 电池 ＝（E SCE －E Ag/AgCl －k ＋E j ）－ R T n F ?ln a H ＝ K －R T n F ?ln a H ＝ K ＋0.059 pH （18-3） 其中0.059为玻璃电极在25℃的理论响应斜率。 由于玻璃电极常数项，或说电池的“常数”电位值无法准确确定，故实际中测量pH 值的方法是采用相对方法。即选用pH 值已经确定的标准缓冲溶液进行比较而得到欲测溶液的pH 值。为此，pH 值通常被定义为其溶液所测电动势与标准溶液的电动势差有关的函数，其关系式是： ln 10x s x s E E p H p H F R T -=+? （18-4） 式（18-4）中pH x 和pH s 分别为欲测溶液和标准溶液的pH 值，E x 和E s 分别

离子交换树脂和设备设计

离子交换树脂及装置设计详解 1、离于交换剂 1.1离子交换剂的种类 离子交换剂是实现交换功能的最基本物质。离子交换剂根据其材料可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂，又可分为天然离子交换剂和人工合成离子交换剂等。天然离子剂如粘土、沸石、褐煤等。人工合成离子交换树脂有凝胶树脂、大孔树脂、吸附树脂、氧化还原树脂、螯合树脂等。其交换能力又可分为强碱性、弱碱性、强酸性、弱酸性等多种类型。 1.2离子交换树脂的基本特性罗门哈斯树脂,陶氏树脂 依其功能用途不同、原料性能不同，所制的树脂特性也不相同。常用的凝胶树脂的主要特性简介如下。 1.2.1.树脂的外观与粒度 凝胶型阳树脂为半透明的棕色或淡黄色的小球，阴树脂颜色略深。树脂粒度和均一度影响树脂的性能，粒度越小表面积就越大;但粒度过细不仅增大液体在树脂层内的阻力，而且也会影响树脂的机械程度，降低使用寿命。通常树脂小球直径为0.2-0.8mm。 2.树脂的密度 树脂密度分为干密度和湿密度。干密度是在温度115℃真空干燥后的密度。湿密度又分湿真密度和湿视密度 2.1湿真密度是树脂在水中充分膨胀后的质量与自身所占体积(不含树脂颗粒之的空隙)之比值(g/cm3)。不同类型树脂，湿真密度不同。即使同一类型的阳树脂或阴树脂，由于所含交换离子种类不同，湿真密度大小也不相同。 2.2湿视密度湿视密度又称堆积密度，是指树脂在水中充分溶胀后，单位体积树脂所具有的质量。湿视密度可用来计算离子交换柱内填充树脂的所需量。 3.树脂的交联度 树脂的骨架是靠交联剂连接在一起的。交联度是指交联剂所占有的份数，一般用交联剂占单体质量百分数来表示。例如，聚苯乙烯树脂用二乙烯苯作交联剂，其用量占单体总料量的8%时，则这种树脂的交联度为8%。 交联度直接影响树脂的性能。交联度越高，树脂的机械强度就越大，对离子的选择性越强，但离子的交换速度就越慢。这是因为交联度高，表明树脂的结构紧密，孔隙率低，同时树脂在水中溶胀率也低，因而水中的离子在树脂内扩散速度小，影响了离子间的交换能力。 4、树脂的稳定性

离子交换实验

实验报告 课程名称： 水处理工程实验 指导老师： 胡宏 成绩：__________________ 实验名称： 离子交换实验 类型：________________同组学生姓名： 陈巧丽、林蓓等 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。离子交换是一种特殊吸附过程，通常是可逆性化学吸附；其特点是吸附水中离子化物质，并进行等电荷的离子交换。 离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石，人工合成沸石，及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离 子交换树脂。 在应用离子交换法进行水处理时，需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备，决定交换设备的运行周期和再生处理。通过本实验希望达到下述目的： 1) 加深对离子交换基本理论的理解；学会离子交换树脂的鉴别； 2) 学会离子交换设备操作方法； 3) 学会使用手持式盐度计，掌握pH 计、电导率仪的校正及测量方法。 二、实验内容和原理 由于离子交换树脂具有交换基因，其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。 用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子，反应式如下： nRH + M +n → Rn M + nH + M ——阳离子 专业： 环境工程 姓名： 王 义 学号： 71 日期： 2010-4-2 装 订 线

n——离子价数 R——交换树脂 用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子，反应式如下： nROH + Y?n→ R n Y + nOH- Y——阴离子 离子交换法是固体吸附的一种特殊形式，因此也可以用解吸法来解吸，进行树脂再生。 本实验采用自来水为进水，进行离子交换处理。因为自来水中含有较多量的阴、阳离子，如Clˉ， NH4+，Ca2+，Mg2+，Fe3+，Al3+，K+，Na+等。在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水，以及某些废水深度处理过程中，都需要除去水中的这些离子。而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。 本实验采用测量水中电导率值或盐度的方法来间接地、近似地表示离子的去除情况。 三、主要仪器设备 离子交换树脂的鉴别： 30ml试管数支、吸管1支、5ml移液管数支，废液缸一个；溶液、5mol/L NH4OH溶液、1 溶液、10%CuSO4溶液，酚酞指示剂、甲基红指示剂； 离子交换树脂对水中离子的交换作用： 烧杯50ml 5只，METTLER TOLEDO 326电导率仪1台、PHS-9V型酸度计一台、手握式盐度计一支，清水、模拟废水，流量计，砂滤柱、阳树脂柱、阴树脂柱、混树脂柱装置一套。 交换柱有效值：Φ=9cm，h=100cm。 图1 离子交换实验装置流程图

纯水制备原理

一、反渗透原理 当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透，此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。 过程：水分自然渗透过程的反向过程 物质：反渗透膜 起源于 最早使用于美国太空人将尿液回收为纯水使用。医学界还以的技术用来洗肾(血液透析)。反渗透膜可以将重金属、农药、细菌、病毒、杂质等彻底分离。整个工作原理均采用物理法，不添加任何杀菌剂和化学物质，所以不会发生化学变相。并且并不分离溶解氧，所以通过此法生产得出的纯水是活水，喝起来清甜可口。 反渗透，英文为ReverseOsmosis，它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透过程的反向过程。早在1950年美国科学家有一回无意中发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水，隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生疑问:陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水，那为什么海鸥就可以饮用海水呢?这位科学家把海鸥带回了实验室，经过解剖发现在海鸥嗉囊位置有一层薄膜，该薄膜构造非常精密。海鸥正是利用了这薄膜把海水过滤为可饮用的淡水，而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外。这就是以后法(ReverseOsmosis简称R.O)的基本理论架构。 工作原理 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。

高分子化学实验报告-离子交换树脂

离子交换树脂的制备与性能测定 一. 实验目的： 1.熟悉悬浮共聚合的方法及特点。 2.通过对共聚物的磺化反应，了解高分子反应的一般规律。 3.掌握离子交换树脂的净化方法和交换当量的测定。 二、实验背景 2.1 离子交换树脂基础介绍 离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。 离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。 离子交换树脂的命名方式：离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。 2.2 离子交换树脂的种类 (1) 强酸性阳离子树脂 这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。 (2) 弱酸性阳离子树脂 这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。 (3) 强碱性阴离子树脂 这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。 这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。(4) 弱碱性阴离子树脂 这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶

离子交换法制备纯水

实验二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； 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： 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 + 2H2CO3 R–SO3H + NaCl → R–SO3Na + HCl R–N(CH)3OH + NaHCO3→ R–N(CH)3HCO3 + NaOH R–N(CH)3OH + H2CO3→ R–N(CH)3HCO3 + H2O HCl + 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。 [实验用品] 仪器：离子交换柱(也可用碱式滴定管代替)。 材料：玻璃纤维(棉花)、乳胶管、螺旋夹、pH试纸。 固体药品：717强碱性阴离子交换树脂、732强酸性阳离子交换树脂。 液体药品：NaOH(2mol·L-1)、HCl(2mol·L-1)、AgNO3(0.1mol·L-1)、NH3–NH4Cl缓冲溶液(pH=10)、铬黑T指示剂。 三、实验步骤 1．树脂的预处理 将717(201×7)强碱性阴离子交换树脂用NaOH(2mol·L-1)浸泡24小时，使其充分转为OH-型（由教师处理）。取OH-型阴离子交换树脂10mL，放入烧杯中，待树脂沉降后倾去碱液。加20mL 蒸馏水搅拌、洗涤、待树脂沉降后，倾去上层溶液，将水尽量倒净，重复洗涤至接近中性(用pH 试纸检验，pH=7～8)。 将732(001×7)强酸性阳离子交换树脂用HCl(2mol·L-1)浸泡24小时，使其充分转为H+型（由教师处理）。取H+型阳离子交换树脂5mL,于烧杯中,待树脂沉降后倾去上层酸液，用蒸馏水洗涤树脂，每次大约20mL，洗至接近中性(用pH试纸检验pH=5～6)。 最后，把已处理好的阳、阴离子交换树脂混合均匀。 2．装柱

树脂塔设计计算

树脂塔设计计算 一、树脂用量的计算： 1. 罐体直径的确定 D=（4A/π）1/2 A=Q/v 式中： D——罐体直径，m； A——罐体截面面积，m2； Q——处理水量，m3/h； v——过流速度，一般取值：钠型树脂20-30m/h，磺化煤10-20m/h，混床40-60m/h； 2. 树脂装填量计算 V=1.2×1000QTc/(q/2) 式中： V——树脂装填体积，L； 1.2——安全系数 Q——处理水量，m3/h； T——树脂塔再生周期，h； c——需去除的硬度，mmol/L； q——树脂工作交换容量※，mmol/L； 3. 树脂填装高度计算 H=4V/(1000πD2) 式中： H——树脂装填高度，m； 二、再生剂耗量计算： 1. 再生水耗量 a 反洗用水量： V f=v f·T f·πD2/240 式中： V f——反洗用水量，m3； v f——反洗流速，m/h，阳离子交换树脂为10-15m/h，阴离子交换树脂为8-10m/h； T f——反洗时间，min，通常为20-30min； b 置换用水量： V H=v H·T H·πD2/240 式中： V H——置换用水量，m3； V H——置换流速，m/h，一般＜5m/h； T H——置换时间，min，通常为20-30min； c 正洗水量： V Z=a·V 式中： V Z——正洗用水量，m3；

a ——正洗水耗，m3/ m3树脂，正洗流速一般为10-15m/h，正洗时间为5-15min； ※计算过程中需注意单位的统一。由于离子交换树脂自身所能交换的离子(Na+、H+、O H-)化合价通常为一价，而处理水中需要被交换的离子(Ca2+、Mg2+)通常为二价，即两个树脂单元方能交换掉一个二价离子。此处按照需要被交换的离子为二价离子计，这是在计算过程中需注意的地方。

离子交换软化实验报告

1实验目的 (1)熟悉顺流再生固定床运行操作过程； (2)加深对钠离子交换基本理论的理解。 2实验原理 当含有钙离子或镁离子是造成水硬度的主为成分。当含有钙离子或镁离子的水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的Ca2+及Mg2+便与树脂中的可交换离子（钠型树脂中的Na+,氢型树脂中的H+）交换，使水中的Ca2+和Mg2+含量降低或基本上全部去除，这个过程叫做离子交换树脂对水的软化。钠离子交换用食盐（NaCl）再生，氢离子交换用盐酸或硫酸再生。基本反应式如下:（1）钠离子交换 软化 再生 （2）氢离子交换 交换

再生 钠离子交换的最大优点是不出酸性水，但不能脱碱；氢离子交换能去除碱度，但出酸性水。本实验采用钠离子交换。 3实验内容 3.1实验设备与试剂 表3-1 实验中所用试剂及说明 仪器（试剂）数量或说明 软化装置 1 套 100 mL量筒 1 个 秒表 1 块 2000 mm钢卷尺 1 个 测硬度所需用品若干 食盐1000 g

3.2实验装置 实验装置如图3-1所示。 图3-1 离子树脂交换装置 1—软化柱；2—阳离子交换树脂；3—转子流量计；4—软化水箱；5—定量投再生液瓶； 6—反洗进水管；7—反洗排水管；8—清洗排水管；9—排气管 3.3实验步骤 (1)熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用； (2)测原水硬度，测量交换柱内径及树脂层高度； 用100 mL吸管移取三份水样，分别加5mL NH3-NH4Cl缓冲溶液，2~3滴铬黑T 指示剂，用EDTA 标准溶液滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。 (3)将交换柱内树脂反洗数分钟，反洗流速采用15 m/h，以去除树脂层的气泡；

离子交换器的设计计算

离子交换器的设计计算 1、交换器直径： F=Q/(T×N×V） F---交换器截面积（m2）； Q---产水量(T/D); T---工作时间（H/D） N---交换器台数； V-交换流速(M/H). 2、交换器高度: H=Hp+Hr+Hs+Ht（米） Hp---交换器下部排水高度，一般为0.3—0.7m; Hr---交换剂层高度，一般在1.0—2.0之间选择。 Hs---反洗膨胀高度,树脂层高50%左右。 Ht---顶部封头高度。 3、交换器连续工作时间： t=V r×Eg/《q×(H1-H2)》 (小时) V r---交换剂体积； q---交换器流量； Eg---交换剂的工作交换容量，一般阳树脂取1000mol/m3。 H1---原水中硬度，mmol/L. H2---出水残留硬度，mmol/L. 4、再生剂用量：G z=V r×Eg×Bz/（1000×ε）

Gz---再生剂用量； Bz---再生剂实际耗率，g/mol. ε---再生剂纯度，对NaCL,可取0.95。 常用再生剂的实际耗率 顺流再生逆流再生 再生剂：NaCL ;HCL NaCL ; HCL 耗率：120-150 ;60-90 70-90; 30-60混合离子交换器设计计算： Q=3.14R2×V Q--混床的处理能力；单位m3/h R--混床的半径;单位m V--过滤流速，一般普通混床20-30m3/h 精致混床30-40m3/h 抛光混床40-60m3/h 取石英砂10-12m/h； V=3.14R2×H×1000 V--树脂的体积；单位kg R--混床的半径;单位m H--树脂的有效高度；单位m 注：树脂总装高不小于1m 阴阳离子交换树脂比例（阳：阴=1:1.3-2）混床的再生周期：

在实验室如何制造去离子水

在实验室如何制造去离子水？ 在实验室可以自己制造一个由阴离子和阳离子交换柱构成的去离子水装置，具体方法如下所述。 (1)将所需数量的强酸性阳离子交换树脂及强酸性阴离子交换树脂分别置于70～80℃的热水浸泡一昼夜，然后用自来水淘洗至没有机械杂质，备用。 (2)分别将阳离子及阴离子交换树脂连同水一并移入下端装有玻璃活塞的两根玻璃管中，玻璃管的内径和长度的比为l：10。装树脂时要注意管内不能留有空气泡，否则会影响交换树脂的交换能力。 (3)在阳离子交换树脂中注入2m ol盐酸溶液，阴离子交换树脂中注入2mo l的氢氧化钠溶液，调节玻璃活塞使流出液量的流速为3滴／s。当已经通过树脂的理论量所需要的盐酸和氢氧化钠溶液时检查流出液是否符合要求。 检测的方法是取5m l流出液置于试管中，滴加1滴浓盐酸、5滴硫氰酸铵溶液，检测是否含有铁离子。若试液不显红色，则没有铁离子，亦证明金属阳离子已经全部除去。此后将阳离子树脂用蒸馏水洗涤至流出液不呈酸性，可用甲基橙检验。 同样，检测阴离子交换树脂的流出液是否含有氯离子。可在硝酸性溶液中，用硝酸银检测。并用蒸馏水洗涤至不含氯离子和氢氧根离子。然后将阳离子交换柱的上端接入自来水，并将其流出端用橡胶管连接到阴离子交换柱的上端，再将阴离子柱的出水口与去离子水收集瓶相连接(如图l0-l)。这样便构成了去离子水的制备装置。 图10-1实验室制去离子水装置示意；注意树脂在玻璃管内的装载量为全管容积的4／5，并且要在管子底部放置一些玻璃丝。

加药泵→机械过滤器→活性炭过滤器→反渗透膜→储藏罐就可以了. 去离子水设备 去离子水设备,主要采用以下工艺: 现在做去离子水的工艺大致可分为三种： 第一种：采用阳阴离子交换树脂取得的去离子水，一般通过之后，出水电导率可降到10us/cm以下，再经过混床就可以达到1us/cm以下了。但是这种方法做出来的水成本极高，而且颗粒杂质太多，达不到理想的要求。目前已较少采用了。 第二种：预处理（即砂碳过滤器+精密过滤器）+反渗透+混床工艺 这种方法是目前采用最多的，因为反渗透投资成本也不算高，可以去除90%已上的水中离子，剩下的离子再通过混床交换除去，这样可使出水电导率：0.06左右。这样是目前最流行的方法。 第三种：前处理与第二种方法一样使用反渗透，只是后面使用的混床采用EDI 连续除盐膜块代替，这样就不用酸碱再生树脂，而是用电再生。这就彻底使整个过程无污染了，经过处理后的水质可达到：15M以上。但这这种方法的前期投资比较多，运行成本低。根据各公司的情况做适当的投资。最好不过了。

纯水的制备.

《纯水的制备》 一实验目的 1 了解用离子交换法制备纯水的基本原理 2 掌握纯水制备的基本步骤 3 熟悉电导仪的使用 二实验原理 纯水的制备是将原水中可溶性和不溶性的杂质全部去除的水处理方法。制备纯水的方法有很多，通常多用蒸馏法、离子交换法、亚沸蒸馏法和电渗析法，此次实验是用离子交换法来制备去离子水，离子交换树脂以其母体所含功能团不同可分为酸性离子交换树脂和碱性离子交换树脂两类，又因其酸、碱性不同，所以分为各种类型的离子交换树脂。此次实验选用含水率50%左右，粒度20-40目，球状，交换能力很强，强度较好的强酸性阳离子交换树脂和碱性阴离子交换树脂。利用离子交换树脂中可游离交换的离子与水中离子相互交换作用，将水中各种离子除去或减少到一定程度。用离子交换树脂处理原水，所获得的水称为去离子水。 三实验设备和试剂 1 交换床装置一套，如下图 2 溶解氧瓶若干个，秒表一块 3 测水中铁所须用品及测定方法详见《水与废水监测分析方法》 四实验步骤 1 将潮湿的新树脂在空气中晾干，用95%乙醇浸泡并不断搅拌，用水漂洗至无乙醇气味后，再漂洗1-2次。 2 强酸性阳离子交换树脂，先用5%-10%盐酸浸泡1h，并不是搅拌，用倾泻法以蒸馏水洗涤树脂至洗液不呈色，然后将树脂带水一起装入柱中。再继续用5%-10%盐酸淋洗，使流出液中检不出，再以蒸馏水或去离子水洗到流出液的PH值为6.6-7.0。 3 强碱性阴离子交换树脂，先用水浸泡1h，将树脂带水一起装入柱中。用5%盐酸淋洗，直至流出液检不出，然后用水洗至中性，再用4%-6%氢氧化钠溶液淋洗，直至流出液中检不出，最后用蒸馏水洗至PH值为7即可使用。 4 开始进水，原水进入装有阴离子的交换柱中，然后再进入阳离子交换树脂柱之中，出水进入装有泵的水箱中，并对处理出水进性电导的测定。 5 改变运行流量，每个流速下所得树脂不同，记录数值如下表

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。 阴离子交换树脂：操作程序与阳离子相同，只是8%的NaOH溶液浸泡，洗至PH=9.0-10.0;再用7%的HCl溶液浸泡,洗至PH值为3.0-4.0;最后再用8%的NaOH溶液浸泡,并用纯水洗至PH约为8.0即可。 二、装柱和交换及再生 闻子交换柱和去离子水制备器，一般成套买回，6支交换柱，按水流顺序，前3支为阳离子交换树脂柱，后3支为阴离子交换树脂柱，也有交叉安装。 调节进水量的大小至出水橡皮管有水流出即可，流速过低或过高都会使水质下降。 再生的方法与预处理基本相同，经过再生的树脂可以现使用。