在化学实验过程中,水是不可或缺的,如清洗仪器、水浴加热、配制溶液等都需要大量的水。而且,不同的实验对水的纯度的要求也不同。水的纯度直接影响到实验的现象、实验的结果以及实验的准确性。所以,了解水的纯度、净化方法和检验纯度方法是很有必要的。这样才能根据实验工作的需要,正确选择不同纯度的水,从而获得满意的实验效果。
在工业生产和科学实验中,表示水的纯度的主要指标是水中含盐量(即水中各种阴、阳离子的数量)的大小,而水中含盐量的测定较为复杂,目前通常用水的电阻率或电导率来表示(常用电导率仪来测定)。
1.自来水
自来水指一般城市生活用水,这是天然水(如河水、湖水、地下水等)经人工简单处理后得到的,它含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、等杂质离子,可溶于水的CO2、NH3等气体,以及某些有机物和微生物等。
由于自来水的杂质较多,所以对一般的化学分析实验就不适用。在实验室里,自来水主要用于:洗涤仪器,实验中的加热用水、冷却用水,制备蒸馏水和去离子水。
2.蒸馏水(www.xing528.com)
将自来水在蒸馏装置中加热,使含盐的水蒸发,然后将蒸气冷凝就可得到蒸馏水。由于杂质离子不挥发,所以蒸馏水中所含杂质比自来水中少得多,比较纯净,但其中仍含少量的杂质。这是因为冷凝管、接收容器本身的材料可能或多或少地进入蒸馏水,这些装置一般所用材料是不锈钢、纯铝、玻璃等,所以可能进入金属离子。
尽管如此,蒸馏水仍然是实验室里最常用的较纯净的溶剂或洗涤剂,常用来配制溶液,以便做化学分析实验。如对水的纯度要求更高,可将蒸馏水进行多次蒸馏或用石英蒸馏器进行蒸馏。用蒸馏法制取脱盐水时,由于其存在蒸发速度慢、能耗成本高、易带入二氧化碳等不足之处,因此已逐渐被离子交换法所替代。
3.去离子水
通过离子交换柱后所得到的水即去离子水(也叫离子交换水)。离子交换柱中装有离子交换树脂,它是一种人工合成的带有能交换的活性基团的颗粒状有机高分子聚合物。离子交换树脂分为两类:带有酸性基团能与阳离子进行交换的叫阳离子交换树脂;带有碱性基团能与阴离子进行交换的叫阴离子交换树脂。
进行离子交换时,一般将水先经过阳离子交换柱,水中的阳离子(如Na+、Ca2+等)被吸附在树脂上,树脂上的H+进入水中;然后再经过阴离子交换柱,水中的阴离子(如、Cl-等)被吸附,交换下来的OH-进入水中,与交换下来的H+结合成H2O;最后再经过一个装有阴、阳离子交换树脂的混合柱,除去残存的阴、阳离子,这样得到纯度较高的去离子水。
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