一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/div>
1．了解離子交換法制純水的基本原理，掌握其操作方法；
2．掌握水質(zhì)檢驗(yàn)的原理和方法；
二、實(shí)驗(yàn)原理
離子交換法是目前廣泛采用的制備純水的方法之一。水的凈化過(guò)程是在離子交換樹脂上進(jìn)行的。離子交換樹脂是有機(jī)高分子聚合物，它是由交換劑本體和交換基團(tuán)兩部分組成的。例如，聚苯乙烯磺酸型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂就是苯乙烯和一定量的二乙烯苯的共聚物，經(jīng)過(guò)濃硫酸處理，在共聚物的苯環(huán)上引入磺酸基(–SO3H)而成。其中的H+可以在溶液中游離，并與金屬離子進(jìn)行交換。
如果在共聚物的本體上引入各種胺基，就成為陰離子交換樹脂。例如，季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹R–N+(CH3)3OH–，其中OH–在溶液中可以游離，并與陰離子交換。
離子交換法制純水的原理就是基于樹脂和天然水中各種離子間的可交換性。例如，R–SO3H型陽(yáng)離子交換樹脂，交換基團(tuán)中的H+可與天然水中的各種陽(yáng)離子進(jìn)行交換，使天然水中的Ca2+、Mg2+、Na+、K+等離子結(jié)合到樹脂上，而H+進(jìn)入水中，于是就除去了水中的金屬陽(yáng)離子雜質(zhì)。
水通過(guò)陰離子交換樹脂時(shí)，交換基團(tuán)中的OH–具有可交換性，將HCO3–、Cl–、SO42–等離子除去，而交換出來(lái)的OH–與H+發(fā)生中和反應(yīng)，這樣就得到了高純水。
實(shí)驗(yàn)步驟
1．樹脂的預(yù)處理
將717(201×7)強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂用NaOH(2mol·L-1)浸泡24小時(shí)，使其充分轉(zhuǎn)為OH-型（由教師處理）。取OH-型陰離子交換樹脂10mL，放入燒杯中，待樹脂沉降后傾去堿液。加20mL蒸餾水?dāng)嚢琛⑾礈臁⒋龢渲两岛螅瑑A去上層溶液，將水盡量倒凈，重復(fù)洗滌至接近中性(用pH試紙檢驗(yàn)，pH=7～8)。
將732(001×7)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂用HCl(2mol·L-1)浸泡24小時(shí)，使其充分轉(zhuǎn)為H+型（由教師處理）。
取H+型陽(yáng)離子交換樹脂5mL,于燒杯中,待樹脂沉降后傾去上層酸液，用蒸餾水洗滌樹脂，每次大約20mL，洗至接近中性(用pH試紙檢驗(yàn)pH=5～6)。
zui后，把已處理好的陽(yáng)、陰離子交換樹脂混合均勻。
2．裝柱
在一支長(zhǎng)約30cm，直徑1cm的交換柱內(nèi)，下部放一團(tuán)玻璃纖維，下部通過(guò)橡皮管與尖嘴玻璃管相連，用螺旋夾夾住橡皮管，將交換柱固定在鐵架臺(tái)上。在柱中注入少量蒸餾水，排出管內(nèi)玻璃毛和尖嘴中的空氣，然后將已處理并混合好的樹脂與水一起，從上端逐漸傾入柱中，樹脂沿水下沉，這樣不致帶入氣泡。若水過(guò)滿，可打開螺旋夾放水，當(dāng)上部殘留的水達(dá)1cm時(shí)，在頂部也裝入一小團(tuán)玻璃纖維，防止注入溶液時(shí)將樹脂沖起。在整個(gè)操作過(guò)程中，樹脂要一直保持為水覆蓋。如果樹脂床中進(jìn)入空氣，會(huì)產(chǎn)生偏流使交換效率降低，若出現(xiàn)這種情況，可用玻棒攪動(dòng)樹脂層趕走氣泡。
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