化驗(yàn)室用純化水系統(tǒng)
一、化驗(yàn)室用水的規(guī)格
(1)化驗(yàn)室用水的外觀：化驗(yàn)室用水應(yīng)為透明的液體不得有肉眼可辨的顏色和纖絮雜質(zhì)。
(2)化驗(yàn)室用水的級(jí)別：化驗(yàn)室用水分三個(gè)級(jí)別：一級(jí)水二級(jí)水和三級(jí)水。一級(jí)水為超純水，用于嚴(yán)格要求的分析實(shí)驗(yàn)級(jí)水可由二級(jí)水處理制得。二級(jí)水用于無(wú)機(jī)痕量分析等實(shí)驗(yàn)，可用蒸餾、電滲析或離子交換法制的水進(jìn)行再蒸餾的方法制得。三級(jí)水用于一般化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)，可用蒸餾、電滲析或離子交換等方法制取。
(3)化驗(yàn)室用水質(zhì)量指標(biāo)
二、化驗(yàn)室用水制備方法
1. 凈化水質(zhì)的一般工藝方法和流程常用凈化水質(zhì)的工藝方法有蒸餾法、離子交換法、電滲析法、反滲透法、過(guò)濾法、吸附法、紫外氧化法等。實(shí)驗(yàn)室常用的純水制備方法是：蒸餾法、離子交換法等。由于制備方法不同水中帶有少量雜質(zhì)種類(lèi)大小也不同，如用銅蒸餾器蒸餾的水，則會(huì)含有微量的銅離子；而用玻璃蒸餾器蒸餾的水則會(huì)含有鈉離子和硅酸根離子；用離子交換法制得的純水，將會(huì)含有少量的有機(jī)物質(zhì)、微生物等。一般制得的純水由于空氣中CO2的影響水的PH值均小于7，約為5~6。高純水的純化工藝流程大致分為三個(gè)部分：預(yù)處理、脫鹽和后處理。每一個(gè)部分都要除去一定種類(lèi)的雜質(zhì)預(yù)處理過(guò)程采用砂濾，膜過(guò)濾，活性炭吸附法除去懸浮物，有機(jī)物。通過(guò)砂芯濾板和纖維柱濾除機(jī)械雜質(zhì)?；钚蕴渴枪庾V吸附劑，可吸附氣體成分，吸附細(xì)菌和某些過(guò)渡金屬等。脫鹽過(guò)程采用電滲析，反滲透，離子交換方法，除去鹽類(lèi)物質(zhì)。后處理過(guò)程采用紫外線，臭氧，超過(guò)濾，微孔過(guò)濾方法，除去細(xì)菌，顆粒。
高純水純化的一般流程：
原水→過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→反滲透器(或電滲析器)陽(yáng)離子交換柱→陰離子交換柱→混合陰。陽(yáng)離子交換柱→有機(jī)物吸附物→紫外燈器→精密過(guò)濾器→高純水
2. 蒸餾法制備純水
水經(jīng)過(guò)加熱沸騰便氣化成蒸汽，蒸汽經(jīng)冷凝液化得到的水叫蒸餾水。蒸餾水就是利用水與雜質(zhì)沸點(diǎn)不同，用蒸餾的方法與之分離。蒸餾法只能除去水中非揮發(fā)性的雜質(zhì)，而溶解在水中的氣體并不能除去，如二氧化碳及低沸物易揮發(fā)，隨水蒸氣帶入蒸餾水中。另外，少量液態(tài)水成霧狀飛出進(jìn)入蒸餾水中，以及冷凝管材料中微量成分也能帶入蒸餾水中，使蒸餾水中仍
帶有雜質(zhì)。一般分析工作用一次蒸餾水即可。盡管蒸餾法能去除大部分污染物，由于加熱過(guò)程中還是有二氧化碳的融入，所以水的電阻率是很低的，一般為0.2-1M·口，故蒸餾水只能滿(mǎn)足普通分析實(shí)驗(yàn)室的用水要求。其優(yōu)點(diǎn)是此方法容易操作缺點(diǎn)是在加熱過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二次污染，不易控制水質(zhì)，水耗費(fèi)較高。
3. 離子交換法制備純水
用離子交換法制取的純水稱(chēng)為去離子水。目前多采用陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混合床裝置來(lái)制備純水
(1)離子交換樹(shù)脂制水的工作原理。
①離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂是一種有機(jī)高分子離子交換劑，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可以與溶液中離子起交換作用的活性基團(tuán)。離子交換劑分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和應(yīng)離子交換樹(shù)脂。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可交換溶液中的陽(yáng)離子陰離子交換樹(shù)脂可交換溶液中的陰離子。根據(jù)活性基團(tuán)的不同，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可分為強(qiáng)酸性和弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，陰離子交換樹(shù)脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。制備純水一般選用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂。
②離子交換法制水的工作原理。離子交換法制水是利用陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的OH和H可分別于水中其它陰陽(yáng)離子交換的能力制取純水。當(dāng)含有離子的水流過(guò)氫型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂后，金屬與樹(shù)脂的氫離子進(jìn)行交換，金屬離子被吸附流過(guò)氫氧型陰離子交換樹(shù)脂后，陰離子與氫氧根離子交換，陰離子被吸附，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換下來(lái)的H和陰離子交換下來(lái)的OH結(jié)合形成水，從而達(dá)到凈化的目的。
(2)離子交換器
常用的離子交換器有如下三種組合方式。復(fù)床式、混床式和復(fù)床式-混床式。復(fù)床式是將陽(yáng)離子與陰離子交換樹(shù)脂分別裝在兩個(gè)交換柱內(nèi)并相互串聯(lián)起來(lái)，含離子的水經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂除掉陽(yáng)離子，水中陰離子再經(jīng)過(guò)陰離子交換樹(shù)脂除掉陰離子，流出的是純水。混合床法是將陰離子，陽(yáng)離子兩種樹(shù)脂混合與一個(gè)交換柱中，從而形成一無(wú)限個(gè)復(fù)床裝置。其優(yōu)點(diǎn)是交換能力強(qiáng)，所制得的純水質(zhì)量也高。復(fù)床式-混床式即陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱一陰離子交換樹(shù)脂柱一混合離子交換樹(shù)脂柱的方式連接并產(chǎn)生負(fù)離子水。注意用離子交換法制取純水時(shí)，一定是先讓水流過(guò)陽(yáng)離子交換柱，再流過(guò)陰離子交換柱。如果是先讓水流過(guò)陰離子交換柱，則會(huì)有氫氧化物沉淀產(chǎn)生，無(wú)法得到純水。
(3)制取純水操作流程。樹(shù)脂選擇→裝住→樹(shù)脂的洗滌→樹(shù)脂的化學(xué)處理→制取去離子水→樹(shù)脂的再生處理。制備純水的方法還有反滲透法、電滲析法、活性炭吸附法超濾、紫外線照射發(fā)以及特殊要求的用水。
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