[参考资料]去离子水的制备(微型实验)_中小学试题|家庭教育题库|辅导习题「中国戏曲学院附属中等戏曲学校」




主页 > 高中 > 正文

[参考资料]去离子水的制备(微型实验)

中小学试题|家庭教育题库|辅导习题「中国戏曲学院附属中等戏曲学校」来源: https://www.gxfz.org 2019-12-13 16:49高中 771 ℃
去离子水ph
[参考资料]去离子水的制备(微型实验)
实验目的
1.了解硬水、软水和去离子水的概念。
2.学习、掌握离子交换法制取去离子水的原理和方法。
3.进一步熟悉微型离子交换柱的操作,学习使用电导仪。

实验原理
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。通常将溶有微量或不含Ca2+、Mg2+等离子的水叫软水,而将溶有较多Ca2+、Mg2+离子的水叫硬水。自来水中常溶有钙、镁、钠的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐和氯化物以及某些气体和有机物等杂质,属于硬水。
为了除去水中杂质,常采用蒸馏法和离子交换法。本实验用离子交换树脂制取去离子水。

自来水流经阳离子交换树脂柱时,水中Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子被树脂交换吸附,发生如下反应:

由交换柱底部流出的水,Ca2+,Mg2+含量显著减少,已是软水。此软水

去。阴离子交换树脂是一类含有季胺基(≡N—Cl)等碱性基团的高分子固态珠状物,以R—Cl表示。它以NaOH转型为R—OH后,能与阴离子发生如下交换反应:

经过阴、阳离子交换柱以后的水,杂质阴、阳离子均已除去,故称为去离子水。
为进一步提高水质,可在阴离子交换柱后再串接一个阴、阴离子交换树脂混合柱,其作用相当于多级交换。
纯水是弱电解质,含有可溶性杂质后常使电导能力增大。测定水样的电导率,可以确定水的纯度。
各种水样电导率的大致范围列于表。

表、各种水样的电导率

水的纯度还可以用化学法来检测。Mg2+离子用铬黑T指示剂检出[注1];Ca2+离子用钙指示剂检出[注2]。
仪器与药品
电导率仪,0.7mL与5mL的井穴板各2块,组装微型离子交换树脂柱的器材3套,15mL锥形瓶4只,多用滴管若干支。
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各1.5g,1mol·L-1NaOH,1mol·L-1HCl,0.2mol·L-1氨水,0.1mol·L-1AgNO30.1mol·L-1BaCl2,NH3—NH4Cl缓冲溶液(5.4gNH4Cl溶于少量蒸馏水中加35mL浓氨水,再以蒸馏水稀释到100mL,此溶液pH=10),铬黑T,钙指示剂,pH试纸
实验内容与步骤
1.阴离子交换树脂柱的准备  取强碱性阴离子交换树脂1.5g置于5mL井穴板中,以4mL 1mol·L-1NaOH溶液浸泡过夜使其转型变为R—OH树脂。
吸出上层清液后,以少量去离子水多次洗涤树脂至中性,然后按实验8的办法装柱,阴离子树脂柱高8cm,剩余的树脂留作“3”用。
2.阳离子交换树脂柱的准备  实验8所用的微型阳离子交换树脂柱,经再生处理并用去离子水洗到中性后备用。

3.阴、阳离子混合交换柱的准备  取已转型的阴、阳离子交换树脂等量相混合(相当于阴、阳离子交换树脂干品各0.5g)装柱,洗至中性。
4.水的净化[注3]  将上述三个微型离子交换柱按图16-1串联,就组成了离子交换法制去离子水的装置。
柱间连接要紧密,不得有气泡。
用多用滴管滴加自来水(用作原料水样),控制离子交换柱流速6~8滴/分,以干净5mL井穴板承接流出液。
当流出液近10mL时,换锥形瓶承接净化后的水样约10mL为1#样品,再换另一个锥形瓶再承接10mL水样为2#样品,继续收集3#样品。


5.水的电导率的测定  用电导仪分别测定1#~3#净化水样(置于5mL井穴板中,用铂光亮电极)和自来水(4#水样,用铂黑电极)的电导率[注4]。
6.杂质离子的检验
(1)Mg2+离子的检验。水样5滴置于0.7mL井穴板的井穴中加入10滴pH=10的缓冲溶液,再加少量铬黑T,搅拌观察溶液颜色。
如转红色,示有Mg2+。
(2)Ca2+离子的检验。
类似检Mg2+操作,但以0.2mol·L-1氨水调节溶液pH>12,并用少量钙指示剂,取代铬黑T,溶液颜色转红色,示有Ca2+。
(3)Cl-离子的检验。(如何操作。


7.阴阳离子混合交换柱的效果检查  拆除混合交换柱后,承接阴离子交换柱流出液10mL,作为5#水样,测定其电导率,同时分别检验阴阳离子交换柱流出液的pH。

数据处理与讨论
1.列表示出各个水样的电导率测定值。

象(自来水样的净化水2#样品)。
3.讨论上述结果,1#、2#、3#水样电导率略有不同,而5#水样电导率明显增大,说明什么。
4.列表示出各离子交换柱底部流出液的pH。

[注]1.铬黑T是一种二羟基偶氮类染料,学名是1-(1羟基-2萘偶氮)-6硝基-2萘酚-4磺酸钠,它在pH8~11的溶液中,本身显蓝色,若遇Mg2+,则呈葡萄酒红色。铬黑T于固态时稳定,在水溶液中会发生聚合不再与金属离子结合而显色,因而通常采用固体铬黑T与干燥的NaCl(或无水Na2SO4)按
1:100质量比均匀混合研磨后使用。
2.钙指示剂的学名是(2-羟基-4磺基-1萘偶氮)-3-萘甲酸,本身呈蓝色,在pH>12的溶液中与Ca2+离子结合而显红色。在此pH溶液中,离子已生成Mg(OH)2沉淀,不干扰测定。钙指示剂的配制方法同铬黑T指示剂。

3.本实验使用的玻璃和塑料仪器都应用去离子水洗净。
4.净化水样要尽快测定电导率,否则CO2等气体溶入会造成电导率升离。每次测定前,都应用待测水样冲洗电导电极,并用干燥、清洁的滤纸碎片仔细吸干。
电导率仪经校正后即可进行测量。在取出电导电极前,先将校正、测量开关拨到“校正”位置,测量时必须把铂片全部浸入水样。。

Tags:

本文来自网友上传,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.gxfz.org/186408.html
  • 站长推荐
热门标签