离子交换法

  将自来水用离子交换树脂处理所得到的纯水叫“去离子水”。与蒸馏法相比,离子交换法制取纯水具有设备简单、出水纯度高、操作技术较易掌握、产量大和成本低的优点。很适合于各种规模的实验室采用,因此,目前一般实验室都较为广泛地采用离子交换法来制取纯水。该法缺点是制备的水含有微生物和某些有机物。

  离子交换法制取纯水的原理是基于树脂能与天然水中各种离子间的可交换性,即水中的阴、阳离子分别与阴离子树脂上的OH和阳离子树脂上的H+发生交换,水中的阴、阳离子交换到树脂上,而树脂上的OH和H+进入水中结合成H2O,于是除去了水中的杂离子而制得了纯水。离子交换法的生产流程如下:

  1)装柱 先将树脂用温水浸泡2-3小时,使其充分膨胀,浸泡在蒸馏水中备用,装柱方法如下:将润湿的玻璃棉塞在交换柱(一般使用有机玻璃等材料制成)的下端,以防树脂流出。然后在交换柱中充满水的情况下,将树脂加入到交换柱中。在装柱中要防止树脂层中央有气泡。装柱完毕后在树脂层上面盖一层玻璃棉,以防生产过程中水流掀动树脂层。

  2)树脂的化学处理 阳离子交换树脂用2.0mol/L盐酸淋洗,每Kg树脂用量4.5-5.0L,阴离子树脂以2.0mol/L氢氧化钠溶液淋洗,每2Kg树脂用量为4.5-5.0L,淋洗速度均为20-50mL/MIN。

  3)蒸馏水淋洗 用蒸馏水洗至阳离子交换柱流出液对甲基橙指示剂不显橘红色,阴离子交换柱流出液对酚酞指示剂不显红色。

  4)水的去离子处理 可根据分析情况对水的要求,采用单床、复床或混合床法进行。

  5)树脂再生 经过树脂交换柱处理的水,如经质量检验证明不符合要求,则需对树脂进行再生处理。单床法树脂的再生操作与2)和3)相同;混合床树脂的再生,先用自来水从下逆压冲洗,使水从上部流出至树脂有明显的分层后,将树脂注入塑料盆中,把水倒掉。然后再加3.5mol/L氢氧化钠溶液,浸过树脂,用玻璃棒搅拌几次,则阴离子树脂浮在上面,然后用尼龙做的瓢将上层阴离子交换树脂移到另一盆中,将分开的阴阳离子交换树脂分别进行2)和3)相同的处理。