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(shù)脂上進(jìn)行的。離子交換樹(shù)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(shù)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(shù)脂。例如，季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)脂的預(yù)處理

　　將717(201×7)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)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(shù)脂10mL，放入燒杯中，待樹(shù)脂沉降后傾去堿液。加20mL蒸餾水?dāng)嚢琛⑾礈臁⒋龢?shù)脂沉降后，傾去上層溶液，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(shù)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(shù)脂5mL,于燒杯中,待樹(shù)脂沉降后傾去上層酸液，用蒸餾水洗滌樹(shù)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(shù)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(shù)脂與水一起，從上端逐漸傾入柱中，樹(shù)脂沿水下沉，這樣不致帶入氣泡。若水過(guò)滿(mǎn)，可打開(kāi)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(shù)脂沖起。在整個(gè)操作過(guò)程中，樹(shù)脂要一直保持為水覆蓋。如果樹(shù)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(shù)脂層趕走氣泡。