实验5 水的净化与水质检测一、实验目的1.了解离子交换法制取纯水的基本原理和方法。
2.学习电导率仪的使用；掌握水中常见离子的定性鉴定方法。
二、实验原理天然水经过混凝、沉淀、过滤和消毒四个单元过程处理后成为日常生活和科学研究的常规供水（即自来水）。
但是自来水中仍含有许多无机物和有机物杂质，溶解性总固体（Total Dissolved Solids，TDS）总量高达l000 mg/L(GB5749-2006)，而化学实验室等许多部门要求使用TDS 小于1mg/L以下的纯水。
因此必须对自来水进行净化处理，才能使用（见教材第二章2.5实验用水的种类与选用方法）。
目前普遍使用蒸馏法或离子交换法净化自来水，制取的水分别称为蒸馏水和去离子水（或离子交换水），可以满足一般实验之需。
有时为了特殊需要，常常进行二次或多次交换蒸馏，或者蒸馏后再交换，或者交换后再蒸馏，以制备更纯的水。
此外，还用电渗析法、反渗透法等净化水。
1.离子交换法制水与蒸馏法相比，离子交换法因其设备与操作简单，出水量大，质量好，成本低，目前被众多化学实验室及火力发电厂、原子能、半导体、电子工业等多部门用来制备不同级别的纯水。
本实验用该方法净化自来水并对得到的水质进行物理化学检测。
离子交换法使用离子交换树脂，一类不溶于酸、碱及有、离子。
根据活性基团的不同，分阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类，每类又有强、弱两型用于不同的场合。
制取纯水使用强酸性阳离子交换树脂3R SO H -+- (如国产732型树脂)和强碱性阴离子交换树脂3R'N R OH +-- (如国产717型树脂)。
当自来水依次流过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂时，水中常见的无机物杂质Ca 2+、Mg 2+、Na +、K+、23CO -、24SO -、Cl -等被截留，置换出H +和OH -。
离子交换反应为 强酸性阳离子交换树脂(H +型离子交换树脂)2+2+3233(R SO )Mg 2H Mg 2R SO 2K 2H 2R SO K H -+--+++++⎧⎧-+⎪⎪-+⎨⎨-⎪⎪⎩⎩交换过程洗脱或再生过程 强碱性阴离子交换树脂(OH -型离子交换树脂)+24+42444N Cl 2OH 2Cl 2R N OH SO R N )SO 2O 2R H +------⎧⎧+⎪⎪+⎨⎨+⎪⎪⎩⎩交换过程洗脱或再生过程(置换出来的H ＋和OH －结合：H +(aq)+OH -(aq)→H 2O(l)在离子交换树脂上进行的交换反应是可逆的，当水样中H +或OH -浓度增加时，交换反应的趋势降低，所以只通过阳离子交换柱和阴离子交换柱串联制得的水仍含有一些杂质。
