化驗室用純化水系統(tǒng)
一、化驗室用水的規(guī)格
(1)化驗室用水的外觀：化驗室用水應(yīng)為透明的液體不得有肉眼可辨的顏色和纖絮雜質(zhì)。
(2)化驗室用水的級別：化驗室用水分三個級別：一級水二級水和三級水。一級水為超純水，用于嚴(yán)格要求的分析實驗級水可由二級水處理制得。二級水用于無機(jī)痕量分析等實驗，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。三級水用于一般化學(xué)分析實驗，可用蒸餾、電滲析或離子交換等方法制取。
(3)化驗室用水質(zhì)量指標(biāo)
二、化驗室用水制備方法
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、過濾法、吸附法、紫外氧化法等。實驗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)種類大小也不同，如用銅蒸餾器蒸餾的水，則會含有微量的銅離子；而用玻璃蒸餾器蒸餾的水則會含有鈉離子和硅酸根離子；用離子交換法制得的純水，將會含有少量的有機(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部分：預(yù)處理、脫鹽和后處理。每一個部分都要除去一定種類的雜質(zhì)預(yù)處理過程采用砂濾，膜過濾，活性炭吸附法除去懸浮物，有機(jī)物。通過砂芯濾板和纖維柱濾除機(jī)械雜質(zhì)。活性炭是光譜吸附劑，可吸附氣體成分，吸附細(xì)菌和某些過渡金屬等。脫鹽過程采用電滲析，反滲透，離子交換方法，除去鹽類物質(zhì)。后處理過程采用紫外線殺菌，臭氧殺菌，超過濾，微孔過濾方法，除去細(xì)菌，顆粒。
高純水純化的一般流程：
原水→過濾器→活性炭過濾器→反滲透器(或電滲析器)陽離子交換柱→陰離子交換柱→混合陰。陽離子交換柱→有機(jī)物吸附物→紫外燈殺菌器→精密過濾器→高純水
2. 蒸餾法制備純水
水經(jīng)過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，故蒸餾水只能滿足普通分析實驗室的用水要求。其優(yōu)點是此方法容易操作缺點是在加熱過程中會產(chǎn)生二次污染，不易控制水質(zhì)，水耗費較高。
3. 離子交換法制備純水
用離子交換法制取的純水稱為去離子水。目前多采用陰、陽離子交換樹脂混合床裝置來制備純水
(1)離子交換樹脂制水的工作原理。
①離子交換樹脂。離子交換樹脂是一種有機(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)。離子交換劑分為陽離子交換樹脂和應(yīng)離子交換樹脂。陽離子交換樹脂可交換溶液中的陽離子陰離子交換樹脂可交換溶液中的陰離子。根據(jù)活性基團(tuán)的不同，陽離子交換樹脂可分為強(qiáng)酸性和弱酸性陽離子交換樹脂，陰離子交換樹脂可分為強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹脂。制備純水一般選用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。
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離子交換樹脂上的OH和H可分別于水中其它陰陽離子交換的能力制取純水。當(dāng)含有離子的水流過氫型的陽離子交換樹脂后，金屬與樹脂的氫離子進(jìn)行交換，金屬離子被吸附流過氫氧型陰離子交換樹脂后，陰離子與氫氧根離子交換，陰離子被吸附，陽離子交換樹脂交換下來的H和陰離子交換下來的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)床式是將陽離子與陰離子交換樹脂分別裝在兩個交換柱內(nèi)并相互串聯(lián)起來，含離子的水經(jīng)過陽離子交換樹脂除掉陽離子，水中陰離子再經(jīng)過陰離子交換樹脂除掉陰離子，流出的是純水?；旌洗卜ㄊ菍㈥庪x子，陽離子兩種樹脂混合與一個交換柱中，從而形成一無限個復(fù)床裝置。其優(yōu)點是交換能力強(qiáng)，所制得的純水質(zhì)量也高。復(fù)床式-混床式即陽離子交換樹脂柱一陰離子交換樹脂柱一混合離子交換樹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，一定是先讓水流過陽離子交換柱，再流過陰離子交換柱。如果是先讓水流過陰離子交換柱，則會有氫氧化物沉淀產(chǎn)生，無法得到純水。
(3)制取純水操作流程。樹脂選擇→裝住→樹脂的洗滌→樹脂的化學(xué)處理→制取去離子水→樹脂的再生處理。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。
