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水的凈化離子交換法實驗報告

發布時間:2022-11-12 04:18:51

A. 學習「水的凈化」應注意哪些內容

軟水
soft water

只含少量可溶性鈣鹽和鎂鹽的天然水,或是經過軟化處理的硬水。天然軟水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。經軟化處理的硬水指鈣鹽和鎂鹽含量降為 1.0~50 毫克/升後得到的軟化水。雖然煮沸就可以將暫時硬水變為軟水,但在工業上若採用此法來處理大量用水,則是極不經濟的。軟化水的方法有:①石灰 -蘇打法 。先測定水的硬度,然後加入定量的氫氧化鈣和碳酸鈉,硬水中的鈣、鎂離子便沉澱析出:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4②磷酸鹽軟水法。對於鍋爐用水,可以加入亞磷酸鈉(NaPO3)作為軟水劑,它與鈣、鎂離子形成絡合物,在水煮沸時鈣、鎂不會以沉澱形式析出,從而不會形成水垢。此法不適合於飲用水的軟化。③離子交換法。沸石和離子交換劑雖然都不溶於水,但其中的鈉離子和氫離子可與硬水中的鈣、鎂離子發生交換反應,使鈣、鎂離子被沸石、人造沸石、離子交換劑吸附而被除去。長期使用後失效的沸石和離子交換劑可以通過再生而重復使用,故此法是既經濟又先進的軟水法。
硬水

含有鈣鹽和鎂鹽的天然水。通常,地下水如井水、泉水含鹽量較大,地面水如河水、湖水含鹽量較小。在硬水中,鈣、鎂可以以碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等形式存在。當硬水中鈣和鎂主要以碳酸氫鹽,如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2形式存在時,稱為暫時硬水,當這種硬水加熱煮沸時,碳酸氫鹽會分解成碳酸鹽而沉澱除去如果硬水中鈣和鎂主要以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在,則稱為永久硬水,它們不能用煮沸的方法除去。

硬水中的鈣鹽和鎂鹽能與肥皂(硬脂酸鈉)作用,生成不溶性的硬脂酸鹽,降低肥皂的去污能力。如果鍋爐內使用硬水,當加熱時鈣鹽和鎂鹽會在鍋爐內壁上結成水垢。降低鍋爐的熱導率,增加能耗,甚至縮短鍋爐的使用壽命,有時還會堵塞管道。因此,鍋爐用水必須經過軟化處理(見軟水)。

硬水中含鹽量通常以硬度來表示。硬度單位常用「度」表示,1度相當於每升水中含10mg的CaO,生活飲用水的總硬度要求小於25度。

B. 在生活中你見過(或使用過)哪些凈化水的方法

1、蒸餾法: 目前使用的蒸餾器有玻璃、石英和銅等材料製成,蒸餾法只能除去水中非揮發性的物質,並不能除去溶解在水中的氣體,而且,根據制備材料不同,所含雜質的種類和數量也不同,比如,用銅蒸餾器,水中會含有少量的銅離子,用玻璃蒸餾器制備,水中會含有少量的鈉離子和硅酸根離子。從經濟角度講,蒸餾制水存在著耗水量大、用電成本高等弊病,如果是偏遠地區,運輸也會是一個麻煩,尤其是玻璃和石英蒸餾水器。
2、離子交換法: 用離子交換法制備的純水稱為去離子水,是目前用的比較多的一種方法,一般採用陰、陽離子交換樹脂的混合床裝置,這種方法的優點是:成本低、樹脂可再生後反復使用,制備水量大,去離子能力強,但每種方法都有缺點,反滲透法也不例外,其缺點就是設備與操作比較復雜,而且不能除去有機物等非電解質雜質,並有微量樹脂溶在水中。
3、滲析法: 滲析也叫滲透法,滲透是在外電場的作用下,利用陰陽離子交換膜對溶液中離子的選擇性透過而使雜質離子從水中分離出來,現在用的比較多的是一種反滲透技術,反滲透能除掉90-99%的絕大多數污染物,但除去雜質的效率比較低,單獨使用的話,只適用於一些要求不是很高的實驗。通常作為一種預處理手段。

C. 為什麼蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

蒸餾法的話主要是利用水蒸發的原因來提純的。由於無機鹽並不容易揮發,所以把蒸發的水蒸氣冷凝就得到純水了。
離子交換法是水中的無機鹽離子和離子交換樹脂發生離子交換,使得這些無機鹽被吸附,這樣水就得到凈化了。

D. 簡述採用離子交換法制備純化水的過程

離子交換法制備純化水的過程分下列幾種:
1、純化水的製取的最早方法就是離子交換,他起源於60年代左右,一般採取陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂(陰樹脂和陽樹脂2:1),這種方法需要浪費大量的酸和鹼再生樹脂現在被淘汰了。
2、電滲析(ED)+陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂(陰樹脂和陽樹脂2:1),這是80年代製造純化水的方法,原理就是通過電滲析預脫鹽來減少樹脂轉型再生的酸鹼使用量。
3、反滲透(RO)+混合離子交換樹脂(陰樹脂和陽樹脂2:1),這是90年代流行的製造純化水的方法,反滲透與電滲析相比脫鹽率更高,操作更簡便。
總結:離子交換法來制備純化水應該是老工藝了,他的優點就是出水水質好,投資較少。缺點就是由污染,運行費用高。由於樹脂本身就是有機物化學合成,他的破碎率較難控制或者一般廠家難以設計高標準的工藝,在新版GMP對TOC要求越來越嚴格的情況下,慢慢被雙級反滲透工藝所淘汰。

E. 為什麼蒸餾法和離子交換法能去除水中的無機雜質

天然水中含有氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣等無機鹽雜質,蒸餾法可以將水蒸發冷卻後形成所謂的蒸餾水,水從液相轉換為氣相的過程中,無機鹽雜質被沉澱去除。離子交換法去除水中無機鹽雜質原理為:
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- →R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- →H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子。而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換。
如前所述,合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物,有許多水能滲入的網孔,交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架,這些網組成了無數的四通八達的孔隙,孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時,水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內,離子交換樹脂進行離解,結果是一定數量的離子(H型離子交換樹脂為氫離子,OH型離子交換樹脂為氫氧根離子)進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中,形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程,實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程,其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說,在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子,緊挨著高分子表面的一層離子(如強酸性陽樹脂中的—SO3-),稱為內層離子,在其外面的是一層符號相反的離子層(如強酸性陽樹脂中的H+)。和內層離子符號相同的離子稱為同離子,符號相反的稱為反離子。

F. 凈化水的方法一般有哪三種方法

1、蒸餾法: 目前使用的蒸餾器有玻璃、石英和銅等材料製成,蒸餾法只能除去水中非揮發性的物質,並不能除去溶解在水中的氣體,而且,根據制備材料不同,所含雜質的種類和數量也不同,比如,用銅蒸餾器,水中會含有少量的銅離子,用玻璃蒸餾器制備,水中會含有少量的鈉離子和硅酸根離子.從經濟角度講,蒸餾制水存在著耗水量大、用電成本高等弊病,如果是偏遠地區,運輸也會是一個麻煩,尤其是玻璃和石英蒸餾水器. 2、離子交換法 用離子交換法制備的純水稱為去離子水,是目前用的比較多的一種方法,一般採用陰、陽離子交換樹脂的混合床裝置,這種方法的優點是:成本低、樹脂可再生後反復使用,制備水量大,去離子能力強,但每種方法都有缺點,反滲透法也不例外,其缺點就是設備與操作比較復雜,而且不能除去有機物等非電解質雜質,並有微量樹脂溶在水中. 3、滲析法 滲析也叫滲透法,滲透是在外電場的作用下,利用陰陽離子交換膜對溶液中離子的選擇性透過而使雜質離子從水中分離出來,現在用的比較多的是一種反滲透技術,反滲透能除掉90-99%的絕大多數污染物,但除去雜質的效率比較低,單獨使用的話,只適用於一些要求不是很高的實驗.通常作為一種預處理手段.
求採納

G. 水的凈化實驗中為什麼要用蒸餾水將離子交換柱洗至PH為中性

水的凈化實驗中,用蒸餾水去將離子交換樹脂,其實就是利用水中氫離子及氫氧根離子去交換樹脂上的重金屬離子。

H. 離子交換法凈化水的原理

1、比如粒子交換柱上是—OH,那你流過含H+的水,陰粒子就被—OH換了下來.水量就增加了點..其他回粒子吸收方法類似...
2、混合離子答主其實是吸收非離子雜質
3、含雜質的水導電率高,因為純水是絕緣的,含雜質越多導電性能越好...因為有可移動的離子了
4、這些反應是可逆反應

I. 水的凈化方法有

水的凈化方法不只靜置沉澱、吸附沉澱、過濾、蒸餾.,上述這些歸類在物理凈化中,大量的凈化水,如實驗室用水一般用去離子水,採用離子交換的方法獲得,屬於物化方法.
具體的凈化水方法有四大類:即物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法.
(1)物理處理法,通過物理作用,以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質(包括油膜和油珠),常用的有重力分離法、離心分離法、過濾法等.
(2)化學處理法,向污水中投加某種化學物質,利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質,常用的有化學沉澱法、混凝法、中和法、氧化還原(包括電解)法等.
(3)物理化學法,利用物理化學作用去除廢水中的污染物質,主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等.
(4)生物處理法,通過微生物的代謝作用,使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性污染物質轉化為穩定、無害的物質,可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法.

J. 凈化水的常用方法

用蒸餾得到的水最純凈

沉澱法我們常用明礬和漂白粉

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