A. 学习“水的净化”应注意哪些内容
软水
soft water
只含少量可溶性钙盐和镁盐的天然水,或是经过软化处理的硬水。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为 1.0~50 毫克/升后得到的软化水。虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水,但在工业上若采用此法来处理大量用水,则是极不经济的。软化水的方法有:①石灰 -苏打法 。先测定水的硬度,然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠,硬水中的钙、镁离子便沉淀析出:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4②磷酸盐软水法。对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂,它与钙、镁离子形成络合物,在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。③离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用,故此法是既经济又先进的软水法。
硬水
含有钙盐和镁盐的天然水。通常,地下水如井水、泉水含盐量较大,地面水如河水、湖水含盐量较小。在硬水中,钙、镁可以以碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐等形式存在。当硬水中钙和镁主要以碳酸氢盐,如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2形式存在时,称为暂时硬水,当这种硬水加热煮沸时,碳酸氢盐会分解成碳酸盐而沉淀除去如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在,则称为永久硬水,它们不能用煮沸的方法除去。
硬水中的钙盐和镁盐能与肥皂(硬脂酸钠)作用,生成不溶性的硬脂酸盐,降低肥皂的去污能力。如果锅炉内使用硬水,当加热时钙盐和镁盐会在锅炉内壁上结成水垢。降低锅炉的热导率,增加能耗,甚至缩短锅炉的使用寿命,有时还会堵塞管道。因此,锅炉用水必须经过软化处理(见软水)。
硬水中含盐量通常以硬度来表示。硬度单位常用“度”表示,1度相当于每升水中含10mg的CaO,生活饮用水的总硬度要求小于25度。
B. 在生活中你见过(或使用过)哪些净化水的方法
1、蒸馏法: 目前使用的蒸馏器有玻璃、石英和铜等材料制成,蒸馏法只能除去水中非挥发性的物质,并不能除去溶解在水中的气体,而且,根据制备材料不同,所含杂质的种类和数量也不同,比如,用铜蒸馏器,水中会含有少量的铜离子,用玻璃蒸馏器制备,水中会含有少量的钠离子和硅酸根离子。从经济角度讲,蒸馏制水存在着耗水量大、用电成本高等弊病,如果是偏远地区,运输也会是一个麻烦,尤其是玻璃和石英蒸馏水器。
2、离子交换法: 用离子交换法制备的纯水称为去离子水,是目前用的比较多的一种方法,一般采用阴、阳离子交换树脂的混合床装置,这种方法的优点是:成本低、树脂可再生后反复使用,制备水量大,去离子能力强,但每种方法都有缺点,反渗透法也不例外,其缺点就是设备与操作比较复杂,而且不能除去有机物等非电解质杂质,并有微量树脂溶在水中。
3、渗析法: 渗析也叫渗透法,渗透是在外电场的作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液中离子的选择性透过而使杂质离子从水中分离出来,现在用的比较多的是一种反渗透技术,反渗透能除掉90-99%的绝大多数污染物,但除去杂质的效率比较低,单独使用的话,只适用于一些要求不是很高的实验。通常作为一种预处理手段。
C. 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质
蒸馏法的话主要是利用水蒸发的原因来提纯的。由于无机盐并不容易挥发,所以把蒸发的水蒸气冷凝就得到纯水了。
离子交换法是水中的无机盐离子和离子交换树脂发生离子交换,使得这些无机盐被吸附,这样水就得到净化了。
D. 简述采用离子交换法制备纯化水的过程
离子交换法制备纯化水的过程分下列几种:
1、纯化水的制取的最早方法就是离子交换,他起源于60年代左右,一般采取阳离子交换树脂+阴离子交换树脂+混合离子交换树脂(阴树脂和阳树脂2:1),这种方法需要浪费大量的酸和碱再生树脂现在被淘汰了。
2、电渗析(ED)+阳离子交换树脂+阴离子交换树脂+混合离子交换树脂(阴树脂和阳树脂2:1),这是80年代制造纯化水的方法,原理就是通过电渗析预脱盐来减少树脂转型再生的酸碱使用量。
3、反渗透(RO)+混合离子交换树脂(阴树脂和阳树脂2:1),这是90年代流行的制造纯化水的方法,反渗透与电渗析相比脱盐率更高,操作更简便。
总结:离子交换法来制备纯化水应该是老工艺了,他的优点就是出水水质好,投资较少。缺点就是由污染,运行费用高。由于树脂本身就是有机物化学合成,他的破碎率较难控制或者一般厂家难以设计高标准的工艺,在新版GMP对TOC要求越来越严格的情况下,慢慢被双级反渗透工艺所淘汰。
E. 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质
天然水中含有氯化钠、氯化镁、硫酸镁、氯化钙等无机盐杂质,蒸馏法可以将水蒸发冷却后形成所谓的蒸馏水,水从液相转换为气相的过程中,无机盐杂质被沉淀去除。离子交换法去除水中无机盐杂质原理为:
应用离子交换树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- →R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水。
H+ + OH- →H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子。而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换。
如前所述,合成的离子交换树脂是一种带有交联剂的高分子化合物,有许多水能渗入的网孔,交换剂的内部是一个立体的网状结构作为骨架,这些网组成了无数的四通八达的孔隙,孔隙里面充满了水。在孔隙的一定部位上有一个可以自由活动的交换离子。当离子交换树脂和水溶液接触时,水溶液即通过这些网状结构的孔渗入其内,离子交换树脂进行离解,结果是一定数量的离子(H型离子交换树脂为氢离子,OH型离子交换树脂为氢氧根离子)进入围绕离子交换树脂颗粒四周的水溶液中,形成离子雾。
离子交换树脂与水溶液中离子的交换过程,实际上就是离子雾中的离子与水溶液中的离子的相互交换过程,其机理可以用双电层理论进行解释。
这种理论是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,即在离子交换树脂的高分子表面上有和胶体表面相似的双电层。也就是说,在离子交换树脂的高分子表面有两层离子,紧挨着高分子表面的一层离子(如强酸性阳树脂中的—SO3-),称为内层离子,在其外面的是一层符号相反的离子层(如强酸性阳树脂中的H+)。和内层离子符号相同的离子称为同离子,符号相反的称为反离子。
F. 净化水的方法一般有哪三种方法
1、蒸馏法: 目前使用的蒸馏器有玻璃、石英和铜等材料制成,蒸馏法只能除去水中非挥发性的物质,并不能除去溶解在水中的气体,而且,根据制备材料不同,所含杂质的种类和数量也不同,比如,用铜蒸馏器,水中会含有少量的铜离子,用玻璃蒸馏器制备,水中会含有少量的钠离子和硅酸根离子.从经济角度讲,蒸馏制水存在着耗水量大、用电成本高等弊病,如果是偏远地区,运输也会是一个麻烦,尤其是玻璃和石英蒸馏水器. 2、离子交换法 用离子交换法制备的纯水称为去离子水,是目前用的比较多的一种方法,一般采用阴、阳离子交换树脂的混合床装置,这种方法的优点是:成本低、树脂可再生后反复使用,制备水量大,去离子能力强,但每种方法都有缺点,反渗透法也不例外,其缺点就是设备与操作比较复杂,而且不能除去有机物等非电解质杂质,并有微量树脂溶在水中. 3、渗析法 渗析也叫渗透法,渗透是在外电场的作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液中离子的选择性透过而使杂质离子从水中分离出来,现在用的比较多的是一种反渗透技术,反渗透能除掉90-99%的绝大多数污染物,但除去杂质的效率比较低,单独使用的话,只适用于一些要求不是很高的实验.通常作为一种预处理手段.
求采纳
G. 水的净化实验中为什么要用蒸馏水将离子交换柱洗至PH为中性
水的净化实验中,用蒸馏水去将离子交换树脂,其实就是利用水中氢离子及氢氧根离子去交换树脂上的重金属离子。
H. 离子交换法净化水的原理
1、比如粒子交换柱上是—OH,那你流过含H+的水,阴粒子就被—OH换了下来.水量就增加了点..其他回粒子吸收方法类似...
2、混合离子答主其实是吸收非离子杂质
3、含杂质的水导电率高,因为纯水是绝缘的,含杂质越多导电性能越好...因为有可移动的离子了
4、这些反应是可逆反应
I. 水的净化方法有
水的净化方法不只静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏.,上述这些归类在物理净化中,大量的净化水,如实验室用水一般用去离子水,采用离子交换的方法获得,属于物化方法.
具体的净化水方法有四大类:即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法.
(1)物理处理法,通过物理作用,以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠),常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等.
(2)化学处理法,向污水中投加某种化学物质,利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质,常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原(包括电解)法等.
(3)物理化学法,利用物理化学作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等.
(4)生物处理法,通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质,可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法.
J. 净化水的常用方法
用蒸馏得到的水最纯净
沉淀法我们常用明矾和漂白粉