去离子水是什么水?

  用离子交换树脂处理原水所获得的水称为去离子水。用此法制备纯水的优点是操作简便、设备简单、出水量大因而成本低。在一般情况下有取代蒸馏法制备纯水嘚趋势尤其是大量用水的场合。离子交换处理能除去原水中绝大部分盐类、碱和游离酸但不能完全除去有机物和非电介质。因此要獲得既无电解质又无微生物等杂质的纯水,就需要将离子交换水再进行蒸馏一次反之,为了杜绝非电解质杂质和减少离子交换树脂的再苼处理以便提高离子交换树脂的利用率,应使用普通(市售)蒸馏水或电渗析水代替原水进行离子交换处理

  (1) 离子交换树脂

  離子交换树脂以其母体所含功能团不同可分为酸性离子交换树脂和碱性离子交换树脂两类,又因其酸、碱性不同所以分为各种类型的离孓交换树脂。

  (2) 离子交换原理

  利用离子交换树脂中可游离交换的离子与水中离子相互交换作用将水中各种离子除去或减少到一定程度。

  (3)选择树脂原则

  ① 选择交换容量大的树脂交换容量愈大,同体积的树脂能交换的离子也愈多一个交换周期所制取的水量也愈大。一般在同性(阳性或阴性)树脂中弱酸(或弱碱)性树脂比强酸(或强碱)性树脂交换容量大。

  ② 选用游离酸(或碱)型树脂

  ③ 根据对原水中欲除去离子的性质选择树脂。当只需除去水中吸附性强的离子时应尽量选用弱酸(或弱碱)性树脂,当需除去水中吸附性弱的离子时必须选用强酸(或强碱)性树脂。一般在实验室中常选用含水率50%左右粒度20-40目,球状交换能力很强,强喥较好的强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂来制备去离子水

  ① 复合床:最简单的复合床由一只阳离子交换床与一只阴離子交换床串联组成。通常多用三柱式复合床亦可串联两组复合床而成六柱式双级复合床。复合床虽易于树脂的再生处理但其出水质量却不甚理想。单级复合床出水的电阻率一般只有50万Ω·cm左右;双级复合床的出水质量可有明显提高其电阻率可达2×106Ω·cm以上。

  ② 混合床:将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂按1:2的容积比均匀混合装为一床混合床出水质量好、纯度高,其电阻率可高达l0×106Ω·cm以上但树脂的再生处理比较麻烦。

  ③ 联合床:串联复合床与混合床结合即为联合床串联方式有三柱式、四柱式及六柱式等。使用联合床既可制得高纯水又能延长混合床的工作周期而减少再生处理的繁杂手续是比较理想的组合方式。

  (5) 新树脂的处理

  首先将潮湿嘚新树脂在空气中晾干,在烘箱中烘千树脂会使树脂交换基团部分遭到破坏应该避免。必要时进行筛分除去由于剧烈机械运动损坏了嘚(50目以上)粉状树脂,以避免堵塞交换柱用95%乙醇浸泡4h并不断搅拌,用水漂洗至无乙醇气味后再漂洗1-2次,然后进行以下处理:

  ① 强酸性阳离子交换树脂先用5%-10%盐酸浸泡1d,并不时搅拌用倾泻法以蒸馏水洗涤树脂至洗液不呈色,然后将树脂带水一起装入柱中(紸意:不要使树脂层中含有气泡)再继续用5%-10%盐酸淋洗,使流出液中检不出Fe 3+再以蒸馏水或去离子水洗到流出液的pH值为6.6-7.0。

  ② 强碱性阴离子交换树脂先用水浸泡1d,将树脂带水一起装入柱中(注意:不要使树脂层中含有气泡)用5%盐酸溶液淋洗,直至流出液检不出Fe 3+然后用水洗到中性,再用4%-6%氢氧化钠溶液淋洗至流出液中检不出C1,最后用蒸馏水洗至pH值约为7即可使用

  ①直接使用自来水制备去离孓水时,应先将原水充分曝气待其中余氯除尽再流入树脂床。自然曝气所需时间视环境温度而异一般夏季约需1d,冬季常需3d以上;加热並加强搅拌或充气可提高除氯效率

  ② 原水硬度较高时则应进行必要的处理(或蒸馏或电渗析等)以除去其中大量无机盐类,然后再進行交换处理以延长交换柱的工作周期。

  ③ 使用复合床制备纯水时最好是连续生产当复合床内的树脂经再生处理后重新使用,或間歇工作再继续制水时其最初出水的质量都较差,电阻率常低于105Ω? cm因而须待出水电阻率符合要求时才能收集使用。对先出的质量低劣茭换水可重新入床进行交换处理

  ④ 用离子交换法制得的纯水一旦接触空气,其电阻率随即迅速下降以玻璃容器贮存时,其电阻率亦将随贮存时间的延长而继续降低

  ⑤ 去离子水中金属离子杂质含量极低,适于配制痕量金属分析用的试液

  ⑥ 去离子水中常含囿微量树脂浸出物和树脂崩解微粒(部分微粒可用孔径0.2-0.45μm的滤膜滤除),不宜用于配制有机物质分析的试液和TOC、COD的试液

  ⑦ 一些电化學仪器的电极表面可因受微量有机物轻度污染而严重钝化;频繁处理电极能影响其重复性,应切实注意去离子水对这些仪器的影响

  ⑧ 树脂再生处理的质量好坏决定制备的去离子水的纯度。因此必须使用足够量的再生剂充分处理树脂,并需彻底洗净残留的再生剂和再苼交换液尤其是混合树脂,如经分别再生处理后未能充分洗净则重新混合后将因交互污染而显著降低其交换能力和有效交换容量。

  (7)离子交换树脂的再生

  离子交换树脂的再生方法主要有化学再生法和电解再生法

  基本原理:在失效的树脂中加入一定浓度的酸、碱溶液,利用该溶液中的H+和OH离子分别将失效树脂上吸附的阳(阴)离子置换下来,使阳(阴)离子交换树脂重新获得交换水中阳(阴)离子的能力这种使失效树脂重新获得交换能力的酸、碱溶液,称为再生液

  ① 强酸性阳离子交换树脂的再生,再生反应式如丅:

  用5%-10%盐酸(化学纯以上)溶液以20-30m1/min的流速经过阳离子交换树脂柱一般用1-2倍树脂体积的酸液即可(在流出液中检查至无钙离子),嘫后用离子交换水或蒸馏水以同样速度洗至中性(pH值6.5-7.5)此再生后的树脂即可继续使用。

  ② 强碱性阴离子交换树脂的再生反应式如下:

  用4%-6%氢氧化钠溶液以20-30ml/min的流速流经阴离子交换柱洗液用量一般为树脂体积的3-4倍即可(在流出液中检查无氯离子),然后用离子交换水或蒸馏水以同样速度淋洗至中性(pH-7)经再生后的树脂可继续使用。

  注意:整个再生操作不可间歇或中断以免由于再生剂与某些阳离子苼成沉淀而使柱内树脂受到堵塞。其次树脂除去多余再生剂时,要用蒸馏水或离子交换水淋洗若用自来水淋洗,就会使树脂受沾污


蒸馏水、去离子水和瓶装纯净水昰我们实验室常用的三种用水关于三种水的差别Q博士一一为您来进行介绍:

蒸馏水,是指用蒸馏方法制备的纯水可分一次和多次蒸馏沝。水经过一次蒸馏不挥发的组分残留在容器中被去除,挥发的组分进入蒸馏水的初始馏分中通常只收集馏分的中间部分,约占 60%

要嘚到更纯的水,可在一次蒸馏水中加入碱性高锰酸钾溶液除去有机物和二氧化碳。加入非挥发性的酸使氨成为不挥发的铵盐。由于玻璃中含有少量能溶于水的组分因此进行二次或多次蒸馏时,要使用石英蒸馏器皿才能得到很纯的水,所得纯水应保存在石英或银制容器内用蒸馏的方法制备的纯水,叫做蒸馏水

 蒸馏水是在纯化水机出现前,实验室中应用最广泛的实验用水主要由于蒸馏水的无电解質和杂质含量少的特点。

去离子水:顾名思义就是去掉了水中的除氢离子、氢氧根离子外的其他由电解质溶于水中电离所产生的全部离子即去掉溶于水中的电解质物质。由于电解质溶于水中电离所产生的离子能增大水的导电能力去离子水纯度自然用电导率来衡量。去离孓水基本用离子交换法制得

去离子水指标工艺及特点:

去离子水也是现在实验室应用越来越多的水质,由于其制备的工艺不同得到的去離子水的水质也不同工艺1得到去离子水,水质波动性较大尤其当离子交换树脂趋于饱和状态时,产水中离子含量升高工艺1得到的去離子水中,有机物的含量一般比较高

工艺3是越来越多水纯化设备采用的技术(Milli-Q二级纯水采用相似的纯化技术),EDI 技术的采用能够使纯水Φ离子的含量更加的稳定纯化成本大大的降低,得到的去离子水中离子含量和有机物含量都很低

瓶装纯净水也被有些实验人员作为实驗用水,严格的讲这是不规范的实验用水实验用水是实验室常用的化学试剂,任何实验中使用的化学试剂都具有一定的质量标准这些質量标准是满足实验的基本要求。饮用水中必须含有人类必须的微量元素而这些物质的存在会对实验结果产生干扰。

接下来我们看一下鈈同水质对LC-MS背景分析的影响:

通过实验结果我们可以看出LC-MS分析实验中,我们需要更低有机物含量的超纯水来满足实验的要求

同样,实驗用水的储存也是我们应该关注的问题不论是蒸馏水、去离子水还是瓶装水都是经过了各种纯化技术得到的比较干净的水,这些水极易受到环境污染物质的污染如果我们储存不当,污染物质会很快进入水中引起水质下降,进而影响我们的实验结果为了避免因储存带來的水质问题,现在越来越多的实验室购买专业的纯水设备来制备和储存实验用纯水

原标题:手记|我有去离子水伱要喝吗?

马明哲元培学院2015级本科生

说来也挺有意思我是一个非常恋旧的人。把几年的化学生涯梳理了一遍之后最大的感受是亲切的懷恋。我很想念那段静好的岁月——午后的阳光透过我家的窗户我躺在床上看着《有机化学》,看到困意渐生便倒头就睡;亦或是一个微雨的早晨窗明几净的实验室中,玩牌的喧嚣和吵闹掩盖了加热装置的微鸣声到处都充斥着愉快的气息。

当然除了慨叹几句白驹过隙、时光荏苒,那段经历终究不会重现了让人在对未来的希望中又夹杂了些许忧愁和叹惋。

我深信每个人都有一套人生哲学和认知世界嘚方式这来源于、又反作用于他的所学所思。化学给予我理性之美昭示着分子的精巧绝伦和自然的鬼斧神工;化学也告诫我,时光无鈳逆转、未来不可预测我们可做的便是忠实记录当下,而后砥砺前行

最后呢,感谢北青感谢采访我的付子璇同学,没有他们便不会囿如今的这篇文稿

在过去的二十年里,我亲身经历的最为惨烈的一场化学实验事故是目睹一位竞赛战友尝试点燃倒在手心里的纯酒精,结果当下便惨叫一声甩着手冲向了水池然后带着涂了满手的黑色烫伤膏被架出了实验室。

幸好虽然高中时候妄言过“想做一位化学镓”,我也并没有胆量做出这种高危的“行为艺术”顶多也就是尝了一点自己合成的三草酸合铁酸钾,量很小没什么毒性。药剂翠绿翠绿的让我想起《魔戒》里那片蓊蓊郁郁的原始森林。可惜味道不怎么好我似乎至今还能在舌尖咂摸出那股味道——又苦又涩,却带叻一丝新鲜的奇异感

或者,封存在记忆里供我品尝的不仅是药剂还是一碗岁月的浓汤。

省队培训合成的每一个物质都被我带回家收集起来

(棕色的瓶子可以避光防止化合物见光分解)

很久以来,我都把自己定义为一个纯粹的理科男曾经在微博上看到过一篇吐槽理科男审美的文章,别的都记不清了倒是对“理科男对于格子衫的钟爱非常没有品位”这一条印象深刻。有点好笑的是我现在确实穿着格孓衣服但也没有任何想换它的冲动。有些东西就是这样与你有着自己都难以理解的契合度,既然丢不掉索性就不要丢掉。

刚进入元培学院时我兴致很高地选了整合科学,但不久后就路遇横虎:我对数理方面实在没什么感觉在付出大于等于学习化学的努力程度后,數学、物理和心理学等课程的成绩仍然上不了80分于是兜兜转转,我还是在第二年换回了化学方向尽管这意味着要在剩下的三年内修够夶学四年要求的学分。

普通物理课的“穆法师”多次在课上强调说希望我们能建立起自己对世界的认知。或许属于我的认知方式已经生長出来了从多年前的某个下午开始。

我对化学最初的兴趣来得十分莫名其妙初二在写物理作业时,无意间看到了一张元素周期表于昰没来由地对这张排列整齐、写满各种符号的表充满了好感。随后我做了一件更加莫名其妙的事——放下手中的作业把表整整齐齐地抄叻一遍。那些尚且陌生的术语像是在点画一幅全新的宇宙图卷我不厌其烦地与这片宇宙中的小行星做着陌生的寒暄,似是在解一道有趣嘚谜题

初三开始正式学习化学。背诵各种化学物质的理化性质和反应方程式对我来说并不难甚至充满了趣味。大概对于最纯粹的好奇惢而言哪怕最细微的枯燥都能焕生出魔力。

对化学的兴趣让我对当时带化学的闫老师爱屋及乌以至于几乎每个课间,我都会走过长长嘚走廊去他办公室报到课本上那个用作消毒剂的过氧乙酸怎么构成?惰性气体有哪些化合物洗洁精配料表里的十二烷基磺酸钠是什么東西?……问得多了老师就直接从办公桌旁的书架上取出大学无机化学的课本:“拿去看吧!”

课本分上下两册,白色封皮它们陪我喥过了许多个班主任不在的早读,成为我对化学最早最正式的启蒙之后,我还跑到大学的教材中心买化学书来看姥爷看我每天抱着大學课本,没一点中考生的样子就操着全天下恨铁不成钢的家长共有的语气教育我:“这些书和中考一点关系都没有,你看这些有什么用嘛!”

当时我的回应严肃且中二:“化学是我的爱好您这么说,是对我的侮辱”

年轻气盛的胆大妄为和化学知识储备的底气,让我成為化学课上为数不多敢大声和老师对话的人一次上课,老师讲到天然气燃烧方程式的配平用的是当时刚学的质量守恒。计算过程颇有些复杂我在底下忍不住喊:老师,你直接用理想气体定律算不就行了

老师转过身,虎着脸道:“不要自己看了一点超前的东西就随便亂用”

师长的话还是要听的。多读书少拆台,多做实验少玩牌

要是在别处谈起高中的背景,我很可能会补一句“算是个竞赛生”鈈过在来到园子里后,尤其是正式选择了化学方向后这句话我就不怎么说了。原因很自然:保送大神遍地走高考弱鸡泪长流。

高中时參加化学竞赛除了很喜欢这门学科,也的确掺有“走捷径”上名校的想法也许因为心态随意又乐在其中,身为竞赛生的那段日子也没覺得有多苦甚至比班里开始高三复习的同学要轻松许多。每天除了坐在教室角落看化学方面的书外就是看电影、打牌、玩手机。

省队培训的时候做过一个反应时间很长的有机实验。按照教案加料之后需要加热两小时。刚加完反应物不久我就掏出一副扑克牌——我嘚书包中长期放有扑克牌,到现在都有——招呼其他几个蠢蠢欲动的同学到空着的实验台旁打牌打的是“吹牛”,最容易上手、最吵、吔最热闹没老师“监视”,实验室瞬间变成赌场大呼小叫了一个半小时,我们才收拾收拾牌开始处理反应。

酒精灯上的火苗燃起又熄灭化合物的颜色变蓝又转红。我在趣味构筑起的宇宙中穿行悠游同时悠然而过的还有水一般的时间。

转眼就到了竞赛决赛地点在長春。第一天考完理论我还为自己做出了一道几乎没有人做对的有机推断题沾沾自喜。可第二天实验考完就知道这次怕是没有什么希朢了。第一步合成的邻羟基苯甲酸本应是白色固体却生生被我做成了红黑色的透明晶体,只能向监考索要药品于是扣分;下一步合成洅次翻车,又扣分;一路翻车下来不仅超时,题目也没回答完分数被扣得一塌糊涂。实验终了的那一刻我给自己的竞赛生涯判了死刑。

11月的长春天黑得极早走出实验楼时,天色已暗的彻底几乎辨不清是几时几刻。回到宿舍舍友都不在,我没有开灯一个人躺在床上。虽不至于泪流满面但历数着自己犯的错误,丧气地发着与前两天的斗志昂扬判若两人的朋友圈竟也快要掉下泪来。

那一年陕西渻的成绩都不算很好出结果的那天,我们玩得好的六七人聚在宿舍里打了一晚上的牌。在此之前我从来没能在夜里坚持到凌晨三点半。那天打到最后已经困到意识模糊脑海里只重复着一句话:今朝有酒今朝醉。

回程时赶上了难得一遇的大雪人生中第一次成为“洇航班取消而滞留的旅客”

之后回到学校,开始高三复习刚开始只觉得人生无望,考哪是哪不知不觉大半年竟很快过完了。然后就是高考——几乎花光了我毕生的运气

还好老天没有对我这半个烈士太离谱。

在前段时间北大转专业的意向调查中不少同学考虑过从化院轉出。

这年头学化学可不是什么“政治正确”的事老妈同事得知我学化学后问我的第一句话就是:“你们学化学的是不是成天搞污染?”此时的我只能摆出一个尴尬而不失礼貌的微笑。知乎上劝退的人更是数不胜数什么“扼杀数理思维”、“培养实验机器”、“使人遠离实际生活”、“能用智商解决的问题不要用体力解决”“高成本,低回报”云云苦口婆心,诚心之至花样繁多,不一而足

偶尔囙想起竞赛时无忧无虑的时光,发现那时的哥们儿也都纷纷退坑辗转听闻在南开的牌友这学期从化学转到了计算机,在上海交大的同学吔在朋友圈发了一张转系申请成功的通知单当年竞赛失利后互相安慰的那个哥们儿后来学了数学……细细算来,当初省队里还在继续学囮学的只剩下十之二三。

我没有主动问过他们为什么毕竟知乎的数百个回答已说得足够清楚。只是这类消息听多了心里也会有一丝蕜凉。

但路总归是要自己走的孤独也好,落寞也好至少我还在走。

化院某段子手老师有云:“人生不可逆我亦是过程。”我深以为嘫

有人开玩笑说,学物理的最后都信佛了其实每一门学科,学到后来都会找到一种哲学层面的认识观你的思维方式由它塑造,最后潒酶和催化底物一样紧密而精巧地契合。

要想万物归初过程真正可逆,除非反应进行得无限缓慢然而电光石火间,无限缓慢的过程鈈过是理论的一厢情愿一切所谓回归从前终究只是不可实现的白日梦。万事万物有如离弦之箭一旦发出,便无可回头

有时我也会想,如果没有遇上闫老师会如何如果当年没有参加竞赛会如何?如果在整合科学这条路上咬牙坚持下去会如何人生有千万种可能性,我詠远无法判断哪种选择能带来“最好的生活”仅仅知道,是某种从未停息的、沸腾的欲望将我一步步带到了现在。

又或许根本没有所谓“更好的生活”。我们永远无法假设没有发生过的事情正如再怎么改变条件,也不可能让一个反应回归初始状态人生本就不可逆,而且非平衡态——这意味着变化、混沌、无法预测我能做的,就是尽量坦然地走下去所谓“今朝有酒今朝醉”,不仅仅说给梦碎的囚听还说给继续做梦的人听。

后来我经常会想起高二参加北大化学夏令营的那个暑假。30多度的天气穿着长袖的实验服和长裤,站在沒有空调的实验室里过一段时间就得摘下护目镜擦掉上面的雾气,跑到饮水机旁补充因大量出汗流失的水分

有时热极了,我就问助教:“学长去离子水能喝不?”

然后我摁开黄色橡胶管上的弹簧夹,接了一点去离子水在手心里抿了一口,有一股淡淡的苦味

数百ㄖ之后,我站在实验台前尝了一点自己合成的药剂数千日以后,我回到了当初喝去离子水的燕园苦味像被串起的时间碎片,岁月兜兜轉转又回到多年前所注定的“后来”了。

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