自用分析化学教案水的净化--离子交换和蒸馏法

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1、实验教案实验十二水的净化一离子交换和蒸馅法（循环）（电导率仪的使用）PurificationofWater实验学时：4学时一、目的与要求1.了解自来水中的主要杂质离子，熟悉鉴定水中无机杂质离子的方法;2.掌握蒸憾法和离子交换法制备去离子水的原理和方法；3.熟悉电导仪的使用。二.方法与原理不溶性杂质泥沙等1.水中的杂质｛可溶性杂质NaMg”、Ca2KT、ClSO产、CO32-「蒸憎法］2・常见纯化水的方法］1离子交换法3.离子交换法制取纯水的原理优点：利用高温可同时灭菌缺点：能耗高，水浪费大优点：基本不消耗能源，节约用水缺点：树脂再生麻烦，不能灭菌离子

2、交换树脂是一种高分子有机聚合物，具有稳定的网状结构。在网状骨架上有许多可以电离的、能和周围溶液中的某种离子进行交换的活性基团：阳离子交换树脂：2RSO3_H+（聚乙烯碱酸钠型）+Mg2+（RSO3~）2Mg2++2H+阴离子交换树脂：R=N+OH~（季胺盐型）+C1R=N+Cr+OH~交换的结果是:Hf+OH~=H2O4.树脂的再生阳离子交换树脂：（RSO3~）2Mg24+2HCl2RSO3_Hf+Mg2++2CF阴离子交换树脂：R=N+cr+NaOHR^NOH"+Cr+Na+树脂经再生后，又可重复使用。1.纯度检验(1)化学法鉴定水中主要无机杂质离子；(

3、2)电导法检验水的导电能力，再根据电导率的大小估计水样的纯度。自来水.三、内容提要一去离子水制备装置图首先在柱底铺少量棉花①柱内先加入蒸馄水②用角勺挠着树脂，借助柱子中的水，将树脂注入柱子③树脂注入高度约15cm④树脂间不能有气泡II_：II_：IIIIIIII纯净水阳床]阴床水[四、难点分析1.交换柱中的树脂装填高度以高于柱子的1/2而低于柱子的2/3为宜，但松紧要适当，树脂间不能有间隙和气泡。因此，玻棒搅拌赶气泡的方法要掌握，否则影响纯化效率。2.一定要按照“阳柱一阴柱一混合柱子”的顺序才能制备合格纯水。因此，自来水只能进入阳柱，阳床水才能进入阴柱，阴

4、床水才能进入混合柱，切不可混淆。3.柱了中的水不能中断，因此柱了的进水速度和岀水速度控制要恰当。此外，岀水滴速以20~30d/min比较适宜，不然也会影响水去离子的效率，从而影响纯度。4.电导电极每次测定前要用待测定水清洗。检测水的电导率时，一定要有足量的水浸没电导电极头。此外，应根据不同纯度的水选择电导仪的量程，否则测不出来或测量精度受影响。所以教师务必要求学生严格、规范操作，注重个别指导，发现问题及时纠止。五、教学要点1•课前准备：查阅电导仪的使用说明2•预习指导：要求学生上网或利用实验教材查阅水的提纯各种方法和基本原理？制备去离了水一般包括哪些步骤？

5、每一步的操作要点是什么？如何检验水的纯度？并通过网上预习题测试。3•课堂提问指名回答问题，如询问水的纯化方法有哪些新进展？去离子水和蒸憾水有何区别？什么实验情况采用什么纯水？去离子水制备法的每一步操作要点，并引导思考为什么？怎样保证去离了水的纯度？怎样检验去离子水的纯度？4•课堂演示蒸憾水装置的安装：电导仪的操作示范操作均在实验开始前进行一次，在实验过程中也可分多次个别指导时示范。1.个别巡回指导六、注意事项1.蒸馆水装置的安装。2.电导仪的操作及读数，电导电极每次测定前要用待测定水清洗。5.电导仪的使用方法。6.水中杂质的检测方法。七、实验记录样式样品名

6、称电导率us/cmMg2+Ca2+crSO42现象结论现象结论现象结论现象结论阳离子交换柱流出液70-110■•不含不含白含白1含阴离子交换柱流出液30-60A2.不含不含无不含无不含阴、阳离子混合柱流出液1.0-2.0■•不含—.a不含无不含无不含蒸憾水2.0-3.0不含XL不含无不含无1不含自来水170变紫含变红含白含白1含电导率的单位：us/cm；us(微西门子)八、实验讨论样式1、水中的主要无机杂质离子是哪些？怎样才能检查出来？答：水中的主要无机杂质离子是钠、镁钙的碳酸盐、硫酸盐、氯化物及某些气体，所以水中含有Nf、Mg2Ca2Cr>SO/—、

7、CO32-等离子。用络黑T检验Mg2+,在pH=8〜11的溶液中，络黑T本身显蓝色，若水样中含有+则与络黑T形成紫红色；用钙指示剂检验Ca2+,游离的钙指示剂呈蓝色，在pH>12的碱性溶液中，它能与Ca"结合显红色；用焰色反应检验NaSNf的火焰呈黄色；用AgNO3溶液检验C「，出现口色混浊说明有cr；用BaCl溶液检验SCU「出现白色混浊说明有SO42";用酸分解法检验CO32_,有气泡出现说明有co32-o2、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和阴阳离子混合柱各起什么作用？能否将前二者颠倒顺序安装？答：阳离子交换树脂的作用是与水样中的NaMg2Ca?+

8、等阳离子进行交换;阴离子交换树脂的作用是与水样中的ci:so42"