西安电子科技大学
化学探究实验 课程实验报告
实验名称 纯净水的制备及其纯度检测
学院 班
姓名 学号 同作者 实验序号 实验日期 2020 年 7 月9日
成 绩 指导教师评语： 指导教师： 年 月 日
一、实验目的
1、学习离子交换法制备纯净水的原理和方法。 2、熟悉用阴、阳离子交换树脂制备纯净水的过程。 3、了解纯净水水样质量的简单检测方法。
4、掌握原子吸收光谱法测定水中钙、镁离子的含量。 二、实验原理
当自来水通过阳离子交换柱时，水中Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子与树脂上的H+发生如下交换反应：
??2RSO3H?Mg2?? (RSO3)2Mg2??2H? （1-1）
当水通过阴离子交换柱时，水中的Cl-、SO42-、CO32-等阴离子与树脂上的OH-发生交换，反应如下：
RN(CH3)3OH?Cl? RN(CH3)3Cl?OH? （1-2）
经阴、阳离子交换后产生的H+ 与OH- 结合又生成水。
H??OH??H2O
（1-3）
经过阴、阳离子交换柱以后的水，杂质阴、阳离子均已除去，故称为纯净水。为进一步提高水质，可在阴离子交换柱后再串接一个阴、阳离子交换树脂混合柱，其作用相当于多级交换，可进一步提高水质纯度。
纯净水中离子的鉴定方法：AgNO3、BaCl2溶液可分别用以检验水样中的Cl- 和SO42- 离子的存在。而铬黑T、钙指示剂可分别用以检验Mg2+、Ca2+ 离子的存在。在pH = 8~11的溶液中，铬黑T能与Mg2+离子作用而显红色；在pH > 12的溶液中，钙指示剂能与Ca2+ 离子作用而显红色，在此pH值下，Mg2+离子的存在不干涉Ca2+ 离子的检验，因为这时Mg2+离子以Mg(OH)2沉淀析出。
纯净水的纯度可通过原子吸收光谱法测定水样中钙、镁含量来检测，此方法绝对分析灵敏度可高达10-9，其基本原理简述如下：
1.原子吸收光谱分析基本原理
原子吸收光谱法（AAS）是基于：由待测元素空心阴极灯发射出一定强度和波长的特征谱线的光，当它通过含有待测元素的基态原子蒸汽时，原子蒸汽对这一波长的光产生吸收，未被吸收的特征谱线的光经单色器分光后，照射到光电检测器上被检测，根据该特征谱线光
强度被吸收的程度，即可测得试样中待测元素的含量。
2.标准曲线法基本原理
在一定浓度范围内，被测元素的浓度（C）、入射光强（I0）和透射光强（I）符合朗伯-比尔定律：
??=????
??0
=?????? ??
式中：A为吸光度，a为被测组分对某一波长光的吸收系数，b为吸收层厚度，c为被测元素的浓度。
根据上述关系，配制已知浓度的标准溶液系列，在一事实上的仪器条件下，依次测定其吸光度，以加入的标准溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。试样经适当处理后，在与测量标准曲线吸光度相同的实验条件下测量其吸光度，在标准曲线上即可查出试样溶液中被测元素的含量，再换算成原始试样中被测元素的含量。
3.标准储备液的配制方法
（1）钙标准储备液（1mg﹒mL-1）：准确称取已在110℃下烘干2小时的优级纯无水碳酸钙2.4970g 于100 mL烧杯中，用少量蒸馏水润湿，盖上表面皿，慢慢滴加10mLHNO3，至完全溶解，用5% HNO3（体积分数）移入1000mL聚乙烯容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀备用。
（2）镁标准储备液（0.1mg﹒mL-1）：准确称取已在800℃下灼烧2小时的优级纯无水氧化镁0.1658g于100 mL烧杯中，用少量蒸馏水润湿，盖上表面皿，慢慢滴加HCl至完全溶解，用5% HCl（体积分数）移入1000mL聚乙烯容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀备用。 三、仪器与试剂
1. 仪器
阴、阳离子交换柱，乳胶管，螺丝夹，原子吸收分光光度计。 2. 试剂
732型阳离子交换树脂，717型阴离子交换树脂，铬黑T指示剂，钙指示剂，容量瓶（50mL），烧杯（50mL），洗耳球，胶头滴管，刻度吸量管，镁标准储备液（0.1 mg﹒mL-1），钙标准
图1-1 标准曲线
【化学探究实验报告】纯净水的制备及其纯度检测
