去离子水在清洁中很重要,因为它含有非常少量的离子,因此可用于清除污染物和不需要的化合物。大多数水至少含有一定浓度的阳离子和阴离子,它们可能会破坏实验或工业过程。因此,去离子水通常在实验室中用于清洁和去除研究和工业环境中的污染物。当水低于某个电导率范围时,可以认为水是去离子的,这使得了解适当的电导率范围很重要,以便使去离子水在其使用中有效。
自然环境中的水总会有杂质。海洋、河流或地下水中的水会与岩石和矿物质相互作用,并从周围环境中吸收离子。
这些离子可以使工业环境和研究环境中的实验室程序复杂化。然而,水在科学和工业中仍然非常重要,因此必须找到一种方法来确保它不会干扰实验室和工业 过程。
为了解决这个问题,大多数实验室将使用经过某种方式改性或净化的水,以去除水中在穿过土壤和地球固体表面时自然积聚的杂质。
实验室环境中使用的水基本上分为三种类型:自来水、蒸馏水和去离子水:
自来水与日常用水相同。它的纯度通常与天然水源没有显着差异。这意味着它将包含干扰实验室实验和过程的化学杂质。
蒸馏水是通过蒸馏过程净化的水,在蒸馏过程中水被煮沸并重新冷凝,以便所有不随水蒸发的杂质都被留下。
尽管蒸馏水去除了大部分杂质,但它并没有去除水中仍然存在的所有离子。最纯净的水是通过去离子过程净化的水。
去离子水 是通过使用特殊树脂去除水中的阳离子和阴离子而制成的。阴离子树脂带正电并吸引阴离子。阳离子树脂带负电荷并吸引阳离子。树脂用于将阳离子和阴离子与 H+ 阳离子和羟基交换,从而生成中性 H2O。
在固体材料中,电导率主要取决于电子数。一种情况下的电子越多,电导率水平就越高。在具有溶解离子的液体中,电导率也很大程度上取决于离子浓度。
不可能从水中去除所有离子,因此即使是极纯的水仍会含有非常少量的离子杂质。因此,水总是具有一定的导电性。
然而,存在一个电导率,低于该电导率的离子浓度足够小,水是有效纯净的,并且其中的离子不会影响水去除污染物的能力。电导率水平需要低于某个阈值,以使水具有足够小的离子浓度以被认为是去离子的。
根据国际标准化组织 (ISO) 标准 3696,去离子水分为三个等级。这些是每个的电导率值。
1级:10-7 S/m
2级:10-6 S/m
3 年级:5 • 10-6 S/m
去离子水的质量会随着电导率的降低而提高,尽管更高等级的去离子 (DI) 水会更昂贵并且需要更多的时间和精力来生产。
总之,去离子水的适当电导率范围通常为 ≤ 5 • 10-6 S/m。成本和适用性都是重要的因素。如果污染物可以从具有相当低等级的实验室中去除,在昂贵的 DI 水(去离子水)中,这样做会更好,特别是因为 DI 水非常容易受到污染,并且必须非常小心地将其与任何可能的污染源隔离开来使用。
例如,高质量的去离子水不能用于清洗实验室工作台,因为一旦暴露在空气中,它就会被污染,不再具有高级去离子水的特殊性能。它不会比自来水或蒸馏水或较低等级的去离子水更好。那时,您不妨只使用自来水或蒸馏水以减少开支。
如果设施不需要非常高等级的 DI 水来清洁设施,最好简单地使用具有更多污染物但仍然可以节省资金的低等级 DI 水。仅在必要时才应使用高级去离子水。
因此,最佳电导率范围还取决于蒸馏更高等级去离子水所需的成本以及这些更高等级去离子水需要使用的频率。因此,只要电导率低于水被视为去离子水的阈值,就没有适合所有情况的电导率范围。
去离子水是通过用特殊树脂吸收阴离子和阳离子来去除所有杂质的水,从而形成高度纯净的水。它比自来水或蒸馏水更纯净,需要用于清洁实验室。去离子水的电导率范围通常必须非常低。去离子水的最大电导率范围为≤ 5 • 10-6。