2.4　化学实验用水

化学实验中，洗涤仪器、配制溶液等都需用大量的水。不同的实验对水的纯度要求也不同。水的纯度直接影响实验结果的准确性。应根据实验内容的需要，正确选用不同纯度的水。

在实际工作中表示水的纯度的主要指标是水中的含盐量（水中各种阴、阳离子的数量）的大小。而含盐量的测定比较复杂，所以，目前通常用水的电阻率或电导率来表示。

化学实验中常用的水有自来水、蒸馏水、重蒸水和去离子水。实验中通常所说的纯水是指蒸馏水或去离子水，现分别简单介绍如下。

2.4.1　自来水

自来水是指一般城市生活用水。它是天然水（如河水、地下水等）经自来水厂人工处理后得到的。它含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、C、HC、S、Cl^-等杂质离子，以及可溶于水的CO2、NH3等气体及某些有机物和微生物等。

由于自来水中杂质较多，在实验室中自来水的主要用途如下。

（1）初步洗涤仪器。

（2）某些无机物、有机物制备实验的起始阶段（因所用原料不纯，所以不必用更纯的水）。

（3）制备蒸馏水等更纯的水。

（4）其他方面，如实验中水浴加热用水、冷却用水等。

2.4.2　蒸馏水

利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使H2O汽化并随之使蒸汽部分冷凝分离而得的水。由于杂质离子不挥发，所以蒸馏水中所含杂质比自来水少得多，比较纯净。但其中仍含有少量杂质，这是因为：

（1）CO2溶于蒸馏水中，生成碳酸，使蒸馏水显弱酸性。

（2）冷凝管、接收容器本身的材料（一般是不锈钢、纯铝、玻璃等）可能或多或少地进入蒸馏水。

（3）蒸馏时少量液体呈雾状逸出，又进入蒸馏水。

尽管如此，蒸馏水仍是实验室最常用的较纯净的溶剂或洗涤剂，常用来清洗仪器、配制溶液、进行化学分析实验等。

如要用蒸馏法制备更纯的水，可在蒸馏水中加适量KMnO4固体（除去有机物）再进行蒸馏或用石英蒸馏器进行蒸馏，所得即为重蒸水。

2.4.3　去离子水

通过离子交换柱后所得到的水即去离子水（也称离子交换水）。离子交换柱中装有离子交换树脂，它是一种带有能交换的活性基团的高分子聚合物，根据活性基团不同可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。阳离子交换树脂含有酸性基团（如磺酸基—SO3H、羧酸基—COOH等），它们的H⁺能与溶液中的阳离子进行交换。阴离子交换树脂含有碱性基团，如季铵基［—R—N（CH3）3Cl］、氨基—NH2等，可与溶液中的阴离子进行交换。

市售的离子交换树脂中，阳离子多为钠型，阴离子多为氯型，而且树脂中还常混入一些低聚物、色素及灰砂等，所以使用时必须先用水漂洗（除去混入的杂质）并用酸碱分别处理阳、阴离子交换树脂，使之转为氢型和氢氧型。制备去离子水时，一般采用氢型强酸性阳离子交换树脂和氢氧型强碱性阴离子交换树脂。

进行交换时，将水先经过阳离子交换柱，水中的阳离子（如Na⁺、Ca²⁺等）被交换在树脂上，树脂上的H⁺进入水中。然后再经过阴离子交换柱，水中的阴离子（如HC、Cl^-等）被交换，交换下来的OH^-进入水中，与交换下来的H⁺结合成H2O。最后再经过一个装有阴、阳离子交换树脂的混合柱，除去残存的阴、阳离子。这样得到的去离子水纯度较高。

离子交换树脂使用一段时间后，需经处理再生才能继续使用。再生时一般使用约7%的HCl溶液和约8%的NaOH溶液分别淋洗阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，使被交换上去的阴阳离子被置换下来，恢复成氢型和氢氧型。