电导率的单位(电导率国际单位)

随着天气越来越热，整天待在实验室里连口水都没时间喝的你们，有没有在实验室的水龙头前有过一个奇怪的想法:这水能喝吗，能解渴的那种？

(别急，和佛一起喝水怎么样？)

众所周知，好吃的成千上万，安全第一，不合格的食品，亲人两行泪。因此...食物越干净越好？不一定。有时候人真的要过坎坷的生活。不相信我？请往下看。

去离子水有许多用途。

去离子水

去离子水，通常简称为DI水，是一种不含钠、钙、铁、铜、氯、溴等矿物离子(盐)的纯净水。ISO/TC 147规定的“去离子”的定义是:“去离子水完全或不完全去除离子物质。”

我们经常喝的自来水，通常是从河流、水库的水源经过明矾沉淀、氯气消毒、滤料过滤、氯气引入、再消毒后得到的。水质无色、无嗅、无味，不含有害物质和传染性细菌，可直接饮用。

(水中常见的杂质)

但是，作为一种万能溶剂，水可以溶解许多杂质离子，如Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-等。这些溶于水的看不见的阴、阳离子，不仅能使水导电，还容易与其他物质发生反应，从而严重影响实验和生产结果。所以科研或工业用水必须去除离子等杂质，也就是要用上面说的去离子水。

(两种去离子水技术要求参数示例|来源:百度文库)

(注:电导率的单位一般为S/m，定义为截面积为1m2，长度为1m的导体的电导率。但由于化学水处理中S/m的单位太大，所以常采用μs/cm作为其单位，也就是S/m的10-4)。

水中所含杂质离子的数量可以用水的电导率来表示。根据导电等级，去离子水可分为以下几类:普通级去离子水的电导率为200-10μs/cm，食品级去离子水的电导率为1-10μs/cm，工业级去离子水的电导率为0.1-0.9μs/cm，电子级去离子水的电导率一般小于0.07μs/cm。

从上面的分类可以看出，去离子水的应用多涉及科学研究和工业生产，如:作为微生物实验的介质，作为汽车铅酸电池的补充水，作为药品和化妆品的添加剂，或用于实验室配制溶液，集成电路的工业生产，海水净化，钢铁清洗水等。可以说，我们的生活已经离不开去离子水了。

去离子水可以大量生产。

去离子水

其实我们自己也能做出这么有用的去离子水。我们只需要自来水，一个带盖的水壶和烧水的火。是的，你猜对了，是开水！水沸腾时，水蒸气非常纯净。当它上升到冷水壶的盖子时，它会凝结成水滴。收集这些水滴就是自制的去离子水~

(出来的蒸汽都是去离子水。)

在工业生产中，上述方法常被称为蒸馏法，但如果要大量生产去离子水，光靠收集水蒸气的方式真的是灾难性的。毕竟光是烧开水就消耗了多少能量。因此，人们想出了许多方法来生产大量低成本的去离子水。目前常用的工艺方法有:反渗透法、电渗析法、离子交换树脂法以及各种方法的组合。但一般来说，无论用什么方法生产去离子水，离子交换柱都是一个非常重要的环节。

经过粗滤和活性炭过滤处理的原水中的大部分有机物、微生物等杂质都得到了一定程度的净化，但水中的Ca+、Mg2+、CO32-和一些溶解气体不受过滤过程的影响，所以此时水中仍有大量的正负离子。接下来可以利用电渗析技术，将水通过带有正负电极和阴阳离子交换膜的电渗析器，置换水中的正负离子，从而大大降低流动水的离子浓度，减轻后续工艺中离子交换树脂的负担。

(离子交换树脂就是超级幸福的意思~)

然后，就是王者——离子交换树脂。

离子交换树脂是一种具有网络结构的有机聚合物，颜色通常为白色、黄色和棕色。它主要由作为载体的离子基团和可交换的活性基团组成。根据这些活性基团是否含有酸性或碱性基团，我们可以将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

(离子交换树脂说:看着我！)

阳离子交换树脂可以吸附水中的阳离子(如Na+、K+、Mg2+、Ca2+等。)，即树脂上的H+被置换到水中，与水中的阳离子生成相应的无机酸:

同样，阴离子交换树脂上的OH-离子也能电离并置换成水，这说明水中的阴离子杂质(如Cl-、SO42-、CO32-等。)被树脂吸收:

阴离子-阳离子交换柱串联使用，原来含有阴离子-阳离子杂质的纯水分别被H+和OH-离子取代，它们可以被中和生成去离子水:

在生产过程中，为了使用方便，通常将离子交换树脂放入一个圆柱形容器中，称之为离子交换柱。水从交换柱的上部流入，经树脂离子交换后从下部流出。一个阳离子交换柱和一个阴离子交换柱串联后，就是第一级，串联越多，除杂效果越好。

但根据离子交换法的原理，这种方法只能净化水中带电荷的电解质杂质，其他不带电的有机杂质、细菌、病毒等。必须转向其他方法。我们可以通过紫外线照射杀死水中的细菌。然后用微孔过滤器过滤掉水中尺寸大于0.5μm的各种颗粒。至此，我们可以得到一般清洁度的去离子水~

也可以制备和使用去离子水。

去离子水

以上制备方法常用于工业化大批量生产去离子水，但如果我们不需要这么大量的去离子水呢？当然有办法。现在专门配制去离子水的小型设备(也称“纯水机”)非常普遍。当你想接水时，按下开关，自然会有杂质含量达标的去离子水供你使用。当它装满水时，你可以再次按下开关来关闭机器。像自来水一样方便。

(嗯？谁在叫我？)

一般来说，这种小型设备制备去离子水的原理和大批量生产线差不多，按照颗粒大小由大到小去除杂质。通常不同行业或产品对水质的要求不同，去离子水设备涉及的工艺流程也不同。

(去离子水设备制水原理举例|来源:百度文库)

一般来说，先进的反渗透、混床等制备系统常用于去离子水设备。离子交换树脂夹在阴/阳离子交换膜之间，形成EDI单元。每个EDI单元用网隔开形成浓水室，阴/阳极电极布置在两端。然后，在直流电的推动下，淡水室中的阴离子和阳离子分别通过阴阳离子交换膜进入浓水室，并被浓水室中的水带出系统。通过这种方法，去离子设备可以有效地过滤杂质、细菌、颗粒等。在水中，并制备符合各种工业用水标准的去离子水。广泛应用于饮用、科研、电子、制药、航空空等行业，成为不可或缺的产品系列。

去离子水后记

去离子水

综上所述，去离子水比我们平时喝的水干净多了，自然可以直接饮用。但学者提出，长期饮用去离子水对健康并没有太大的积极作用，反而可能因为缺乏矿物盐而扰乱生理系统。这是因为从去离子水中去除的矿物质和营养物质很难通过其他途径得到补充。

另外，虽然喝去离子水没什么问题，但是在有各种化学试剂的实验室里，我们最好闭上嘴巴，不要轻易品尝~

注:本文不注明图片均来自网络，如侵删。

资料来源:中国科学院半导体研究所

编辑:广达元

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