本實(shí)用新型屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種離子交換法制備純水的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

離子交換法制備純水實(shí)驗(yàn)是大學(xué)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》或《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材中一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)，也是一個(gè)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可幫助學(xué)生了解離子交換法制備純水的基本原理，掌握其操作方法和樹(shù)脂預(yù)處理的操作；掌握水中一些離子的定性鑒定原理和方法；學(xué)會(huì)使用電導(dǎo)率儀相關(guān)知識(shí)與技術(shù)操作等。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、良好素質(zhì)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等方面具有重要的作用。但教材上的實(shí)驗(yàn)裝置在使用中發(fā)現(xiàn)有以下缺點(diǎn)：1)裝置較復(fù)雜，學(xué)生難以獨(dú)立安裝及固定；2)裝置需要2-3個(gè)鐵架臺(tái)和夾子來(lái)固定，且需要的高水位槽難以制作和擺放；3)裝置零亂，系統(tǒng)性差，不利于保管和重復(fù)利用；使用的導(dǎo)管為乳膠管，不僅彎曲處容易折死，而且易老化；4)水流速度難以控制；實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種離子交換法制備純水的實(shí)驗(yàn)裝置，解決了現(xiàn)有離子交換法制備純水的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)性差、使用壽命短、水流速度難以控制的問(wèn)題。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種離子交換法制備純水的實(shí)驗(yàn)裝置，包括玻璃制的陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管、玻璃制的陰離子樹(shù)脂柱管和玻璃制的陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管，三者的規(guī)格相同，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管、陰離子樹(shù)脂柱管和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管由高至低呈階梯狀排列，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管、陰離子樹(shù)脂柱管和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管之間留有2-3mm的縫隙，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管、陰離子樹(shù)脂柱管和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管之間分別用固定膠固定，采用透明膠帶將陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管、陰離子樹(shù)脂柱管和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管三段式固定為一體；陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管的上端口與底部開(kāi)口的塑料瓶的下端口連接，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管的下端口與第一大端口塑料軟管連接，第一大端口塑料軟管與第一大端口塑料軟管接頭活連接，第一輪式夾設(shè)在第一大端口塑料軟管與第一大端口塑料軟管接頭之間；第一大端口塑料軟管接頭與陰離子樹(shù)脂柱管的上端口連接，陰離子樹(shù)脂柱管的下端口與第二大端口塑料軟管連接，第二大端口塑料軟管與第二大端口塑料軟管接頭活連接，第二輪式夾設(shè)在第二大端口塑料軟管與第二大端口塑料軟管接頭之間；第二大端口塑料軟管接頭與陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管的上端口連接，陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管的下端口與第三大端口塑料軟管連接，第三大端口塑料軟管的下端設(shè)有第三輪式夾。

本實(shí)用新型的特征還在于，進(jìn)一步的，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管、陰離子樹(shù)脂柱管和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管的直徑均為15mm、管長(zhǎng)均為30cm，陰離子樹(shù)脂柱管比陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管低10cm，陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管比陰離子樹(shù)脂柱管低10cm。

進(jìn)一步的，底部開(kāi)口的塑料瓶的規(guī)格為250mL。

進(jìn)一步的，底部開(kāi)口的塑料瓶的上端設(shè)置為中央開(kāi)孔、四周封閉。

進(jìn)一步的，底部開(kāi)口的塑料瓶上端的中央開(kāi)孔為直徑3.5cm的圓孔或短軸2.5cm×長(zhǎng)軸4cm的橢圓孔。

進(jìn)一步的，底部開(kāi)口的塑料瓶的下端口為自帶橡膠密封圈的圓孔，圓孔直徑與陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管的直徑相匹配。

進(jìn)一步的，第一大端口塑料軟管、第二大端口塑料軟管和第三大端口塑料軟管的底部均放置玻璃棉或碎布條。

進(jìn)一步的，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管的上端口和下端口、陰離子樹(shù)脂柱管的上端口和下端口、陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管的上端口和下端口均為鈍面。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)該實(shí)驗(yàn)裝置除三支玻璃制樹(shù)脂柱管外，其余部件均利用輸液器和塑料鹽水瓶改造得到，取材方便，使用壽命長(zhǎng)。

(2)裝置精巧、美觀，系統(tǒng)性強(qiáng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，提高創(chuàng)新意識(shí)大有幫助。

(3)三根柱管固定在一起，成為一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。該裝置僅需要一個(gè)鐵架臺(tái)和一支鐵夾子即可固定穩(wěn)固。

(4)采用底部開(kāi)口的塑料鹽水瓶直接與第一支柱管相連，不僅簡(jiǎn)化了裝置，而且克服了高水位槽難以制作和擺放的缺點(diǎn)。

(5)連接簡(jiǎn)捷，操作簡(jiǎn)便。三支玻璃制樹(shù)脂柱管與三個(gè)大端口塑料軟管的連接、三個(gè)大端口塑料軟管與三個(gè)大端口塑料軟管接頭的連接，直接套入塞緊即可，連接方便且密封性好。

(6)使用輪式夾，水流速度便于控制和計(jì)量；與現(xiàn)行教材上的實(shí)驗(yàn)裝置相比，該裝置出水速度快，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2中三個(gè)樹(shù)脂柱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型用于改造的輸液器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管，2.陰離子樹(shù)脂柱管，3.陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管，4.底部開(kāi)口的塑料瓶，5.第一大端口塑料軟管，6.第一輪式夾，7.第一大端口塑料軟管接頭，8.第二大端口塑料軟管，9.第二輪式夾，10.第二大端口塑料軟管接頭，11.第三大端口塑料軟管，12.第三輪式夾，13.固定膠，14.透明膠帶，15.玻璃棉或碎布條，16.中間支管，17.側(cè)支管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1，

本實(shí)用新型捆綁階梯式三柱管的實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，玻璃制的陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、玻璃制的陰離子樹(shù)脂柱管2和玻璃制的陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3在同平面內(nèi)以階梯狀排列，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的直徑均為15mm、管長(zhǎng)均為30cm，陰離子樹(shù)脂柱管2比陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1低10cm，陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3比陰離子樹(shù)脂柱管2低10cm，利用水位差提高柱管下端口的出水速度；陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3之間分別用固定膠13固定，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3之間留有2-3mm的縫隙，采用透明膠帶14將陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3三段式固定為一體；陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1的上端口與底部開(kāi)口的塑料瓶4連接，底部開(kāi)口的塑料瓶4容積為250mL，底部開(kāi)口的塑料瓶4用于盛裝自來(lái)水，陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1的下端口與第一大端口塑料軟管5連接，第一大端口塑料軟管5與第一大端口塑料軟管接頭7活連接，第一輪式夾6設(shè)在第一大端口塑料軟管5與第一大端口塑料軟管接頭7之間；第一大端口塑料軟管接頭7與陰離子樹(shù)脂柱管2的上端口連接，陰離子樹(shù)脂柱管2的下端口與第二大端口塑料軟管8連接，第二大端口塑料軟管8與第二大端口塑料軟管接頭10活連接，第二輪式夾9設(shè)在第二大端口塑料軟管8與第二大端口塑料軟管接頭10之間；第二大端口塑料軟管接頭10與陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的上端口連接，陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的下端口與第三大端口塑料軟管11連接，第三大端口塑料軟管11的下端設(shè)有第三輪式夾12，經(jīng)第三大端口塑料軟管11流出水即去離子水。其中，第一大端口塑料軟管5、第二大端口塑料軟管8和第三大端口塑料軟管11的底部放置玻璃棉或碎布條15，起到過(guò)濾、防止樹(shù)脂流失的作用；陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的上端口和下端口均經(jīng)過(guò)熔光處理，使上端口和下端口熔化后由于表面的張力作用而使鋒利的斷面逐漸收縮變鈍，實(shí)驗(yàn)安裝時(shí)不至于劃傷三個(gè)大端口塑料軟管和三個(gè)大端口塑料軟管接頭，也不會(huì)傷人。

陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的直徑均為15mm、管長(zhǎng)均為30cm，底部開(kāi)口的塑料瓶4容積為250mL。

實(shí)施例2，

如圖2所示，玻璃制的陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、玻璃制的陰離子樹(shù)脂柱管2和玻璃制的陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3在不同平面內(nèi)以階梯狀排列，即陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1和陰離子樹(shù)脂柱管2的以階梯狀排列在一個(gè)平面上，而陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的排列在另一個(gè)平面上；三支柱管呈重疊堆集式，裝置的其余部分的構(gòu)造和連接同實(shí)施例1。

底部開(kāi)口的塑料瓶4利用圓形或扁形的塑料鹽水瓶改造得到；用燒紅的鋼鋸條在干凈的塑料鹽水瓶底中央的凹陷處邊沿?zé)睿映鲆粋€(gè)直徑為3.5cm的圓孔或短軸2.5cm×長(zhǎng)軸4cm的橢圓孔；底部開(kāi)口的塑料瓶4的上端為中央開(kāi)孔、四周封閉，底部開(kāi)口的塑料瓶4的上端采用燒割開(kāi)孔的方式，既保持了塑料鹽水瓶的剛性強(qiáng)度，又便于加自來(lái)水和盛自來(lái)水；避免安裝實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中因晃動(dòng)使底部開(kāi)口的塑料瓶4中的自來(lái)水溢出。用最大號(hào)的打孔器在塑料鹽水瓶的瓶嘴上鉆孔，由于原塑料鹽水瓶的瓶嘴用膠塞封閉，孔打好后，即成為一個(gè)自帶橡膠密封圈的圓孔。當(dāng)陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1的上端口插入孔內(nèi)，卡的較緊，使用時(shí)，既穩(wěn)固又不漏水。

第一大端口塑料軟管5、第二大端口塑料軟管8、第三大端口塑料軟管11、第一輪式夾6、第二輪式夾9、第三輪式夾12、第一大端口塑料軟管接頭7、第二大端口塑料軟管接頭10均能夠利用輸液器通過(guò)下述方法改造得到。如圖3所示，從輸液器觀察筒的腰中間剪開(kāi)，輸液器觀察筒的上部為第一大端口塑料軟管接頭7，第一大端口塑料軟管接頭7的中間支管16燒封，第一大端口塑料軟管接頭7的側(cè)支管17打開(kāi)(原為輸液器的排氣孔，卸下小膠帽即可)；輸液器觀察筒的下部為帶有第一輪式夾6的第一大端口塑料軟管5；第一大端口塑料軟管5的大端頭、第一大端口塑料軟管接頭7的大端頭均與陽(yáng)離子樹(shù)脂柱管1、陰離子樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的端口匹配。

本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

步驟1，固定裝置：用金屬夾將陰離子樹(shù)脂柱管2牢牢地固定于鐵架臺(tái)上，調(diào)節(jié)整體高度，夾持的部位位于距陰離子樹(shù)脂柱管2上端口約5cm處。

步驟2，裝柱：將第一大端口塑料軟管接頭7、第二大端口塑料軟管接頭10分別從樹(shù)脂柱管2和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂柱管3的上端口取下。關(guān)閉第一輪式夾6、第二輪式夾9和第三輪式夾12，向三支樹(shù)脂柱管中加入約柱管高1/3容積的蒸餾水。借助長(zhǎng)頸漏斗(頸下端口必須插入柱管中)，用小燒杯將樹(shù)脂連同水一起分別加入對(duì)應(yīng)的三支樹(shù)脂柱管中。若水快要溢出柱管，可打開(kāi)底部的輪式夾，將過(guò)多的水放出。同時(shí)注意，在整個(gè)過(guò)程中，水層一直要高出樹(shù)脂層，樹(shù)脂層中不能出現(xiàn)氣泡，否則必須要重裝。在三支柱管中從高到低依次加入陽(yáng)離子樹(shù)脂，陰離子樹(shù)脂和陰、陽(yáng)離子混合樹(shù)脂；且每管內(nèi)樹(shù)脂高度以25cm為宜。

步驟3，離子交換：

(1)在底部開(kāi)口的塑料瓶4中注滿自來(lái)水(底部開(kāi)口的塑料瓶4的規(guī)格為250mL，實(shí)際裝滿為300mL)，先打開(kāi)第一輪式夾6，控制流速，采集水樣。開(kāi)始流出的30mL水樣棄去，然后用一只干凈的小燒杯收取水樣約30mL，以備測(cè)定和水質(zhì)檢驗(yàn)之用。

(2)關(guān)閉第一輪式夾6，將第一大端口塑料軟管5的細(xì)端口插入到第一大端口塑料軟管接頭7的支管上。打開(kāi)第一輪式夾6、第二輪式夾9，控制同樣的流速，采集水樣，與步驟(1)的操作要求相同。

(3)關(guān)閉第二輪式夾9，將第二大端口塑料軟管8的細(xì)端口插入到第二大端口塑料軟管接頭10的支管上。打開(kāi)第二輪式夾9、第三輪式夾12，控制同樣的流速，采集水樣，與步驟(1)的操作要求相同。

步驟4，水質(zhì)檢驗(yàn)儀器檢測(cè)。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。