實(shí)驗(yàn)室用水知識大全
今天和大家分享的產(chǎn)品知識是關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用水的，希望如下內(nèi)容對大家有所幫助。
1、水的基本性質(zhì)
1個水分子(H2O)是由1個氧原子和2個氫原子彎曲鍵結(jié)而成。由于正、負(fù)電荷的中心不一致，因此屬于極性分子。當(dāng)2個水分子同時存在時，二者會由靜電交互作用與氫鍵結(jié)合，互相吸引并保持一定的距離。而1個水分子可以同時與4個水分子結(jié)合，形成晶體般的整齊結(jié)構(gòu)。
水分子聚合體中，由于氫鍵鍵結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會部分?jǐn)嗔眩纬芍鸫我苿幼兓臓顟B(tài)，因此水在整體上呈現(xiàn)液態(tài)，而此結(jié)構(gòu)變化每秒可達(dá)1012次。
一般而言，水若含有適量的鈉、鉀離子及硅酸鹽等礦物質(zhì)，就會覺得好喝，若含有大量殘留的鹽類，如鎂、鈣等非酸堿中性鹽類，就會覺得難喝。也就是說，所謂的水除了H2O外，還含有許多其它的成分，而這些成分的種類和含量決定了水的味道。
水極易溶解鹽類，即使陰陽離子經(jīng)由靜電的交互作用，很強(qiáng)的結(jié)合在一起，在水中也很容易電解。這是因?yàn)?，水分子可以和離子結(jié)合產(chǎn)生“水合離子”。離子的半徑很小，電荷大的離子會與水分子強(qiáng)力的交互作用，由水分子在離子的周圍緊密排列。這時候，陽離子會與帶負(fù)極矩的氧原子相互作用，而陰離子則形成相反的結(jié)構(gòu)。
2、水中存在的雜質(zhì)
源水雜質(zhì)（共5類）
A. 電解質(zhì)
B. 有機(jī)物
C. 顆粒物質(zhì)
D. 微生物
E. 溶解氣體
A.電解質(zhì)：水中的電解質(zhì)包括可溶性無機(jī)物，有機(jī)物，以及帶電的膠體粒子。影響水的電導(dǎo)率。通常水的雜質(zhì)越多，水的電導(dǎo)率就會高。我們知道，雜質(zhì)多的水，對我們的化學(xué)分析會產(chǎn)生很不利的影響。電解質(zhì)中尤以陰陽離子為主。一般可以通過用離子色譜法或原子吸收光譜法對其進(jìn)行含量測定。也可聯(lián)用質(zhì)譜法分析，對其中的位未知組分初步鑒定。
B.有機(jī)物：水中所含的有機(jī)物通常指有機(jī)酸和有機(jī)金屬化合物，測定方法通常為測定其化學(xué)耗氧量。
C.顆粒物質(zhì)：泥沙、塵埃、有機(jī)物、微生物等。可以用專門的顆粒測定器測定
D.微生物：細(xì)菌，浮游生物，藻類等
E.溶解氣體：N2 、O2、 CL2 、 CO 、 CO2 等，可以用氣相色譜法測定其含量
3、實(shí)驗(yàn)用水所要求的純度
所謂實(shí)驗(yàn)，是指對現(xiàn)象所推測的假設(shè)加以驗(yàn)證的動作。假設(shè)能否被證明為真理，與假設(shè)能否具有再現(xiàn)性的結(jié)果至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性除了要有良好的技巧，還受到所用化學(xué)試劑的純度和分析儀器的精密度的影響。實(shí)驗(yàn)中用來配置溶液的化學(xué)試劑，及所使用的水的純度也非常重要。假設(shè)水中污染物對實(shí)驗(yàn)檢測會造成影響，就必須去除這些物質(zhì)。此外，為了取得良好的再現(xiàn)性結(jié)果，使用能保持穩(wěn)定水質(zhì)的純水是必要的。
隨著實(shí)驗(yàn)用的分析系統(tǒng)靈敏度的提高，對水的純度有了更高的要求。
1ppm = 1mg/L
1ppb = 1μg/L
1ppt = 1ng/L = 1μg/ml
4、水的純度的表示方法
在水中，將距離1cm的兩片表面積為1cm2大小的電極加以通電，來監(jiān)測兩極間的導(dǎo)電率，通過所加電壓和測得的電流能夠獲知兩極間的電阻值，這個數(shù)值在水質(zhì)分析中通常被稱為電阻率或比電阻，其單位用MΩ.cm(mega ohm-centimeter)來表示。
電阻率的倒數(shù)稱為導(dǎo)電率或電導(dǎo)率，用μs/cm(micro Siemens per centimeter)來表示。
這兩個參數(shù)是表示水的純度的zui常用參數(shù)。
將自來水中的離子去除，會使得電阻率值升高（導(dǎo)電率降低），但并非無限制的增加，這是因?yàn)椴糠炙肿訒婋x為氫離子和氫氧根離子，其電阻率值極限值18.248MΩ.cm(25℃)。此外，電阻率值會隨著水的電離常數(shù)而改變，因而會受到水溫的影響。例如，25℃的超純水，其電阻值為18.2MΩ.cm,但在0℃則為84.2MΩ.cm, 100 ℃則為1.3MΩ.cm。在25 ℃附近，當(dāng)溫度上升1 ℃，其電阻值將下降0.84MΩ.cm。因此，多使用補(bǔ)償至25 ℃的電阻率值來做衡量標(biāo)準(zhǔn)。
此外像總有機(jī)碳含量（TOC），熱源內(nèi)毒素含量，細(xì)菌含量，顆粒含量，微生物含量，總?cè)芙夤腆w含量（TDS）等也常常被用作補(bǔ)充說明水質(zhì)的重要參數(shù)。因此，水的純度標(biāo)準(zhǔn)通常由以上這些參數(shù)的一項(xiàng)或幾項(xiàng)來綜合說明、分級。
5、純水的分級標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)GB/T 6682-2008可以把分析實(shí)驗(yàn)室用水分為三個級別，一級水、二級水、三級水。
一級水用于有嚴(yán)格要求的分析實(shí)驗(yàn)，包括對顆粒有要求的試驗(yàn)。如液相色譜分析用水。
二級水用于無機(jī)痕量分析等試驗(yàn)，如原子吸收光譜分析用水。
三級水用于一般的化學(xué)分析實(shí)驗(yàn).
下面我們就來看一下我們在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常能遇到的一些水的概念.
1.蒸餾水：通過蒸餾，將水蒸氣冷凝所制備的水，稱蒸餾水。一般大型制水是通過鍋爐產(chǎn)生的蒸氣，再冷凝而得。用于制劑、制藥等和要求不太高的實(shí)驗(yàn)用水。
2.純凈水：通過沙濾、活性炭吸附除味，再經(jīng)反滲透膜過濾，去除離子后的水，又稱純凈水、太空水（航天技術(shù)中水的再生利用技術(shù)）。市面上供應(yīng)的純凈水就是如此制備。
3.礦泉水：礦泉和深井抽出水，含多種礦物元素，根據(jù)產(chǎn)地不同，含各種鈣、硒、鍶、硅等微量元素不等。此水經(jīng)消毒灌裝，成市面上礦泉水。
4.去離子水：將水通過陰陽離子交換樹脂床，通過交換，去除水中陰、陽離子，所出水為去離子水，一般用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室用水需要。
去離子水是指除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水。標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC 147規(guī)定的“去離子”定義為：“去離子水*或不*地去除離子物質(zhì)，主要指采用離子交換樹脂處理方法。”現(xiàn)在的工藝主要采用RO反滲透的方法制取。應(yīng)用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子，但水中仍然存在可溶性的有機(jī)物，可以污染離子交換柱從而降低其功效，去離子水存放后也容易引起細(xì)菌的繁殖。
5.超純水：既將水中的導(dǎo)電介質(zhì)幾乎*去除，又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體及有機(jī)物均去除至很低程度的水。電阻率大于18MΩ*cm，或接近18.3MΩ*cm極限值。
6. UP水指的是 高純水，ultral pure water（UPW）。
高純水是化學(xué)純度*的水，其中的雜質(zhì)的含量小于0.1mg/L。目前人們制成的高純水的純度已經(jīng)達(dá)到99.999999%，其中雜質(zhì)含量低于0.01mg/L。高純水主要指水的溫度為25℃時，電導(dǎo)率小于0.1us/cm,pH值為6.8-7.0及去除其他雜質(zhì)和細(xì)菌的水。
7.Ro純水一般稱呼純凈水，基本不保留水中的礦物質(zhì)，PH值在6-7之間，為弱酸性，一般用于透析等醫(yī)療用水，或?qū)嶒?yàn)室，電子化工等特殊用水，由于水質(zhì)污染嚴(yán)重，為保障飲水安全，也用于日常飲水，是衛(wèi)生，安全的飲用水
目前世界上比較通用的純水標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾個：
標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO），美國臨床病理學(xué)會（CAP）試藥級用水標(biāo)準(zhǔn)，美國測試和材料實(shí)驗(yàn)社團(tuán)組織（ASTM），臨床試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)委員會（NCCLS），美國藥學(xué)會（USP）等。同時，我國也有相應(yīng)的純水標(biāo)準(zhǔn)：中國國家電子級超純水規(guī)格GB/T11446-1997和中國國家實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格GB6682-92等。因此市面上絕大多數(shù)的純水系統(tǒng)，無論是進(jìn)口的還是國產(chǎn)的，都是依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計流程的。
6、純水的應(yīng)用
目前純水主要應(yīng)用在兩大領(lǐng)域：
一、生命科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域
二、分析和常規(guī)應(yīng)用領(lǐng)域
生命科學(xué)應(yīng)用方面，主要有：
細(xì)菌細(xì)胞培養(yǎng)，臨床生物化學(xué)，電泳，電生理學(xué)，酶聯(lián)免疫吸附分析，內(nèi)毒素分析，組織學(xué)，水栽培，細(xì)胞免疫化學(xué)，哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)，介質(zhì)制備，微生物分析，分子生物學(xué)，單克隆抗體研究，植物組織培養(yǎng)，放射性免疫分析等等。
分析和常規(guī)應(yīng)用方面，主要有：
蒸餾水器供水，蒸汽發(fā)生器，玻璃器皿清洗，樣本稀釋和試劑制備，超純水系統(tǒng)供水，固相萃取，普通化學(xué)，電化學(xué)，分光光度計，TOC分析，水質(zhì)分析，離子色譜，火焰法原子吸收（Flame-AAS），石墨爐原子吸收（GF-AAS），液相色譜（HPLC），液質(zhì)聯(lián)用（HPLC-MS），電耦合等離子光譜儀（ICP-AES），等離子質(zhì)譜（ICP-MS），痕量金屬檢測，氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）等等.
對水的純度要求*的幾個主要應(yīng)用：
電泳：電泳用水zui重要的要求是生物活性物質(zhì)諸如內(nèi)毒素（通常小于0.05EU/ml），核糖核酸酶和蛋白酶（不可測定）的去除。用電阻率18.2 MΩ-cm，TOC<10ppb，0.1μm或更小孔徑的微濾以及細(xì)菌含量低于1CFU/ml的超純水作為供水。
cfu/cm指的是每平方厘米樣品中含有的細(xì)菌菌落總數(shù)
內(nèi)毒素分析：從分離到細(xì)胞培養(yǎng)的各種應(yīng)用領(lǐng)域用水都要求規(guī)定內(nèi)毒素指標(biāo)，內(nèi)毒素zui大指標(biāo)范圍從0.25IU/ml到0.03IU/ml。對內(nèi)毒素分析，適用少內(nèi)毒素的超純水，通常是0.05IU/ml或更小。超濾是制造少內(nèi)毒素超純水的必須手段（上通常使用MWCO為5000道爾頓的超濾膜），而且可以結(jié)合UV等進(jìn)行光氧化。
IU 應(yīng)該是單位的意思，IU/ML如果是液體中某種物質(zhì)的含量濃度，那就是每豪升所含該物質(zhì)單位的數(shù)量。一般像沒有明確固定結(jié)構(gòu)成份的一類物質(zhì)如抗生素采用單位，以成份的抗菌活性作比較，就像青霉素30萬單位(IU)等
石磨爐原子吸收光譜：GF-AAS與其他原子吸收光譜測定的不同之處是，其火焰爐被電子發(fā)熱石墨管或棒替代，能在元素分析中達(dá)到很高的靈敏度。GF-AAS要求*純水系統(tǒng)，提供ppt級的雜質(zhì)水平，18.2 MΩ-cm的電阻率和低TOC水平。內(nèi)置監(jiān)測儀提供純度保證，zui終的水質(zhì)指標(biāo)是由良好的預(yù)處理系統(tǒng)，加上連續(xù)循環(huán)流路和純水的超純化而實(shí)現(xiàn)。
電感耦合等離子光譜儀：在ICP-AES應(yīng)用中，對不同元素的靈敏度明顯不同，但金屬、過渡金屬、磷和硫檢測下限都在ppb范圍內(nèi)。ICP-AES對水的純度要求相當(dāng)嚴(yán)格，電阻率大于18 MΩ-cm的超純水是必須的，TOC的要求一般不太重要，前處理要求反滲透或離子交換。
等離子質(zhì)譜：ICP-MS可被用于測定在ppt水平的元素。對這種靈敏的ICP-MS分析工作，水的純度要求非常嚴(yán)格，要求水中雜質(zhì)在ppt水平，電阻率18.2 MΩ-cm和較低的TOC。zui終的水質(zhì)指標(biāo)是由良好的預(yù)處理系統(tǒng)，加上連續(xù)循環(huán)流路和純水的超純化而實(shí)現(xiàn)。
質(zhì)譜分析：質(zhì)譜能對混合物進(jìn)行痕量分析，由于其高靈敏度，要求zui高純度的用水。所有的樣本制備和前處理，例如固相萃取都需要超純水。要求水中雜質(zhì)在ppt水平，進(jìn)行有機(jī)物分析時要求電阻率18.2 MΩ-cm，非常低的TOC，一般指標(biāo)小于3ppb。
痕量金屬檢測：先進(jìn)的現(xiàn)代分析儀器不斷提升分析的靈敏度。痕量元素現(xiàn)在通過使用諸如ICP-MS技術(shù)，可測定在ppt和亞ppt水平的物質(zhì)。痕量分析工作需要不含可測定成分的純水，并且水質(zhì)要求適用于zui嚴(yán)格zui靈敏的ICP-MS工作。因此，空白試劑，標(biāo)準(zhǔn)樣稀釋和樣本制備均需要純度zui高的超純水，甚至需要在無塵室中操作。
隨著科技的發(fā)展，越來越多的應(yīng)用開始要求使用純度高的超純水。
7、超純水保持*水質(zhì)的方法
超純水取水后很容易遭到環(huán)境污染，所以使用前取水（即取即用）方式時zui合適的。只有把超純水與環(huán)境接觸的時間縮到極短，才能夠獲得純度*的超純水。
在配置高純度的化學(xué)試劑時，盡量不要使用長時間儲桶中存放的超純水，因?yàn)閮ν敖?jīng)長時間使用后，會因雜質(zhì)、微生物的污染而造成水質(zhì)的劣化，像這種水，在使用時已經(jīng)不再是超純水。
純水儲桶安裝空氣過濾器，防止環(huán)境因素造成的污染。
儲水桶請勿放置在日光直射處，水溫上升，容易造成微生物繁殖。特別是半透明儲水桶，也會因?yàn)槿展馔ㄍ付斐稍孱惙敝场?/span>
超純水取水時一定要將初期的出水放掉，以獲得穩(wěn)定的水質(zhì)。
取水時讓超純水順著容器側(cè)壁流入，盡量不要讓氣泡產(chǎn)生，可降低空氣污染。
請不要在終端濾器后再連接軟管，使用直接取水的方式才能獲得純度高的超純水。
長時間不用純水時，應(yīng)將壓力儲水桶中的RO水全部放掉以防止污染。
超純水機(jī)若長時間不使用，再次使用時應(yīng)把初期純水充分放掉以確保水質(zhì)。
原則上，純水機(jī)應(yīng)至少每7—10天通水一次，以防止微生物污染。
超純水使用要點(diǎn)：
1.即取即用
2.排掉前端初期水
3.取水時避免產(chǎn)生氣泡
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