天然水中通常含有五種雜質(zhì):
1.電解質(zhì),包括帶電粒子,常見的陽離子有H+、Na+、K+、NH4+、、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Al3+等;陰離子有F-、Cl-、NO3-、HCO3-、SO42-、PO43-、H2PO4-、HSiO3-等。
2.有機物質(zhì),如:有機酸、農(nóng)藥、烴類、醇類和酯類等。
3.顆粒物。
4.微生物。
5.溶解氣體,包括:N2、O2、Cl2、H2S、CO、CO2、CH4等。所謂水的純化,就是要去掉這些雜質(zhì)。雜質(zhì)去的越徹底,水質(zhì)也就越純凈。
而實驗室常用的蒸餾水、去離子水、高純水、超純水等,則是根據(jù)對這5種雜質(zhì)的去除程度區(qū)分的:
一、 蒸餾水
蒸餾水就是將水蒸餾、冷凝的水,蒸二次的叫重蒸水,三次的叫三蒸水。有時候為了特殊目的,在蒸前會加入適當試劑,如為了無氨水,會在水中加酸;低耗氧量的水,加入高錳酸鉀與酸等。工業(yè)蒸餾水是采用蒸餾水方法取得的純水,一般普通蒸餾取得的水純度不高,經(jīng)過多級蒸餾水,出水才可達到很純,成本相對比較高。
二、去離子水
去離子水就是將水通過陽離子交換樹脂(常用的為苯乙烯型強酸性陽離子交換樹脂),則水中的陽離子被樹脂所吸收,樹脂上的陽離子H+被置換到水中,并和水中的陽離子組成相應的無機酸;含此種無機酸的水再通過陰離子交換樹脂(常用的為苯乙烯型強堿性陰離子)OH-被置換到水中,并和水中的H+結合成水,此即去離子水。
由于去離子水中的離子數(shù)可以被人為的控制,從而,使它的電阻率、溶解度、腐蝕性、病毒細菌等物理、化學及病理等指標均得到良好的控制。在工業(yè)生產(chǎn)及實驗室的實驗中,如果涉及到使用水的工藝都被使用了去離子水,那么,許多參數(shù)會更接近設計或理想數(shù)據(jù),產(chǎn)品質(zhì)量將變得易于控制。
三、高純水
是指化學純度極高的水,其主要應用在生物、化學化工、冶金、宇航、電力等領域,但其對水質(zhì)純度要求相當高,所以一般應用最普遍的還是電子工業(yè)。例如電力系統(tǒng)所用的純水,要求各雜質(zhì)含量低達到“微克/升”級。在純水的制作中,水質(zhì)標準所規(guī)定的各項指標應該根據(jù)電子(微電子)元器件(或材料)的生產(chǎn)工藝而定(如普遍認為造成電路性能破壞的顆粒物質(zhì)的尺寸為其線寬的1/5-1/10),但由于微電子技術的復雜性和影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素繁多,至今尚無一份由工藝試驗得到的適用于某種電路生產(chǎn)的完整的水質(zhì)標準。
不過近年來電子級水標準也在不斷地修訂,而且高純水分析領域的許多突破和發(fā)展,新的儀器和新分析方法的不斷應用都為制水工藝的發(fā)展創(chuàng)造了條件。目前我國高純水的標準將電子級水分為五個級別:Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級和Ⅴ級,該標準是參照ASTM電子級標準而制定的。
四、超純水