實驗室里的各種水,,你搞明白了嗎?
蒸餾水,、純水,、各種洗液、一級水二級水三級水,、實驗室里各種水分析檢測常常會用到,。但是,你用對了嗎……
1,、水的基本性質
1個水分子(H2O)是由1個氧原子和2個氫原子彎曲鍵結而成,。當2個水分子同時存在時,二者會由靜電交互作用與氫鍵結合,,互相吸引并保持一定的距離,。而1個水分子可以同時與4個水分子結合,形成晶體般的整齊結構,。
水分子聚合體中,,由于氫鍵鍵結的網狀結構會部分斷裂,而形成逐次移動變化的狀態(tài),,因此水在整體上呈現(xiàn)液態(tài),,而此結構變化每秒可達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,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,,即使陰陽離子經由靜電的交互作用,,很強的結合在一起,在水中也很容易電解,。這是因為,,水分子可以和離子結合產生“水合離子”。離子的半徑很小,,電荷大的離子會與水分子強力的交互作用,,由水分子在周圍緊密排列。這時候,,陽離子會與帶負極矩的氧原子相互作用,,而陰離子則形成相反的結構。
2,、水中存在的雜質
可溶性無機物:無機鹽類,、溶解氣體、重金屬,、硬度成分(鈣,、鎂等)。
可溶性有機物:木質素,、單寧,、腐植酸、內毒素,、RNA分解酶,、農藥、環(huán)境荷爾蒙物質,、界面活性劑,、有機溶劑。
微粒子:鐵銹,、膠體,、懸浮物、固體顆粒,。
微生物:細菌類,、藻類,。
3、實驗用水所要求的純度
所謂實驗,,是指對現(xiàn)象所推測的假設加以驗證的動作,。假設能否被證明為真理,與假設能否具有良好的技巧,,還受到所用化學試劑的純度和分析儀器的精密度的影響,。實驗中用來配置溶液的化學試劑,及所使用的水的純度也重要,。所設水中污染物對實驗檢測會造成影響,,就必須去除這些物質。此外,,為了取得良好的再現(xiàn)性結果,,使用能保持穩(wěn)定水質的純水是必要的。
隨著實驗用的分析系統(tǒng)靈敏度的提高,,對水的純度有了高的要求
1ppm=1mg/L
1ppb=1ug/l
1ppt=1ng/L=1ug/ml
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)值在水質分析中通常被稱為電阻率或比電阻,期間單位用MΩ.cm(megaohm-centimeter)來表示,。電阻率的倒數(shù)稱為導電率或電導率,,用us/cm(microSiemenspercentimeter)來表示。
這兩個參數(shù)是表示水的純度的zui常用參數(shù),。
將來自水中的離子去除,,會使得電阻率值升高(導電率降低),單并非無限制的增加,,這是因為部分水分子會電離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℃附近,,當溫度上升1℃,其電阻值將下降0.84MΩ.cm,。因此,,多使用補償至25℃的電阻率值來做衡量標準。
此外像總有機碳含量(TOC),熱源內毒素含量,,細菌含量,,顆粒含量,,微生物含量,總溶解固體含量(TDS)等也常常被用作補充說明水質的重要參數(shù),。因此,,水的純度標準通常由以上這些參數(shù)的一項或幾項來綜合說明,、分級,。
4、純水的分級標準
實驗室純水可分為4個常規(guī)等級:純水,、去離子水,、實驗室二級純水和超純水。
純水;純化水平zui低,,通常電導率在1-50us/cm之間,。它可經由單一弱堿性陰離子交換樹脂、反滲透或單次蒸餾制成,。典型的應用包括玻璃器皿的清洗,、高壓滅菌器、恒溫恒濕實驗箱和清洗機用水,。
去離子水:電導率通常在1.0-0.1us/cm之間,。通過采用含強陰離子交換樹脂的混訂離子交換制成,但它相對較高的有機物和細菌污染水平,,能滿足多種需求,,如清洗、制備分析標準樣,、制備試劑和稀釋樣品等,。
實驗室二級純水:電導率<1.0us/cm,總有機碳(TOC)含量小于50ppb以及細菌含量低于1CFU/ml,。其中水質可適用于多種需求,,從試劑制備和溶液稀釋,到為細胞培養(yǎng)配備營養(yǎng)液和微生物研究,。這種純水可雙蒸而成,,或整合RO和離子交換/FDI多種技術制成,也可以再結合吸附介質和UV燈,。
超純水:這種級別的純水在電阻率,、有機物含量、顆粒和細菌含量方面接近理論上的純度極限,,通過離子交換,、RO膜或蒸餾手段預純化,再經過核子級離子交換精純化得到超純水,,通常超純水的電阻率可達18.2MΩ-cm,,TOC<10ppb,,濾除0.1um甚至小的顆粒,細菌含量低于1CFU/ml,。超純水適合多種精密分析實驗的要求,,如液相色譜(HPLC),離子色譜(IC)和離子捕獲-質譜(ICP-MS),。少熱源超純水適用于像真核細胞培養(yǎng)等生物應用,,超濾技術通常用于去除大分子生物活性物質,如熱源(結果為<0.005IU/ml)以及無法檢測到的核酸酶和蛋白酶,。
目前世界上比較通用的純水標準主要有以下幾個:標準化組織(ISO),,美國臨床病理學會(CAP)試藥級用水標準,美國測試和材料實驗社團組織(ASTM),,臨床試驗標準委員會(NCCLS),,美國藥學會(USP)等。同時,,我國也有相應的純水標準:中國國家電子級超純水規(guī)格GB/T 11446-1997和中國國家實驗室用水規(guī)格GB/T 6682-2008等,。因此市面上絕大多數(shù)的純水系統(tǒng),無論是進口的還是國產的,,都是依據(jù)這些標準來設計流程的,。
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