實驗室用水是等級分明,蒸餾水、純水、各種洗液、yijishuierjishuisanjishuidengdeng,shenmeyiqiyongshenmeshui,shenmeshiyanyongshenmeshui,zhendeshiyidiandoubunengmahu。xiamianwomenjiuyiqilaikankangezhongshuideshiyonghexingzhiba。
01
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。由於正、負電荷的中心不一致,因此屬於極性分子。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,互相吸引並保持一定的距離。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(shui)分(fen)子(zi)聚(ju)合(he)體(ti)中(zhong),由(you)於(yu)氫(qing)鍵(jian)鍵(jian)結(jie)的(de)網(wang)狀(zhuang)結(jie)構(gou)會(hui)部(bu)分(fen)斷(duan)裂(lie),而(er)形(xing)成(cheng)逐(zhu)次(ci)移(yi)動(dong)變(bian)化(hua)的(de)狀(zhuang)態(tai),因(yin)此(ci)水(shui)在(zai)整(zheng)體(ti)上(shang)呈(cheng)現(xian)液(ye)態(tai),而(er)此(ci)結(jie)構(gou)變(bian)化(hua)每(mei)秒(miao)可(ke)達(da)1012次。
一般而言,水若含有適量的鈉、鉀離子及矽酸鹽等礦物質,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。
shuijiyirongjieyanlei,jishiyinyanglizijingyoujingdiandejiaohuzuoyong,henqiangdejiehezaiyiqi,zaishuizhongyehenrongyidianjie。zheshiyinwei,shuifenzikeyihelizijiehechansheng“水合離子”。離li子zi的de半ban徑jing很hen小xiao,電dian荷he大da的de離li子zi會hui與yu水shui分fen子zi強qiang力li的de交jiao互hu作zuo用yong,由you水shui分fen子zi在zai離li子zi的de周zhou圍wei緊jin密mi排pai列lie。這zhe時shi候hou,陽yang離li子zi會hui與yu帶dai負fu極ji矩ju的de氧yang原yuan子zi相xiang互hu作zuo用yong,而er陰yin離li子zi則ze形xing成cheng相xiang反fan的de結jie構gou。
02
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、三氯甲烷、環境荷爾蒙物質、界麵活性劑、有機溶劑。
微粒子:鐵鏽、膠體、懸浮物、固體顆粒。
微生物:細菌類、藻類。
03
實驗用水所要求的純度
suoweishiyan,shizhiduixianxiangsuotuicedejiashejiayiyanzhengdedongzuo。jiashenengfoubeizhengmingweizhenli,yujiashenengfoujuyouzaixianxingdejieguozhiguanzhongyao。shiyandezaixianxingchuleyaoyoulianghaodejiqiao,haishoudaosuoyonghuaxueshijidechunduhefenxiyiqidejingmidudeyingxiang。shiyanzhongyonglaipeizhirongyedehuaxueshiji,jisuoshiyongdeshuidechunduyefeichangzhongyao。jiasheshuizhongwuranwuduishiyanjiancehuizaochengyingxiang,jiubixuquchuzhexiewuzhi。ciwai,weilequdelianghaodezaixianxingjieguo,shiyongnengbaochiwendingshuizhidechunshuishibiyaode。
隨著實驗用的分析係統靈敏度的提高,對水的純度有了更高的要求。
1ppm=1mg/L,1ppb=1μg/L,1ppt=1ng/L=1μg/ml
在水中,將距離1cm的兩片表麵積為1cm2大da小xiao的de電dian極ji加jia以yi通tong電dian,來lai監jian測ce兩liang極ji間jian的de導dao電dian率lv,通tong過guo所suo加jia電dian壓ya和he測ce得de的de電dian流liu能neng夠gou獲huo知zhi兩liang極ji間jian的de電dian阻zu值zhi,這zhe個ge數shu值zhi在zai水shui質zhi分fen析xi中zhong通tong常chang被bei稱cheng為wei電dian阻zu率lv或huo比bi電dian阻zu,其qi單dan位wei用yongMΩ.cm(megaohm-centimeter)來表示。電阻率的倒數稱為導電率或電導率,用μs/cm(microSiemenspercentimeter)來表示。
這兩個參數是表示水的純度的最常用參數。
將自來水中的離子去除,會使得電阻率值升高(導電率降低),單並非無限製的增加,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。因此,水的純度標準通常由以上這些參數的一項或幾項來綜合說明、分級。
04
純水的分級標準
實驗室純水可分為4個常規等級:純水、去離子水、實驗室Ⅱ級純水和超純水。
純水:純化水平最低,通常電導率在1-50μs/cm之間。它可經由單一弱堿性陰離子交換樹脂、反滲透或單次蒸餾製成。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1.0-0.1μs/cm之間。通過采用含強陰離子交換樹脂的混床離子交換製成,但它有相對較高的有機物和細菌汙染水平,能滿足多種需求,如清洗、製備分析標準樣、製備試劑和稀釋樣品等。
實驗室Ⅱ級純水:電導率<1.0μs/cm,總有機碳(TOC)含量小於50ppb以及細菌含量低於1CFU/ml。其水質可適用於多種需求,從試劑製備和溶液稀釋,到為細胞培養配備營養液和微生物研究。這種純水可雙蒸而成,或整合RO和離子交換/EDI多種技術製成,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、顆粒和細菌含量方麵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0.1μm甚至更小的顆粒,細菌含量低於1CFU/ml。超純水適合多種精密分析實驗的需求,如高效液相色譜(HPLC),離子色譜(IC)和離子捕獲-質譜(ICP-MS)。少熱源超純水適用於像真核細胞培養等生物應用,超濾技術通常用於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:國際標準化組織(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),臨床試驗標準國際委員會(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格GB/T 11446-1997和中國國家實驗室用水規格GB/T 6682-2008等。因此市麵上絕大多數的純水係統,無論是進口的還是國產的,都是依據這些標準來設計流程的。
05
實驗室用水標準
一級水用於有嚴格要求的分析實驗,如,液相色譜分析用水等。
二級水用於無機痕量分析,如,原子吸收光譜分析用水等。
三級水用於一般化學分析實驗。
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