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水的电离平衡:
 即使经过高度纯化,超纯水中仍存在水分子自身的电离:
 
 在25℃时,电离产生的氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)浓度均为。
电阻率计算:
 电阻率()是电导率()的倒数,即。
 根据电导率公式(其中为法拉第常数,为离子浓度,为离子电荷数,为离子迁移率),可计算出25℃时纯水的理论电导率为,对应电阻率为:
 
 这一数值是纯水在理想状态下的极限值,实际超纯水无法超越此理论上限。
超纯水机通过多级纯化技术逐步去除水中杂质,使电阻率接近18.2 MΩ·cm:
预处理:
 通过PP棉、活性炭等滤芯去除颗粒物、有机物及余氯,保护后续反渗透膜。
反渗透(RO):
 利用半透膜去除水中99%以上的离子、大分子及微生物,产水电阻率可达1-10 MΩ·cm。
离子交换:
 通过核子级离子交换树脂(如混合床)深度去除残留离子,将电阻率提升至18 MΩ·cm以上。
终端处理:
 采用紫外氧化、超滤等技术去除有机物、微生物及热原,确保水质稳定。
国际标准(ASTM):
 ASTM Type 1级水要求电阻率≥18.2 MΩ·cm(25℃),电导率≤0.056 μS/cm。
国内标准(GB 33087-2016):
 仪器分析用高纯水规格中,超纯水电阻率需≥18 MΩ·cm(25℃),与ASTM标准一致。
水的电阻率受温度影响显著(温度升高,电阻率下降)。优质超纯水机配备温度补偿功能,将实际产水电阻率自动转换为25℃时的标准值。因此,即使实际水温偏离25℃,显示数值仍为18.2 MΩ·cm,反映水质在标准温度下的理论纯度。
水质纯净度的标志:
 18.2 MΩ·cm是超纯水纯度的象征,表明水中离子浓度已接近理论最低值,满足半导体、电子、制药等高精度领域的需求。
工艺极限的体现:
 受水分子自身电离限制,任何纯化技术均无法使电阻率超越18.2 MΩ·cm。该数值既是技术目标,也是理论边界。