Устройство для определения концентрации вещества в потоке растворителя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ- НИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕПЩСТВА В ПОТОКЕ РАСТВОРИТЕЛЯ, содержащее камеру, разделенную ионообменной мембраной на два отделения, электролитически соединенных с электродами, и измерительное устройство, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем определения концентрации неэлектролитов, стенки отделений камеры, параллельные мембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены с возможностью перемещения относительно нее, причем измерительное устройство соединено с электродами и с токощ оводящими покрытиями через переключатели .

,Я0.„1124 13 А

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК здф С 01 М 27/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ

/ц .:, """ - I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3628716/24-25 (22) 27.07.83 (46) 15. 11.84. Бюл. R 42 (72) С.В. Плышевский, А.И. Кудрявцев, С.И. Кулешова и В.В. Печковский (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. С. И. Кирова (53) 543.25(088.8) (56) 1. Spenser Н. G. Zindstrom F.

А potentiometrie method for .recording ion-exchange elution curves .—

"AnaIiticaI Chemia Acta", 1962, 27, р. 573-578.

2. Патент Франции Ф 2243626, кл. G 01 N 31/04, опублик. 1973 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ- .

НИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА В ПОТОКЕ

РАСТВОРИТЕЛЯ, содержащее камеру, разделенную ионообменной мембраной на два отделения, электролитически соединенных с электродами, и измерительное устройство, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем определения концентрации неэлектролитов, стенки отделений камеры, параллельные мембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены с возмошностью перемещения относительно

Ф нее, причем измерительное устрой- 9 ство соединено с электродами и с токоцроводящнми покрытиями через переключатели.

1 11242

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовеществ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения кон— центрации вещества, содержащее камеру, разделенную ионообменной мембраной на два отделения, электролитически соединенных с электродами, находящимися вне отделений камеры, а также измерительное устройство (23.

Расположение электродов вне отделений камеры позволяет уменьшить объем их до 1 мм, что создает возможность более точного определения концентрации вещества и проведения количественного исследования динамики его растворения в потоке растворителя.

Однако необходимо периодически за-- 5 менять камеру, особенно нри исследовании веществ с различной растворимостью. Кроме того, устройство снабжено каломельными электродами для измерения активности ионов, которые нечувствительны к изменению концентрации неэлектролитов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства путем определения концентра- >> ции неэлектролитов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определеЗО вано в исследовательских и контрольньгх лабораториях для определения концентрации электролитов и неэлектролитов в потоке растворителя.

Известно устройство для определения концентрации электролитов, содержащее камеру, разделенную на два отделения в зависимости от айализи- 10 руемых веществ катионообменной или анионообменной мембранной, электроды, расположенные внутри отделенной камеры и измерительное устройство11).

Указанное устройство для опреде- 15 ления концентрации имеет большой объем отделений камеры, что затрудняет регулирование скорости потока растворителя и время пребывания его в камере. В качестве электродов 20 использованы стандартные хлорсеребрянные электроды сравнения, предназначенные для измерения активности ионов. С помощью такого устройства можно проводить только качественное исследование растворимости

13 нил концентрации вещества в потоке растворителя, содержащем камеру, разделенную ионообменной мембраной на два отделения, электролитически соединенных с электродами, и измерительное устройство, стенки отделений камеры, параллельные мембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены с возможностью перемещения относительно нее, причем измерительное устройство соединено с электродами и токопроводящими покрытиями через переключатели.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 отделение камеры, обращенной к мембране); на фиг. 3 — кривые для определения концентрации неэлект-, ролита в потоке растворителя, на фиг. 4 — зависимость разности потенциалов от концентрации мочевины в растворе.

Устройство содержит камеру 1, состоящую из двух блоков 2 и 3, разделенных мембраной 4. образующей вместе с подвижными стенками 5 и 6 отделения 7 и 8, которые имеют входные 9 и 10 и выходные 11 и 12 патрубки. Подвижные стенки 5 и 6 имеют токопроводящие покрытия 13 и 14 и перемещаются с помощью регулировочных приспособлений 15 и 16.

Выходные патрубки 1, и 12 камеры 1 соединены с резервуарами 17 и 18, в которых размещены электроды, 19 и 20 сравнения. Электроды 19 и 20 сравнения и токопроводящие покрытия 13 и 14 стенок подключены через переключатели 21 и 22 к измерительному устройству 23.

Устройство для определения концентрации вещества .работает следующим образом.

Через патрубки 9 и 10 в отделения 7 и 8 камеры подают эталонный и анализируемый растворы. Нри этом не имеет значения порядок поступления растворов в отделения камеры, поскольку они идентичны. При пропускании через камеру устройства электролитов переключателями 21 и 22 к измерительному устройству 23 подключают электроды 19 и 20 сравнения.

Потоки эталонного и анализируемого электролитов проходят отделения камеры 7 и 8 и через выходные патрубки 11 и 12 поступают в резервуарь

3 ) 1242

17 и 18. При этом с электродов срав-. нения 19 и 20 снимается электрический потенциал, фиксируемый измерительным устройством 23. Величина потенциала обусловлена концентраци5 ей ионов, находящихся в растворе, и их природой. Скорость потоков растворов и длительность пребывания анализируемого раствора в отделении камеры регулируется изменением объема отделения путем перемещения ее подвижной стенки, параллельной мембране 4, регулировочным приспособлением. При определении концентрации неэлектролитов переключателями 21 и 22 от измерительного устройства 23 отключают электроды сравнения, являющиеся нечувствительными к неэлектролитам, и подключают в цепь токопроводящие покрытия 13 и 14, находящиеся на подвижных стенках 5 и 6 отделений 7 и 8, через регулировочные приспособления 15 и 16. На покрытиях 13 и 14 измеряется электрический,потенциал, который фиксируется измерительным устройством 23. Появление разности потенциалов на покрытиях 13 и 14 основано на различии в ориентационной адсорбции полярных молекул растворителя, в частности воды, и растворенного вещества у границы раздела фаз . При нахожпении с обеих сторон мембраны 4 растворите- ля, разность потенциалов отсутствует, так как адсорбционный потен циал адсорбированных у поверхнос- 35 ти мембраны 4 молекул растворителя с обеих сторон одинаков и взаимно компенсируется. При появлении с одной из сторон мембраны 4 недиссоциированных молекул растворенного вещества„ например мочевины, сахара, ацетона и т.д., на границе раздела фаз, а именно у поверхности мембраны 4, дополнительно ориентируются диполи растворенного вещест- 45 ва, которые нарушаюг создавшееся равновесие потенциалов у мембраны

4, что вызывает скачок потенциала.

Под влиянием образовавшегося заряженного слоя частиц происходит ориентация диполей на всю глубину жидкой фазы и скачок потенциала воспринимается TQKîïpîâîäÿùèì покрытием, находящимся в отделении, через которое пропускают анализируемый раст- 55 вор. Величина возникающего потенциала обусловлена числом адсорбированных молекул растворенного ве3. 4 щес тва, т. е. с одержанием его в р астворителе, дипольным моментом молеку>лы и степенью ориентации диполя.

На фиг. 3 представлены экспериментальные изменения концентрации разных неэлектролитов, полученных при пропускании потока воды через колонку, содержащую вещества, обра-. зующие неэлектролиты, в частности мочевину 24, сахар 25, ацетон 26.

Длительность пребывания анализируемого раствора в отделении 8 составляет 0,2 с, ее достигают при скорости потока 5 мл/мин и величине объема отделения 20 мм . Указанную величину объема отделения получают при установлении стенки отделения камеры с помощью регулировочного приспособления 16 на расстоянии 0,7 мм от мембраны 4. Измерительным устройством 23- служит автоматический записывающий потенциометр.

На фиг. 4 приведен график изме" нения разности потенциалов на покрытиях отделений камеры от концентрации Мочевины в анализируемом растворе. Потенциал на электродах растет пропорционально концентрации мочевины в растворе.

Таким образом, предлагаемое устройство для определения концентрации вещества в потоке растворителя, в котором по сравнению с известным стенки отделений камеры, параллельные мембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены с возможностью перемещения относительно нее, позволяет дополнительно измерять концентрацию неэлектролитов.

Предлагаемое устройство может быть использовано для изучения кинетики и определения скорости растворения в воде медленно действующих удобрений на основе мочевины, капсулированной труднорастворимыми покрытиями и пленками.

Применение устройства в экспериментальной работе показало, что продолжительность определения концентрации неэлектролитов в потоке растворителя в одном опыте по сравнению с длительностью анализа трудоемкими аналитическими методами снижается более чем в 30 pas. Причем одновременно происходит автоматическая запись кривой изменения концентрации мочевины в потоке растворителя.

1124213

<1г4213 д S Ю ® Ж гК ЗО.И еп à,ж/па

Фик 4

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 8273/33 Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Подписное

Филиал ППП ",Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тУ

zu

Составитель E. Анисимов

Техред Л.Коцвбняк Корректор Н. Король