Способ определения гидрофильной поверхности веществ или площадей гидрофильных участков для веществ со смешанным типом поверхности

 

) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в геологии, химической и строительной промьшшенности. Целью изобретения является сокращение трудоемкости и времени определения Образец насыщают влагой в количестве, обеспечивающем вьтолнение условия P/PQ 0,9, где Р - давление паров воды над образцом при комнатной температуре; Pg - давление насыщенных парюв воды при той же температуре.; Образец охлаждают до температуры Т, где 220 К ё Т 6 260 К„ Любым известным методом определяют равновесное количество незамерзщей воды в образце при температуре Т. Если количество незамерзщей воды определяют методом ядерно-магнитного резонанса, то образец перед охлаждением до температуру Т подвергают охлаждению в жидком азоте в течение одной минуты, а затем уже нагревают до температуры Т. Величину гидрофильной поверхности определяют из экспериментально установленной зависимости (T)W, где К(Т) - экспериментальная постоянная , WH - количество воды, незамерзающей при температуре Т. 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

9,ви,» (5D 4 G 01 N 15 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3873318/31-25 (?2) 26.03.85 (46) 28 ° 02.87. Бюл. У 8 (71) МГУ им. М. В. Ломоносова (72) В. И. Квливидзе, А. В. Краснушкин и И. В. Язынина (53) 592.696.1(088.8) (56) Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость.

М.: Мир, 1970, с. 81, 91, 151, 246.

Кульчицкий Л. И. Удельная поверхность грунтов. — В кн.: Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород.

Изд-во МГУ, 1968, т. 2, 3-17. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ВЕЩЕСТВ ИЛИ ПЛОЩАДЕЙ

ГИДРОФИЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ДЛЯ ВЕЩЕСТВ СО

СМЕШАННЫМ ТИПОМ ПОВЕРХНОСТИ (57,) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в геологии, химической и строительной промьппленности. Целью изобретения является сокращение трудоемкости и времени определения. Образец насьпцают влагой в количестве, обеспечивающем выполнение условия

P/P> 0,9, где P — давление паров воды над образцом при комнатной температуре; Рэ — давление насьпценных паров воды при той же.температуре., Образец охлаждают до температуры Т, где 220 К 6 Т а 260 К. Любым известным методом определяют равновесное количество незамерзшей воды в образце при температуре Т. Если количество незамерзшей воды определяют методом ядерно-магнитного резонанса, то образец перед охлаждением до температуры Т подвергают охлаждению в жидком азоте в течение одной минуты, а затем уже нагревают до температуры Т. Величину гидрофильной поверхности определяют из экспериментально установленной зависимости Б=К(T)11>> м где К(T) — эк сне римент альн ая по с тоянная, M» — количество воды, незамерзающей при температуре Т. 2 табл.

1293571

К (T) К

255 + 5

245 + 5

235 + 5

225 + 5

7,9

9,4

10,8

12,3

Изобретение относится к измери= тельной технике и может быть использовано в геологии, химической и строительной промышленности.

Количество незамерзшей воды в 5 изучаемом объекте для рекомендуемого температурного интервала 220-260 К может быть определено любым иэ существующих способов, но наиболее точно, быстро и беэ разрушения объекта эта 10 величина определяется методом ядерномагнитного резонанса (ЯМР).

Физическая сущность предлагаемого изобретения основана на том факте, что плавление воды в пористых гидрофильных системах и дисперсиях начинается от поверхности твердой фазы.

Причем толщина пленки воды, незамерзшей ниже 260 К, не зависит от состава и структуры поверхности твердого тела. Поэтому в указанном температурном интервале количество незамерзшей воды определяется величиной гидрофильной поверхности. При температурах выше 260 К указанная пропорциональность нарушается за счет плавления воды в капиллярах и на гидрофобной поверхности. Нижний предел температур связан с малой толщиной пленки воды, что приводит к недостаточной точности измерения W„

2 го по формуле (1 ) с учетом предварительно установленного коэффициента

К (т) определялась величина поверхности, Значения К (Т) приведены ниже.

Статистический анализ использования предлагаемого метода для вычисления S различных объектов показал, что погрешность определения по срав-. нению с прототипом составляет 15Х, а коэффициент корреляции величин

W „ (Ж) и S (м /r), определенньй по пятидесяти парам значений, равен 0,93.

Для примера в таблице, приведены некоторые результаты опробования предлагаемого метода. Вычисления сделаны по измерениям И„ в интервале температур 255 + 5 К.

Зависимость между измеряемым количеством незамерзшей воды М„.(Х) и величиной гидрофильной поверхности

Б (м /г) образцов выражается формулой

s = к(т) 1„

Методика измерения количества незамерзшей воды методом ЯМР описана в литературе и состоит в следующем.

Первоначально образцы с ественной влажности или увлажненные (в том случае, когда P/Рэ (0,9) подвергались охлаждению в жидком азоте в течение одной минуты, а затем нагревались до одной иэ рабочих температур в интервале 220-260 К. Эта процедура исключает ошибки, связанные с возможным переохлаждением воды в порах. Далее образцы выдерживались при рабочей температуре в течение часа для установления в них равновесия и измерялась интенсивность сигнала поглощения протонного магнитного резонанса, пропорциональная количеству незамерзшей, подвижной воды W >. После этоФормула изобретения

Способ определения гидрофильной поверхности веществ или площадей гидрофильных участков для веществ со смешанным типом поверхности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це40 лью ускорения определения, образец насыщают влагой в количестве, обеспечивающем выполнение условия P P53 0,9, где P — - давление паров воды над образцом с температурой Т, Р—

45 давление насьш1енных паров воды при той же температуре, охлаждают образец до температуры Т, причем Т лежит в интервале от 220 до 260 К, определяют равновесное количество незамерз50 шей воды в образце при температуре

Т и определяют величину поверхности

Б по формуле

Я = К (T)WÄ,, 55 где К (T) — экспериментальная постоянная;

И„э — равновесное количество незамерзшей воды в образце при температуре Т.

1293571

Величина

Количество

Образец поверхности по незамерзшей воды, 7 предлагаемому ме2 тоду, м/г

124

140

15,2

Аэросил

4,1

30

Са — каолинит

Полиминеральная глина, содержащая, 7.: а) Гидрослюда 35

Монтмориллонит IO

Смешаннослойные 55

I8,3

140

144 б) Гидрослюда 80

Смешаннослойные 10

7,3

57

58

7,4

Монтмориллонит 20

Полиминеральная глина .юрского возраста

180

173

22,0

Полиминеральиая глина юрского возраста

181

150

23,0

Составитель В. Алексеев

Редактор Н. Слободяник Техред И.Попович Корректор,Г. Решетник.. Заказ 376/45

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Хлорид IO в) Гидрослюда 70

Хлорид 10

Величина поверхности по адсорбции красителя

МГ, м /г