Способ измерения растворимости газов в жидкостях

 

Изобретение относится к методу меченых атомов и предназначено для определения закономерностей растворения газов в жидкостях, например легкокипящих и предназначенных для использования в качестве теплоносителя ядерных энергетических установок . Цель изобретения - упрощение способа и повьпиение точности измерения растворимости газа при парциальных давлениях менее 10 Па. Для этого в емкость 1 тонким слоем наливают исследуемую жидкость 2, и емкость

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5D g G 21 Н 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4056491/31-25 (22) 14.04.86 (46) 07.01.88. Бюл. В 1 (71) Институт ядерной энергетики

АН БССР (72) М.А. Другаченок, П.И. Дацкевич, А.А. Баклай, Л.П. Башарина и В.M ° Äoëгов (53) 621.039(088.8) (56) Старик И,Е. Основы радиохимии.—

М.-Л.: Изд.-во АН СССР, 1960, с. 302-303.

Нефедов В.Д. и др. Радиоактивные изотопы в химических исследованиях.—

M.-Л.: Химия, 1965, с. 185-188. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСТВОРИМОСТИ

ГАЗОВ В ЖИДКОСТЯХ (57) Изобретение относится к методу меченых атомов и предназначено для определения закономерностей растворения газов в жидкостях, например легкокипящих и предназначенных для использования в качестве теплоносителя ядерных энергетических установок, Цель изобретения — упрощение способа и повышение точности измерения растворимости газа при парциальных давлениях менее 10 Па. Для этого в емкость 1 тонким слоем наливают исследуемую жидкость 2, и емкость

1365 1361 охлаждают в парах жидкого азота до 193 К. После выдержки емкость вакуумируют через вентиль 6 с помощью насоса 5 и через вентили 7 и 8 напускают смесь .воздуха и радиоактивного лье изотопа Хе. После установления равновесия измеряют суммарную активность А, газа и жидкости с помощью детектора 9 при заданной температуИзобретение относится к использованию излучений от радиоактивных источников в качестве следящеГо индикатора и предназначено для определения закономерностей растворения газов в жидкостях, в частности легкокипящих и предназначенных для использования в качестве теплоносителя ядерных энергетических установок.

Цель изобретения — упрощение способа и повышение точности измерения растворимости газа при парциальных давлениях менее 10 Па.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ измерения растворимости газов в жидкостях.

Устройство состоит из емкости 1 контактирования, заполненной жидкостью 2, в которой необходимо измерить растворимость контролируемого

1 газа, а также емкости 3 с радиоактивным изотопом, криостата 4 для замораживания жидкости 2 и насоса 5.

Вентили 6-8 предназначены соответственно для эвакуации газа иэ емкости, подачи контролируемого газа в емкость и напуска радиоактивного изотопа. Детектор 9 расположен под криостатом 4. Термопара 10 предназначена для контроля температуры жидкости.

Пример. Измеряют радиоактив(М ность Хе в жидкой И 0 . Для этого в металлическую емкость 1 наливают

10 r жидкой N<0 тонким слоем толщиной 4 мм и герметизируют ее„ Затем емкость 1 охлаждают в парах жидкого азота в криостате 4 от комнатной температуры до 193 К за 5 мин и ре Т,, контролируемой термометром

10, Далее емкость термостатируют и повторно быстро замораживают, вакуумируют и производят второе измерение активности А, соответствующее содержанию газа, растворенного в жидкости. Долю растворенного газа определяют из соотношения А /(A-, А ).

1 ил, 1 выдерживают эту температуру в течение еще 5 мин, после этого емкость вакуумируют в течение 5 мин, а затем напускают смесь воздуха и радио з активного Хе (удельная активность смеси 10 -10 Бк/см ). Суммарную ра6 э диоактивность газа, находящегося в газовой фазе и в растворе, А измеряют после установления равновесия (череэ 1 ч) при комнатной температуре 293 К (Т ) с помощью детектора 9.

При этом емкость 1 размещают над детектором 9. Далее емкость термостатируют при 285 К (Т,) в течение

2 ч, периодически (через 5 мин), встряхивая ее. Затем емкость повторно охлаждают, вакуумируют, и измеряют радиоактивность растворенного газа А в условиях, аналогичных условиям измерения А,. Идентичность . условий измерения радиоактивности позволяет исключить влияние поглощения гамма-излучения жидкостью и стенкой емкости на результаты измерений.

Малая толщина слоя жидкости и использование емкости 1 из металла обеспечивают быстрое замораживание газа по сравнению с временем установ30 ления равновесия "гаэ над жидкостью— газ в растворе", т,е. закалку" равновесия.

Долю растворенного газа вычисляют по формуле

А2

1= — —: ——

А, -А

В данном случае растворения Хе

4р в жидкой NqO (= 9,9 10

1365136

25 формула изобретения

Аа

Способ измерения растворимости газов в жидкостях, включающий замоА, -А

Составитель И.Павленко

Редактор О.Головач Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик

Заказ 6642/45

Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Удельная активность использованной в примере смеси соответствует парциальному давлению Хе (2,4

133

«10 -2,4 ° 10 . ) Па. Такое давление газа соответствует концентрации радиоактивных благородных газов в теплоносителях А3С.

Таким образом, использование изобретения позволяет упростить способ измерения растворимости газов в жидкостях за счет исключения необходимости приготовления эталонного жидкого раствора с известным количеством растворенного в нем радиоактивного газа, определять закономерность растворения газов в легкокипящих жидкостях (например, N<0<), а также повысить достоверность и качество измерения растворимости при малых парциальных давлениях газа менее

10 Па за счет использования в качестве контролируемого газа его радиоактивного изотопа. раживание жидкости в емкости, эвакуацию посторонних газов из емкости, напуск исследуемого газа, содержащего радиоактивный изотоп, и определение доли растворенного газа путем измерения радиоактивности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения точности измерения при парциальных давлениях контролируемого rasa менее

10 Па, после напуска исследуемого газа производят термостатирование жидкости при исследуемой температуре

Т,, измеряют суммарную радиоактивность А, исследуемого rasa и молекул газа, растворенного в жидкости, затем повторно эамораживают жидкость при условии, что время замораживания намного меньше времени установления равновесия системы гаэ — раствор, эвакуируют нерастворенный газ из емкости, измеряют радиоактивность

А rasa, находящегося в жидкости, а долю растворенного газа определяют по соотношению