Устройство для получения ионного раствора серебра

 

Изобретение предназначено для получения антимикробных лекарственных средств. Цель изобретения - повышение стабильности заданной концентрации ионов. Электролит, которым служит дистиллированная вода с фторидом щелочного или щелочно-земельного металла, подают под давлением в сосуд 7 с разделенными с помощью насадки 11 катодным и анодным пространствами. Длина каналов насадки, размещенных соосно перфорационным отверстиям электродов 8 и 9, относится к их диаметру как 10:1. Электроды 8 и 9 подключены к низковольтному генератору 10 стабильного тока. Электролит перемещается из катодного пространства в анодное и вместе с выделяющимися с серебряного анода ионами серебра поступает в сборник 13. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 431735?/28-14 (22) 16.10.87 (46) 15.04.90. Бюл. № 14 (71) Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова (72) P. Г. Головчанская, Э. Ш. Савадян, Э. Н. Авдеева и В. Н. Кузнецов (53) 615.475 (088.8) (56) Кульский Л. А. Серебряная вода. М.:

Наука, 1982, с. 9 — 12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ИОННОГО РАСТВОРА СЕРЕБРА (57) Изобретение предназначено для получения антимикробных лекарственных средств

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для получения антимикробных лекарственных средств.

Цель изобретения — повышение стабильности заданной концентрации ионов.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 — электрическая схема устройства.

Устройство для получения ионного раствора серебра состоит из нагнетательных емкостей 1, установленных симметрично относительно штока 2 и закрепленных на кронштейне 3 с помощью демпфирующих пружин 4 с полной обратимой деформацией.

Емкости 1 шлацгом 5 с зажимом 6 соединены с сосудом 7, катод 8 и анод 9 которого представляют собой перфорированные круглые пластинки, причем анод 9 выполнен из серебра 999,9 пробы. Электроды 8 и 9 подключены к генератору 10 стабильного тока.

В центральной части сосуда 7 установлена насадка. 11 с продольными каналами.

Длина ее каналов относится к их диаметру как 1О:1. Каналы насадки расположены соос i

„„SU„„1556619 (51)5 А 61 К 33/38

Цель изобретения — повышение стабильности заданной концентрации ионов. Электролит, которым служит дистиллированная вода с фторидом щелочного или ще лочно-земельного металла, подают под давлением в сосуд 7 с разделенными с помощью насадки 11 катодным и анодным пространствами. Длина каналов насадки, размещенных соосно перфорационным отверстиям электродов 8 и 9, относится к их диаметру как

10:1. Электроды 8 и 9 подключены к низковольтному генератору 10 стабильного тока.

Электролит перемещается из катодного пространства в анодное и вместе с выделяющимися с серебряного анода ионами серебра, поступает в сборник 13. 2 ил. но отверстиям электродов 8 и 9. Такая конструкция насадки 11 исключает диффузию и миграцию компонентов анолита в катодное пространство при направленном движении электролита из катодного пространства в анодное, начиная с определенных значений скорости потока. Сосуд 7 соединен с расходомером 12, откалнброванным по скоростям потока для диапазона требуемых концентраций серебра с учетом рабочих плотностей анодного тока. Полученный в результате электролиза ионный раствор серебра поступает в сборник 13.

Генератор 10 стабильного тока содержит соединенные последовательно выпрямитель

14, стабилизатор 15 напряжения и стабилизатор 16 тока. Генератор 10 обеспечивает постоянство тока, протекающего в цепи устройства, в широком диапазоне значений сопротивления электролита и электродов.

В начальный период электролиза сопротивление электролита велико, так как концентрация ионов очень мала (10 моль/л по Н и

10 2 моль по К+) . В ходе электролиза концентрация ионов возрастает (за счет

}556679

10

20 гь

55 з образования в католите ионов ОН и в анолите ионов Ag+), при этом электропроводность раствора повышается, а сопротивление снижается. Это снижение может на порядок отличаться от исходной величины. Следовательно, по закону Ома в случае постоянства напряжения должен меняться ток (соответственно, и плотность тока), что должно по закону Фарадея изменять скорость перехода ионов серебра в раствор, т. е. — =const.

Am Y

Следовательно, и получаемые концентрации в ходе электролиза должны меняться (С=- ).

Щ

Таким образом, для того чтобы дозировать концентрацию ионов серебра в растворе, необходимо обеспечивать постоянство тока в сосуде 7, что и достигается использованием генератора 10, так как его электронная схема такова, что выходной ток поддерживается постоянным независимо от величины сопротивления нагрузки в широких пределах его изменения.

Получение ионного раствора серебра с помощью описанного устройства осуществляют следующим образом.

Сосуд 7 заполняют электролитом (дистиллированной водой, содержащей фторид щелочного или щелочноземельного металла с концентрацией, зависящей от требуемой концентрации ионов серебра), который подают из емкостей 1. При необходимости получения концентрации ионов серебра

40 мг/л соли фтористого калия берут в количестве 30 кг/л. После заполнения сосуда 7 подачу электролита прекращают, перекрывают шланг 5 зажимом 6. Электроды 8 и 9 подключают к генератору 10 стабильного тока, а его подключают в сеть. Предварительно по известным зависимостям рассчитывают время работы, необходимое для получения раствора заданной концентрации, с учетом скорости подачи электрОлита.

В данном случае для концентрации ионного раствора серебра 40 мг/л и объема 1,5 л рассчитанное время работы устройства составляет 50 мин, а скорость подачи электролита 30 мл/мин. Зажимом 6 возобновляют подачу электролита, скорость подачи которого контролируют по расходомеру 12., Электролит перемещается под давлением из катодного пространства через каналы насадки }1 в анодное пространство, где под действием тока с анода выделяются ионы серебра, которые вместе с потоком электролита поступают в сборник 13.

По мере расходования электролита емкости 1 под действием пружины 4 перемещаются вверх по направлению к кронштейну 3. Тем самым поддерживается постоянный перепад давления, обеспечивающий подачу электролита.

Дистиллированная вода гарантирует чистоту получаемого раствора ионов серебра, который применяется в качестве антимикробного препарата с широким спектром действия. Кроме того, дистиллированная вода не содержит нежелательных веществ, которые могли бы реагировать на электродах, либо оказывать раздражающее действие на раневую поверхность и ткани организма.

При анодном растворении серебра в дистиллированной воде всегда наблюдается явление пассивации анода, связанное с образованием на его поверхности оксидной пленки, Электросопротивление пассивной пленки очень высоко, поэтому сопротивление электрода (анода) в ходе электролиза возрастает, причем это может продолжаться до полной пассивации анода. При этом генератор 10 обеспечивает постоянство тока при изменении сопротивления в 10 в 15 раз.

Однако при дальнейшем повышении сопротивления генератор 10 не сможет поддерживать постоянный ток. Поэтому необходимо осуществлять депассивацию анода.

Для депассивации анода используют депассивирующую добавку фторид-иона в виде фтористой соли щелочного или щелочноземельногь металла. Выбор данной депассивирующей добавки обоснован тем, что из всех анионов, образующих с серебром растворимую соль, являющуюся электролитом, фторид-ион является единственно возможной добавкой, которая отвечает всем требованиям электрохимии и медицины одновременно. Фторид-ион депассивирует анод и повышает электропродность дистиллированной воды, снижает расход электроэнергии. В то же время использование его в описанных концентрациях (установленных расчетами) способствует улучшению местных обменных процессов, в особенности в остеомиелитических тканях с истощенным регенерационным потенциалом, благодаря выраженным остеотропным свойствам фтора.

Проведены экспериментальные исследования по изучению влияния минерального состава воды на выход серебра по току.

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что характер процесса при электролитическом растворении серебра зависит от состава примесей ионов в воде; присутствие в воде аммонийных групп угнетает выход серебра вследствие выраженного процесса комплексообразования с Ag+; наличие в воде больших количеств сульфатов мешает электролитическому растворению серебра из-за выделения на аноде кислорода; наличие в воде хлоридов приводит к образованию на серебряном аноде пленки хлорида серебра, затрудняющей растворение металла и, следовательно, понижающей выход серебра по току; фтор-ионы способствуют прогрессивному выходу серебра с поверхности серебряного анода.

1556679

11

Экспериментальные исследования с использованием методов потенциометрического титрования с участием хлорсеребряного электрода сравнения и индикаторного ионселективного электрода, а также атомно-абсорбцинной спектрофотометрии показали существенную экономичность и эффективность предложенного устройства.

Формула изобретения

Устройство для получения ионного раствора серебра, содержащее сосуд с размещенными в нем анодом и катодом, подключенными к источнику тока, отличающееся е тем, что, с целью повышения стабильности заданной концентрации ионов, сосуд снабжен входным и выходным патрубками, размещенными входной — в нижней части, а выходной — в верхней части сосуда, который снабжен установленной по продольной оси в средней его части насадкоЙ с продольными каналами, с двух сторон от которой размещены анод и катод, выполненные в виде пластин с перфорацион10 ными отверстиями, соосными с каналами, отношение длины к диаметру которых равно 10:1, при этом анод расположен в верхней части сосуда.

1556679

Тиг. Z

Составитель П. Шевьев

Редактор М. Циткина Техред И. Верее Корректор Н. Ренская

Заказ 674 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат <Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101