Способ определения химической стабильности по скорости распространения окисления органических жидкостей

Изобретение относится к области определения показателей жидкостей, характеризующих степень их химической стабильности для использования в течение срока годности. Способ включает размещение в кювете длиной пробы, которую с края кюветы подвергают нагреву или воздействию активных инициаторов для появления пероксидных соединений, вызывающих распространение зоны окисления вещества по длине кюветы со скоростью υ, измеряемой по времени t образования пероксидных соединений, регистрируемых в противоположной части кюветы, удаленной на от зоны инициирования окисления: при этом чем быстрее распространяется зона окисления, тем органическая жидкость химически менее стабильна. Достигается возможность определения химической стабильности по скорости распространения окисления органической жидкости при обычных условиях (комнатная температура, атмосферное давление) в жидкой фазе с теми же химическими реакциями, которые протекают при деградации вещества до его прямого применения, и с учетом участия биохимических реакций, неизбежных при наличии естественного фона микроорганизмов в среде, где используется органическое вещество.

 

Изобретение относится к области методов определения показателей жидкостей, характеризующих степень их химической стабильности для использования в течение срока годности.

Способы, которые могут быть рассмотрены в качестве прототипов, для определения химической стабильности, основываются на методах «ускоренного старения» (ускоренное испытание на окисление), описанных в ГОСТ 31758-2012, ISO 6886:2016; ГОСТ 22054-76; ГОСТ 4039-88, RU 2391661, когда вещество испытывает воздействие высокой температуры (100°С и более) и кислорода. При указанной высокой температуре кинетические механизмы реакций, отвечающие за общую искусственно вызываемую деградацию веществ, могут не соответствовать химическим реакциям, участвующим в деградации вещества при обычных условиях до его применения. Кроме других недостатков, как описано в изобретении RU 2391661, указанные методы определения химической стабильности зависят от химических реакций, проходящих в газовой фазе испытательного объема. Но в реальных условиях применения рассматриваемых веществ деградация протекает в жидкой фазе. Увеличение давления кислорода в испытательных объемах («бомбах») до 800 кПа при тех же высоких температурах (более 100°С) не останавливает реакции окисления в газовой среде «бомб» по способу, принятому в изобретении RU 2391661, так как устранение кипения не останавливает испарение вещества с последующим окислением в газовом объеме. Кроме того, биохимические агенты (бактерии, споры, грибы), находящиеся в жидкостях при обычных условиях, уничтожаются при высокой температуре в вышеуказанных методах ускоренного испытания на окисление и не учитываются при оценке химической стабильности жидкостей, что следует делать для обычной среды.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в способе определения химической стабильности по скорости распространения окисления органической жидкости при обычных условиях (комнатная температура, атмосферное давление), происходящего в жидкой фазе, обусловленного теми же химическими реакциями, которые протекают при деградации вещества до его прямого применения, и учитывающего участие биохимических реакций, неизбежных при наличии естественного фона микроорганизмов в среде, где используется органическое вещество.

При обычных условиях (комнатная температура, атмосферное давление) окисление органических веществ характеризуется скоростью распространения зоны окисления от наиболее нестабильных участков (более нагретых или содержащих большую концентрацию активных веществ) в остальные объемы вещества. При контакте жидкости с кислородом распространение неполного окисления сопровождается появлением, кроме других продуктов окисления, в первую очередь пероксидных соединений. Скорость распространения υ зоны окисления регистрируется с помощью спектральных методов (в диапазоне 3400-3600 см-1 характеристических частот функциональной группы О-Н, отвечающих валентным колебаниям, не связанным водородными связями), химических (определение количества пероксидных молекул с группой -O-O-) и других. Скорость распространения зоны, содержащей пероксидные соединения, характеризует химическую стабильность окисляемого (деградируемого) вещества: чем меньше скорость распространения зоны неполного окисления, тем вещество химически более стабильно. Согласно предлагаемой заявке химическая стабильность определяется по измеренной скорости распространения зоны окисления вещества, содержащей пероксидные соединения. Для измерения скорости распространения окисления проба неокисленного свежего вещества при комнатной температуре (18-23°C) помещается в открытую для воздуха (при атмосферном давлении) кювету длины l. С одного края кюветы жидкость подвергается нагреву или воздействию активных инициаторов для появления пероксидных соединений, вызывающих распространение окисления по длине кюветы с веществом. Скорость υ распространения окисления вещества измеряется по времени t образования пероксидных соединений в другой части кюветы, удаленной на l от зоны инициирования окисления: υ=l/t. По величине скорости υ распространения окисления жидкого вещества устанавливается величина химической стабильности вещества.

Химическая стабильность вещества, определяющая срок хранения вещества, характеризуется скоростью распространения υ зоны окисления по объему вещества. Чем быстрее распространяется зона окисления (чем больше скорость распространения окисления), тем анализируемое вещество химически менее стабильно.

Сопоставление кинетических уравнений реакций окисления органических жидкостей, приведенных в работах (Роль среды в радикально-цепных реакциях окисления органических соединений / Н.М. Эмануэль, Г.Е. Заиков, З.К. Майзус. - М.: Изд. Наука, 1973; Курс химической кинетики / Н.М. Эмануэль, Д.Г. Кнорре. - М.: Высш. шк., 1984), и уравнений Колмогорова А.Н. с сотр. (Исследование уравнения диффузии, соединенной с возрастанием количества вещества, и его применение к одной биологической проблеме / А.Н. Колмогоров, И.Г. Петровский, Н.С. Пискунов // Публ. из Бюл. МГУ (1937, сер. А, №6) в кн. Теория горения и взрыва. Отв. ред. Ю.В. Фролов. - М.: Изд. Наука, 1981. - С. 213-242.) приводит к решению о распространении реакции в виде устойчивого фронта - профиля концентрации продуктов окисления. Решение для однородных начальных условий, как получили Колмогоров А.Н. с сотр., показывает, что область продукта реакции распространяется с установившейся в пространстве формой кривой концентрации (фронт реакции окисления). Из выводов задачи о кривой распределения концентрации продукта выхода радикально-цепной реакции по Колмогорову А.Н следует, что окисление должно распространяться по объему органической жидкости с предельной скоростью υ, определяемой по перемещению зоны появления промежуточных веществ (пероксидных соединений). Причем скорость распространения окисления υ пропорциональна константе скорости окисления, что позволяет производить оценку химической стабильности вещества при обычных комнатных условиях.

Способ определения химической стабильности по скорости υ распространения окисления органических жидкостей, включающий размещение в кювете длиной пробы, которую с края кюветы подвергают нагреву или воздействию активных инициаторов для появления пероксидных соединений, вызывающих распространение зоны окисления вещества по длине кюветы со скоростью υ, измеряемой по времени t образования пероксидных соединений, регистрируемых в противоположной части кюветы, удаленной на от зоны инициирования окисления: при этом чем быстрее распространяется зона окисления, тем органическая жидкость химически менее стабильна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пробоотборнику для отбора проб жидкости, приспособленному для установки в систему с вариациями давления, причем эта система содержит в себе или транспортирует жидкость.

Изобретение относится к области безопасности и газоанализаторов, а именно к способам обнаружения взрывчатых и/или наркотических веществ в воздухе. В основе изобретения лежит анализ ЭКоГ сигналов, снятых имплантированными в мозг крысы электродами.

Изобретение может быть использовано в машиностроительной, авиационной, ракетно-космической, нефтяной, химической и других отраслях для сбора конденсированных частиц из продуктов сгорания горючих материалов.

Группа изобретений относится к области исследования топлив на соответствие показателям качества при их использовании, в частности к колориметрическим способам определения серосодержащих соединений в неэтилированных бензинах и дизельном топливе.

Группа изобретений относится к способам и устройству для обнаружения представляющих интерес веществ. Устройство для термической десорбции выполнено с возможностью обнаружения представляющего интерес вещества в пробе.

Изобретение относится к области исследования свойств взрывчатых веществ. Устройство содержит соосно установленные в вертикальной направляющей кювету для исследуемого образца ВВ, инертную преграду, источник ударно-волнового воздействия и средство инициирования, кювета расположена на защитном экране, под которым установлен нагреватель, а инертная преграда выполнена из двух частей.

Изобретение относится к области исследования свойств материалов, а более конкретно к способу определения кинетических характеристик угля микропомола, в том числе температуры воспламенения, энергии активации, предэкспоненциального множителя константы скорости реакции горения.

Изобретение относится к области обнаружения микроконцентраций веществ в газовой среде, в частности к детектированию молекул взрывчатых веществ (нитросоединений) в воздухе.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения температуры вспышки и периода индукции ВВ. Установка содержит цилиндрическую баню с обогревом, металлическую гильзу для навески взрывчатого вещества (ВВ), загрузочное устройство навески ВВ в гильзу, блок управления, электронную вычислительную машину (ЭВМ), блок управления, подключенный к ЭВМ, микропроцессор, аналоговый цифровой преобразователь (АЦП), мультиплексор с усилителем; фотоэлемент; гильзу для навески ВВ, выполненную из быстронагревающегося металла, с термопарой и фотоэлементом; загрузочное устройство навески ВВ в гильзу, выполненное в виде конусной медной чашечки-пробки с одетым на нее коротким цилиндром.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения концентрации механических примесей в сырой и добычной нефти нефтедобывающих предприятий с целью предотвращения вывода из строя насосного оборудования, а также для проведения арбитражного анализа пробы товарной нефти.

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля качественного состояния поглощающих сорбентов и может быть использовано для оценки их остаточной сорбционной емкости при воздействии паров загрязняющих веществ, поглощающихся как на основе физической адсорбции, так и хемосорбции.

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля качественного состояния поглощающих сорбентов и может быть использовано для оценки их остаточной сорбционной емкости при воздействии паров загрязняющих веществ, поглощающихся как на основе физической адсорбции, так и хемосорбции.
Изобретение относится к способам определения содержания (концентрации) воды в нефтесодержащих эмульсиях и отложениях, в отработанных нефтепродуктах и других нефтесодержащих отходах (нефтешламах), а также в почвах и грунтах с мест розлива нефтепродуктов или территорий с высоким уровнем загрязнения углеводородами по другой причине.

Держатель нанокалориметрического сенсора для измерения теплофизических параметров образца, а также структуры и свойств его поверхности дает возможность проведения экспериментов с одновременным использованием данных методов, что позволяет проводить in-situ исследования структуры и свойств поверхности, а также теплофизических свойств материалов различного типа с возможностью одновременного снятия базовой линии.

Изобретение относится к измерениям тепловой мощности в процессах трансформации и диссипации энергии в суспензиях живых митохондрий в исследованиях в области митохондриальной термодинамики, направленных на создание новых фармсредств и перспективных биотехнологий.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения тепловой мощности в процессах трансформации и диссипации энергии в суспензиях живых митохондрий в исследованиях в области митохондриальной термодинамики, направленных на создание новых фармсредств и перспективных биотехнологий.

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля и может быть использовано для определения качественного состояния фильтрующе-поглощающих изделий.

Изобретение относится к пограничной области между физикой, химией и биологией и может быть использовано в научных и промышленных лабораториях для определения параметров фазового перехода в воде и влияния на них условий (давление, температура), добавок веществ и полей.

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля качественного состояния фильтрующе-поглощающих изделий от паров токсичных химикатов и может быть использовано для оценки степени отработки шихты по загрязняющим веществам, поглощающими как на основе физической адсорбции, так и хемосорбции.

Изобретение относится к области определения показателей жидкостей, характеризующих степень их химической стабильности для использования в течение срока годности. Способ включает размещение в кювете длиной пробы, которую с края кюветы подвергают нагреву или воздействию активных инициаторов для появления пероксидных соединений, вызывающих распространение зоны окисления вещества по длине кюветы со скоростью υ, измеряемой по времени t образования пероксидных соединений, регистрируемых в противоположной части кюветы, удаленной на от зоны инициирования окисления: при этом чем быстрее распространяется зона окисления, тем органическая жидкость химически менее стабильна. Достигается возможность определения химической стабильности по скорости распространения окисления органической жидкости при обычных условиях в жидкой фазе с теми же химическими реакциями, которые протекают при деградации вещества до его прямого применения, и с учетом участия биохимических реакций, неизбежных при наличии естественного фона микроорганизмов в среде, где используется органическое вещество.

Наверх