Способ определения наличия молекул свободной воды в многофазных системах вода-твердое тело

 

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеаэз Сееетских

Сеаналн@тнчееннх

Реепублин

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.а

G 01N 27/46 (22) Заявлено 24.04.78 (21) 2608033/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80

Гоеуддретеенный квинтет (53) УДК 543.253 (088.8) по делам нзабретеннй н открытей (72) Авторы изобретения

В. В. Андреев, В. П. Гусев и Т. Н. Маргулис (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ МОЛЕКУЛ

СВОБОДНОЙ ВОДЫ В МНОГОФАЗНЫХ СИСТЕМАХ ВОДА—

ТВЕРДОЕ ТЕЛО

+ — ><0,770 — — (1 — х) 0,56, Изобретение относится к электрохимическим исследованиям в многокомпонентньтх системах, в частности, для определения свободной воды в бетонах и грунтах и может быть использовано для исследования и контроля качества строительных материалов.

Известен термографический метод, определяющий количество воды по величине весовых потерь образца при одновремен- 10 ном измерении дифференциально-термических кривых (1).

Известен метод определения состояния воды по ядерно-магнитному резонансу, при котором по ширине резонансного пика on- 15 ределяют степень связанности воды (2).

Эти методы требуют дорогостоящей аппаратуры и сложны в интерпретации полученных результатов.

Целью изобретения является упрощение 20 определения, Эта цель достигается тем, что в систему вводят электрод из малоуглеродистой стали и измеряют его стационарный потенциал, по величине которого судят об опреде- 25 ляемом параметре.

Известно, что железо имеет следующие потенциалы окисления; во,а=0,440 В для перехода на вторую валентность, еа,з=

=0,770 В для перехода со второй на 30 третью валентность и е уа — — — 0,560 В для перехода гидрозакиси в гидроокись

Fe (ОН) е/Fe (ОН) а.

Наличие свободной воды в системе делает реакцию перехода гидрозакиси в гидроокись энергетически более предпочтительной. Свободная вода состоит в основном из сложных комплексов, которые существуют благодаря внутренней энергии одиночных молекул воды, что приводит к значительному ослаблению внутримолекулярной связи Н вЂ” ОН.

Внутримолекулярная связь Н вЂ” ОН у воды, испытывающая на себе энергетическое влияние твердого тела, значительно сложнее, чем у свободных молекул воды, что приводит к торможению реакции

Fe(OH) >/Fe(OH) 3 при взаимодействии с поверхностью стали. При большом количестве связанной воды окисление стали происходит с образованием у= — FeOOH, характеризуемое потенциалом e2!3 — — +0,770 В.

Значение стационарного потенциала стали можно выразить следующим образом: е = Е Vi,i+1 и,i + 1 = — — 0,440 +

3 где Vi, i+1 — коэффициенты вероятности перехода; и, i+1 — потенциалы перехода для железа.

В случае наличия значительного количества связанной воды х — «-1, à е — «+0,036В

Н. В. M.

В случае наличия значительного количества свободной воды х — «О, а e — «0,480 В

Н. В. Э.

Разница между двумя предельными значениями составляет более 0,5 В, что позволяет оценивать наличие свободной воды по значению стационарного потенциала стали.

Предлагаемый способ используется в заводских, полевых и производственных условиях при исследовании и контроле свойств строительных материалов.

Формула изобретения

Способ определения наличия молекул свободной воды в многофазных системах

5 вода — твердое тело, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения, в систему вводят электрод из малоуглеродистой стали и измеряют его стационарный потенциал, по величине которого су10 дят об определяемом параметре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Берг Л. Г. Введение в термографии

М., 1969, с. 294.

2. Кливидзе В. И., Красильников К. Г.

ДАН СССР, 145 № 6, 1305, 1962 (прототип).

Составитель Н. Алимова

Редактор M. Стрельниковая Техред В. Серяксва 1(орректор Л. Тарасова

Заказ 2414/9 Изд. № 556 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2