Устройство для исследований химических реакций

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙ Ия К АВТОРСИОМУ СВееДПЕИЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(23) Приоритет Государственный коми Совета Министров СС оо делам изобретении и открытий(088,8) Опубликовано 25,04,77. Бюллетень1 5) Дата опу икования описания 02;07,77(71) Заявите Ленинградский ордена Трудового Красного Знатехнологический институт имени Ленсовета(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙУстроиство предназначено для исследования кинетики химических реакций, в ходе которых меняется магнитное состояние молекул, и может е для подол огиИзвестно устройство для осуществления способа исследования реакций, по которому для спреде пения меняющейся в ходе реакпии концентрации парамагнитных частиц измеряются время релаксации Т, раствора методом ядерного магнитного резонанса. Оно состоит из пробирки, помещенной в радиочастотную катушку, расположенную в по стоянном поле магнита и присоединенную к детектору ядерного магнитного резонанса 111, Недостаток этого устройства в том, что в нем реакция протекает в неподвижном растворе (в пробирке). Это затрудняет измерение скоростей реакций, так И как время протекания реакции фактически определяется временем перемещения реагентов.Известно также устройство для исследования химических реакций, содержащее химический реа:- тор, магнит поляризатора, объем размагничивания, 25 Недостаток этой кческий реактор вынесенустройства, поэтому заот реактора до местатические процессы успвать невозможно. что хими ительног нструкции в том за пределы изме время протекания змерения Т, быс евают пройти, и жидкости рые кинеих исследоыть использовано в химии для уточнени змерения скоростей протекания реакций,бора катализаторов, для опгимизации тееской аппаратуры. радиочастотную катушку и радиосхему для регистрации сигнала ядерногс магнитного резонанса (2,Смешивание исходных реагентов йроизводится в реакторе, далее они проходят через кювету, расположенную в поле магнита пол".ризатора.г 1 ри протекании жидкости через кювету, расположенную в магните поляризатора, в ней возникает ядерная намагниченность Мо, при протекании ее через объем 7 размагничивания намаплгченность падает до велн-,/Ч)М=М егде ц - расход. При поступлении жидкости в катушку регистрации на выходе радиосхемы возникает сигнал ядерного магнитного резонанса с амплитудой А, пропорциональной М . Происходящее ь ходе реакции изменение концентрации С парамагнитных частиц меняет время Твследствие чего меняется и амплитуда сигнала А.Цель изобретения - исследование кинетикибыстрых химических реакций,Поставленная ц 1 ель достигается тем, что химический реактор пом:щвн в. поле магнита поляризатора и представляет собой полый цилиндр с двумя 5штуцврвми, внутри которого расположен поршень,надетый на щток с продольным сквозным каналоми радиэльныьв отвврстияье и выведенный из ци.лиидрв через торцовьй щщеис.На фиг.1 приведена схвыа предпагаемого устройства 1 на фиг. 2 - кривая, характеризующаязависимость амрлитуды сигнала от времеви,Устройство содержит магнит 1 поляризатора,раэмагиичиваняций объем 2, магнит анализатора 3,катущку 4 и рвдиоехему 5 для рвгистрацю сигнала 15ядерного магнитного резонанса. В поле магнита 1расположен реактор, состоящий из полого цилиндра 6 са штуцераье 7 (для отвода раствора), 8 (дляподвода реагвнта "а" иэ емкости 9) и сальником 10,через который проходит птгок 11, имеющий на 20одном конце штуцер 12 для подвода реаге 1 гта "б"иэ емкости 13, а на другом конце поршень 14.Вдоль оси цпока 11 проходит сквозной канал 15для ввода реагента "б" в сжапельную камеру 16,кроме того, вблизи порцтия 1 пток имеет радиальное ИотверСтие 17 для виода В Смесительную камеру 16реагвнта "а".Установка работает следу 1 ощим образом.Реагенты "а" и "б", протекая внутри цилиндра 6, поляризуется, затем смешиваются в смеси- ЗОтельной камере 16, где происходчт реакция, и по 1 ученный после ввакции раствор с концентрациейпарамагнитных ионов С, протекая по объему 2размагничивания, частично размагничивается и даетв иатушке 4 с 11 гнал с амплитудой А, регистри. 33рувмой радкосхемой 5. Амплитудасф%) где АО - величина.еамплитуды при концентрации паоамагнитных ионовС=О;515 - объем размагничивания 2; 4 ОЧ - расход жидко.сти.Когда порщень сдвинут вправо, ь объеме 16ре 1 кция успевает пройти полностью, поэтому вобъеме размагничивания 2 конпентрзция парамагнитных ионов С мала, поэтому амплитуда сигналов А 15велика. При сдвиге поршня влево величина объема 16 Ч, уме ныл 1 ается. Когда время протекания объема 16 Ч, становится сравнимым со временем прохождения химической реакции, в объем размагничивакия ч начинают частично поступать непрорса 1 ировавшие исходные реагенты "а" и "б", в которых концентрация С больше, чем в растворе после реакции, поэтому амглитуда сигнала уменьшается.Опьпная зависимость амплитуды сигнала А от времени 1 = Ъ 1 / С нахождения жидкости в смесительном объеме 16 (см, фиг, 2) получена при смешивании водных растворов ЕеСз и 5 чаг Яг Оз Из этой зависимости видно, что реакция идет в три стадии с постоянными времени т 1 = 0,1 с; тг=05 с,: т;=-60 с,.,Ста 11 Очк с 5 ззкторсм в поле поляризатора ПОЗВ 01151 СТ ИСС.1 С;,":.РИТЬ Р ЯК 15",И С ПОСТОЯЕ 1 ИЫМИ ВРЕ.МЕИИ ОТ О, С:".:С. В ТО - ,:;згэ;Л К 1 К ИЭВССТНОЕ устройст 55 О 55 оэнот 5;-.ст исслелО;1 ть реакции с постоя 55 нь 1 ми в 5.,;си; - . Ле мс 5 с".; 20 с.О р м л;1 и з с б р с т е и и яустройстчо 5 я исследования хищ 1 ческих реак.ций, содер:.г",цсс хи 1.яческий реактОр, мапт 1 т поляризатора, Объем раэмз. ы 1 чия 21 ьярациочастотную катушку и рдкосхему для регистрации сигнала ядерно-маглтиого реэона 15 са, от чич.ающееся тем, 1 О, с цсль 1 О 11 сслсдования кинетики бы;трых РЕаКЦР 51, ХИ 1 ИЧЕСЕИй 1,ХаКТОР ПОМСЩЕ 1 В ПОЛЕ МЯГ.ЛОлязиэатора и представляет собОй полыйАцилиндр с дв ъ 1 я штуцсрами, Внутри Оторого 1 асп 011 Ожс 55 п 01%С 5 ь, иедетый КВ штОк с прОдОль- НЫМ СКВОЭ 55 ЫЬ 1 КСИ ПОИ:Оае 1 аЛЬНЫМИ ОТВЕРСТИЯ- ми и вьил,си 111;:,.э .О 5. ии,-.ра через торцовыйал к.15,. .с.5. ;, . г; н о 3 э 1 манисР 11 ЭК 1 ЛС55532817 16я с Г 1 ХОФиг. гИИПИ Заказ 452,20 Тираж 1101 Подписно Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4