Устройство для определения концентрации вещества в потоке растворителя

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК заЭ С 01 М 27/28 ОПИС К АВТОР ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ УС ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРВТЗФ(71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им, С. И. Кирова (53) 543,25(088.8)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ-НИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА В ПОТОКЕРАСТВОРИТЕЛЯ, содержащее камеру,разделенную ионообменной мембранойна два отделения, электролитическисоединенных с электродами, и измерительное устройство, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем определенияконцентрации неэлектролитов, стенки отделений камеры, параллельныемембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены с возмохностью перемещения относительнонее, причем измерительное устройство соединено с электродами и с токоцроводящнми покрытиями через переключатели.1 11242Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовеществ.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения кон -центрации вещества, содержащее камеру, разделенную ионообменноймембраной на два отделения, электролитически соединенныхс электродами, находящимися вне отделений камеры, а также измерительное устройство 23Расположение электродов вне отделений камеры позволяет уменьшитьобъем их до 1 мм, что создает возможность более точного определенияконцентрации вещества и проведенияколичественного исследования динамики его растворения в потоке растворителя,Однако необходимо периодически за " ф 5менять камеру, особенно нри исследовании веществ с различной растворимостью. Кроме того, устройство снабжено каломельными электродами дляизмерения активности ионов, которыенечувствительны к изменению концентрации неэлектролитов,Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей устройства путем определения концентра-ции неэлектролитов.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для определеЗО вано в исследовательских и контрольных лабораториях для определения концентрации электролитов и неэлектролитов в потоке растворителя.Известно устройство для определения концентрации электролитов, содержащее камеру, разделенную на два отделения в зависимости от айализи О руемых веществ катионообменной или анионообменной мембранной, электроды, расположенные внутри отделенной камеры и измерительное устройство 11.Указанное устройство для опреде ления концентрации имеет большой объем отделений камеры, что затрудняет регулирование скорости потока растворителя и время пребывания его в камере. В качестве электродов 20 использованы стандартные хлорсеребрянные электроды сравнения, предназначенные для измерения активности ионов. С помощью такого устройства можно проводить только качественное исследование растворимости нил концентрации вещества в потоке растворителя, содержащем камеру, разделенную ионообменной мембраной на два отделения, электролитически соединенных с электродами, и измерительное устройство, стенки отделений камеры, параллельные мембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены с возможностью перемещения относительно нее, причем измерительное устройство соединено с электродами и токопроводящими покрытиями через переключатели.На фиг, 1 приведено устройство, общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 отделение камеры, обращенной к мембране); на Лиг. 3 - кривые для определения концентрации неэлект- ролита в потоке растворителя, на фиг. 4 - зависимость разности потенциалов от концентрации мочевины в растворе.Устройство содержит камеру 1, состоящую из двух блоков 2 и 3, разделенных мембраной 4. образующей вместе с подвижными стенками 5 и 6 отделения 7 и 8, которые имеют входные 9 и 10 и выходные 11 и 12 патрубки, Подвижные стенки 5 и 6 имеют токопроводящие покрытия 13 и 14 и перемещаются с помощью регулировочных приспособлений 15 и 16.Выходные патрубки 1, и 12 камеры 1 соединены с резервуарами 17 и 18, в которых размещены электроды, 19 и 20 сравнения. Электроды 19и 20 сравнения и токопроводящие покрытия 13 и 14 стенок подключены через переключатели 21 и 22 к измерительному устройству 23.Устройство для определения концентрации вещества работает следующим образом.Через патрубки 9 и 10 в отделения 7 и 8 камеры подают эталонный и анализируемый растворы. Нри этом не имеет значения порядок поступления растворов в отделения камеры, поскольку они идентичны. При пропускании через камеру устройства электролитов переключателями 21 и 22 к измерительному устройству 23 подключают электроды 19 и 20 сравнения.Потоки эталонного и анализируемого электролитов проходят отделения камеры 7 и 8 и через выходные патрубки 11 и 12 поступают в резервуарь3 11242 17 и 18. При этом с электродов срав- . нения 19 и 20 снимается электрический потенциал, Фиксируемый измерительным устройством 23. Величина потенциала обусловлена концентраци 5 ей ионов, находящихся в растворе, и их природой. Скорость потоков растворов и длительность пребывания анализируемого раствора в отделении камеры регулируется изменением объема отделения путем перемещения ее подвижной стенки, параллельной мембране 4, регулировочным приспособлением. При определении концентрации неэлектролитов переключателями 21 и 22 от измерительного устройства 23 отключают электроды сравнения, являющиеся нечувствительными к неэлектролитам, и подключают в цепь токо- проводящие покрытия 13 и 14, находящиеся на подвижных стенках 5 и 6 отделений 7 и 8, через регулировочные приспособления 15 и 16. На покрытиях 13 и 14 измеряется электрический,потенциал, который фиксируется измерительным устройством 23. Появление разности потенциалов на покрытиях 13 и 14 основано на различии в ориентационной адсорбции полярных молекул растворителя, в частности воды, и растворенного вещества у границы раздела фаз. При нахожпении с обеих сторон мембраны 4 растворите- . ля, разность потенциалов отсутствует, так как адсорбционный потен циал адсорбированных у поверхнос ти мембраны 4 молекул растворителя с обеих сторон одинаков и взаимно компенсируется. При появлении с одной из сторон мембраны 4 недиссоциированных молекул растворенного вещества например мочевины, сахара, ацетона и т.д., на границе раздела Фаз, а именно у поверхности мембраны 4, дополнительно ориентируются диполи растворенного вещест ва, которые нарушаюг создавшееся равновесие потенциалов у мембраны 4, что вызывает скачок потенциала. Под влиянием образовавшегося заряженного слоя частиц происходит ориентация диполей на всю глубину жидкой Фазы и скачок потенциала воспринимается токопроводящим покрытием, находящимся в отделении, через которое пропускают анализируемый раст вор. Величина возникающего потенциала обусловлена числом адсорбированных молекул растворенного ве 3. 4щества, т.е. содержанием его в растворителе, дипольным моментом молекулы и степенью ориентации диполя.На фиг, 3 представлены экспериментальные изменения концентрацииразных неэлектролитов, полученныхпри пропускании потока воды черезколонку, содержащую вещества, обра-.зующие неэлектролиты, в частностимочевину 24, сахар 25, ацетон 26,Длительность пребывания анализируемого раствора в отделении 8 составляет 0,2 с, ее достигают при скорости потока 5 мл/мин и величине объема отделения 20 мм . Указанную величину объема отделения получают приустановлении стенки отделения камеры с помощью регулировочного приспособления 16 на расстоянии 0,7 ммот мембраны 4. Измерительным устройством 23 служит автоматическийзаписывающий потенциометр,На фиг. 4 приведен график изме"нения разности потенциалов на покрытиях отделений камеры от концентрации Мочевины в анализируемом растворе. Потенциал на электродах растет пропорционально концентрации мо.чевины в растворе.Таким образом, предлагаемое устройство для определения концентрации вещества в потоке растворителя,в котором по сравнению с известнымстенки отделений камеры, параллельные мембране, выполнены с токопроводящим покрытием и установлены свозможностью перемещения относительно нее, позволяет дополнительноизмерять концентрацию неэлектролитов.Предлагаемое устройство можетбыть использовано для изучения кинетики и определения скорости растворения в воде медленно действующихудобрений на основе мочевины, капсулированной труднорастворимымипокрытиями и пленками.Применение устройства в экспериментальной работе показало, чтопродолжительность определения концентрации неэлектролитов в потокерастворителя в одном опыте по сравнению с длительностью анализа трудоемкими аналитическими методамиснижается более чем в 30 раз. Причем одновременно происходит автоматическая запись кривой измененияконцентрации мочевины в потоке растворителя.Х 70 б И Фд С,ж/юл икр Заказ 8271/33 Тираж 822 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д.