Способ измерения времен жизни промежуточных реакционноспособных частиц

Способ измерения времен жизни промежуточных реакционноспособных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области физико-химических методов анализа пород-коллекторов и может быть использовано при моделировании процессов нефтевытеснения, разработке новых методов повьшения нефтеотдачи пластов и изучении процессов, в которых требуется определение начальных и остаточных количеств нефти и воды. Целью изобретения является расширение диапазона определяемых параметров за счет оценки нефтевытесняющих свойств химических реагентов. В основе способа лежит явление модуляции внешним магнитным полем константы скорости взаимодействия парамагнитных частиц. Наличие в исследуемой системе долгоживущих частиц, характеризующихся временем жизни , приводит к тому, что отклик ее на синусокдалькое воздействие магнитным полем окажется сдвинутым по фазе относительно магнитного поля. Связь между фазовьпч сдви-. гом / , частотой магнитного поля t-J и вр-еменем жизни определяется простой формулой tg f uj c , позволяющей установить величину t . Этот способ позволяет значительно рас1йирить класс процессов, доступных иссяедованиям подобного рода, повысить точность и воспроизводимость измерений, сократить время измерений и расход химических веществ. 1 ил. 9 сл 4;: сз: 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 G 01 N 244/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

jl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

liPI4 ГКНТ СССР (21) 4139584/31-25 (22) 27. 10. 86 (46) 23.03.89. Бюл. У 11 (71) Институт химической физики

АН СССР (72) Л.И.Колесникова, А.К.Морозов, М.M.Òðèáåëü и E.Ë.Ôðàíêåâè÷ (53) 539.143.43 (088.8) (56) Бучаченко А.Д. и др. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях.-Новосибирск: Наука, 1978, гл. 2, с. 42 — 46.

Грибель М.М. и др. Определение времени жизни радикалов люминала по магнитной модуляции хемилюминесценции.-Химическая физика, 1986, т,5, Р 1, с. 18-23. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕН ЖИЗНИ

ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕАКЦИОННОСПОСОБНЫХ

ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к области физико-химических методов анализа пород-коллекторов и может быть использовано при моделировании процессов нефтевытеснения, разработке новых методов повышения нефтеотдачи пластов

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью спин-эффектов, а именно к способам изучения механизмов химических реакций и других физико-химических процессов, протекающих в конденсированной фазе, и может быть использовано в ,научных исследованиях для определения времен жизни промежуточных реакционноспособных частиц, установления их и изучении процессов, в которых требуется определение начальных и остаточных количеств нефти и воды. Целью изобретения является расширение диапазона определяемых параметров за счет оценки нефтевытесняющих свойств химических реагентов. В основе способа лежит явление модуляции внешним магнитным полем константы скорости взаимодействия парамагнитных частиц.

Наличие в исследуемой системе долгоживущих частиц, характеризующихся временем жизни с,, приводит к тому, что отклик ее на синусоидальное воздействие магнитным полем окажется сдвинутым по фазе относительнс магнит- а ного поля. Связь между фазовым сдви- . гом Ч, частотой магнитного поля м и временем жизни определяется простой формулой tg Y =и с, позволяющей установить величину с . Этот способ позволяет значительно расширить класс процессов, доступных исследова- >,е,, ниям подобного рода, повысить точ- р ность и воспроизводимость измерений, сократить время измерений и расход химических веществ. 1 ил.

«Р«

2 роли в механизме реакции и выявления стадий реакции, на которых происходит взаимодействие парамагнитных частиц (например, свободных радикалов).

Целью изобретения является повышение точности и воспроизводимости результатов.измерения.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

1467474

Способ основан на измерении амплитуды сигнала отклика системы на воздействие на нее постоянньм и синусоидально меняющимся магнитными полями при двух различных значениях фаз переменного магнитного поля.

Блок-схема устройства содержит исследуемую систему 1, систему 2 синхронного детектирования сигнала, градуированный фазовращатвль 3, фотоэлектронный умножитель 4, катушки постоянного магнитного поля 5 и синусоидальноменяющегося магнитного поля 6, источник 7 питания катушек переменного магнитного поля и источник . 8 питания катушек постоянного магнитного поля.

Способ осуществляют следующим образом. 10

Отклик исследуемой системы 1 подают на систему 3 синхронного детек- тирования. Амплитудусигнала - на выходе фазового детектора системы 2 синхронного детектирования сигнала регистрируют без предварительной настройки фазового детектора. Величина связана с величиной сигнала на входе фазового детектора (Л) и разностью фаз между входным и опорным ВО сигналами (y- О) формулой у = А cos x х (9 - 8 ), где — фаза исследуемого сигнала, 8 — фаза, синусоидально меняющегося магнитного поля, устанавливаемая с помощью градуированного фазовращателя 3. Зная первоначальное значение фазы синусоидально меняющегося магнитного поля 8, и введя дополнительно произвольно значение фазы

8 измеряют соответствующие величи-, 2 ны у ., у и вычисляют величину Ч по

2 формуле у., соз 8 —; — cos 8 у z

9 =arctg . (1) f

8|.п 8 — Sl,ll 8, 45 уг

Л

Величины магнитных полей устанавливают с помощью катушек 5 и 6 от соответствующих источников 7 и 8. При этом выходноч сигнал источника 7 питания (звуковой генератор) одновременно подается в качестве опорного сигнала на систему 2 синхронного де1 тектирования. Отклик системы регистрируется с помощью фотоэлектронного умножителя 4.

Теперь с помощь а соотношения Cga=

= соа получают выражение для определения искомой величины времени жизни

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет значительно увеличить точность и воспроизводимость измерений, сократить время и расход реагентов. В ходе работы можно, снимая значения у,...,у при нескольких различных О,..., О„,и перебирая при вычислении по приведенному выражению различные сочетания (у„; у ), получить нвсколько.значений, которые затем усредняют, что .еще более повышает точность результатов.

Работоспособность способа проверялась на измерении времени жизни ради,калов люминола, в хвмилюминесцентной реакции окисления люминола фвррицианидом калия. Реакцию проводят в водной щелочной среде. Концентрации выбирают для люминола и фвррицианида калия по 10 М и рН 13. Одним из продуктов этой реакции является возбужденный ион аминофталевой кислоты, излучающий свет, интенсивность которого измеряютс помощью фотоэлвктрон ного умножителя 4. Процесс проводят в проточной кювете, обеспечивающей устойчивый сигнал и помещенной в центр е двух с со сных пар катушек Гельмгольца. Одна пара катушек 5 своим магнитным полем задает рабочую точку на линейном участке зависимости интенсивности света от напряженности внешнего магнитного поля, а другая пара 6 создает синусоидальное поле с амплитудой в несколько эрстэд и с частотой . Частота о- выбирается из условия, чтобы фазовый сдвиг бып

-! близок к 45 (& . ), что соответствует максимальной точности измерений Г . Так, например, измерение

2 мс требует использования рад и 480 —— с

С помощью градуированного фазовращателя устанавливают произвольную фазу, = 1О опорного сигнала .на фазовом детекторе и регистрируют величину его выходного сигнала Y

= 4 О. Проведят эту операцию при

Р другой Фазе 82= 60, получают У2

= 4,9. После чего вычисляют величину фазового сдвига 9 по формуле (1).

Когда известна величина, определяют время жизни радикалов люмино,ла " по известной формуле и Г (с

1467474

Для приведенных концентраций реагентов величина 9 составляет 47, а величина = 2,2 мс. Точность измерений времени жизни определяется уровнем шумов фотоэлектронного умножителя и составляет около 151 от измеряемого времени жизни частиц. При воспроизведении измерений разброс результатов не превышает ошибку эксперимента. Время, затрачиваемое на снятие одной экспериментальной точки, составляет 30 с, что позволяет снизить расход реагирующих веществ в

5-6 раз.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность и воспроизводимость результатов в 2-3 раза за счет введения усреднения и накопления сигнала в RG — цепочке фазового детектора, отказаться от точной настройки фазового детектора на максимум сигнала.

Формула из обретения

Способ измерения времен жизни промежуточных реакционноспособных частиц в физико-химических процессах в конденсированной фазе, включающий воздействие на систему постоянным и синусоидальным магнитными полями и регистрацию амплитуды отклика системы на это воздействие, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повыше ния точности и воспроизводимости результатов измерения, в процессе воздействия дополнительно изменяют фазу синусоидального магнитного поля, ре10 гистрацию амплитуды отклика осуществляют при двух значениях фазы синусоидального магнитного поля, а время жизни . частиц определяют из выражения

У

15 cos 8 — — — соз Ы

У

Ф ц y(, sin Ы s>n 8<

У2 где У, — первоначальное значение фа20 эы синусоидального магнитного поля

8 — измененное значение фазы синусоидального магнитного поля; у — амплитуда сигнала при перво< начальном значении фазы 8,; у — амплитуда сигнала при изме2 ненном значении фазы 8 ; циклическая частота магнит30 ного поля, 1467474

Составитель В.Майоршин

Техред И.Дидык Корректор Л,Пилипенко

Редактор Н.Бобкова

Заказ 1189/41

Тираж 788

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101