Устройство для определения концентрации поверхностно- активных веществ в водных растворах

Устройство для определения концентрации поверхностно- активных веществ в водных растворах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >783655 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 1 l01,79 (2) ) ? 713942/18-25 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 3р118р, Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 3 011,8 0 (51)М. Кл 3

01 N 13/02

Государственный комитет

СССР но делам нзобретеннА н открытнА (53) УДК 543 ° 542 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. N. Авраменко, С. N. Беэручко, Г. П. Бенинг, Г. И. Иатвеев, В. A. Могилко, R. А. Рыжиков и П. С. Сотников (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНЫХ

РАСТВОРАХ

Йзобретение относится к области физико-химических методов анализа и может быть использовано в лабораторных и полевых условиях для быстрого анализа и контроля содержания поверхностно-5 активных веществ (IIAB) в водных источниках окружающей среди, в промышленных и бытовых стоках, в частности в процессе их очистки, а также для анализа

ПАВ в экстрактах иэ твердых материа-. тQ лов .

Известно устройство для определения поверхностного натяжения, состоящее из прямоугольной ванны Ленгмюра, подвижного барьера и пластинки Вильгельми (1).

Недостатком известного устройства является малый диапазон измеряемых конструкций при использовании его для определения концентрации IIAB. 20

Наиболее близко к изобретению устройство для определения концентрации

11АВ в водных растворах, состоящее из непрерывной кольцевой ванны Ленгмюра с двумя подвижными барьерами и пластинкой Вильгельми (2). Кольцевая форма ванны Ленгмюра позволяет умейьшить габариты установки по сравнению с прямоугольной ванной при одной и той же величине отношения начальной yg (> ) и минимальной конической площади (6,) поверхности, на которой можно

Я производить измерения поверхностного натяжения.

Однако и в этой установке отношение с>>/5@ не превышает 15, что позволяет измерять концентрации растворимых ПАВ меньше 1 мг/л. Кроме того, при сплошной кольцевой форме ванны . возникают затруднения при очистке поверхности от IIAB, что приводит к . увеличению времени затрачиваемого, например, на раздельное определение

ПАВ, образующих растворимые и нерастворимые монослои, когда производят более одного оборота барьера по поверхности исследуемой жидкости, производя последовательное удаление монослоев различной природы. Это приводит также к снижению точности и удобства измерений.

Целью изобретения является увеличение скорости определения и диапазона концентраций ПАВ.

Для этого в ванне выполнены две поперечные перегородки, имеющие высоту равную высоте кольцевых бортов ванны и образующие несообщающиеся рабочий и вспомогательный отсеки, причем одна из поперечных перегородок, начиная от

783655

Ьнутреннего кольцевого борта ванны, 1/150 общей площади поверхности рабо,имеет выпуклый участок, обращенный чего отсека 5,> ° выпуклостью к рабочему отсеку. Устройство работает следующим обПри такой конфигурации упомянутой разом. фигурной перегородки наружный кольце- Барьер 8 устанавливают в исходном вой борт ванны и примыкающая к нему положении, а пластину Вильгельми 7 фигурная перегородка образуют сужен- в поднятом положении (так, чтобы барьнуЬ часть рабочего отсека, в которую ер мог свободно проходить под ней) . по)вещают пластину Вильгельми. В ре- В рабочий отсек заливают дистиллироэу льтате,минимальная площадь, огра- ванную воду так, чтобы ее поверхность ниченная фигурной перегородкой, наруж- касалась нижней грани барьера. Выждав нью кольцевым бортом и подвижным барь-® некоторое время (1-2 MHH) необходимое ером, на которой производится измере- . для выхода нерастворимых загрязняющих рие поверхностного натяжения жидкости, ПАВ íà п<>верхность воды, совершают достигает в предлагаемом устройстве барьером один полный оборот. При дви1/100 — 1/200 от начальной площади ра- жении барьера по поверхности воды ПАВ бочего отсека. Соответственно диапа- 1$ сгоняются в су><енную часть рабочего эон измеряе>лых концентраций раство- отсека ванны и, после прохождения рнмых ПАВ, возрастает в 10 раэ по барьером этой части рабочего отсека, сравнению с прототипом выталкиваются через обращенный вогнуВспомогательный отсек, обраэуе- (<остью к рабочему отсеку участок фимЫй двумя поперечными перегородками .щ() гурной перегородки из участка наибольслужит для сброса в него поверхност- шего сужения рабочего отсека во вспоной пленки ПАВ при охлаждении барьера могательный отсек. В результате"почерез служебный участок рабочего от- верхность воды в рабочем отсеке очисека ванны. Тем самым вспомогательный щается. Пластинку Вильгельми опускают отсек обеспечивает быструю очистку в воду. Вносят исследуемую пробу воды поверхности жидкости в рабочем отсеке, в дистиллированную воду в рабочем отследовательно наличие егo приводит секе и измеряют поверхностное натяжек увеличению скорости измерения . ние. Затем приводят в движение барьер. концентрации ПАР в растворах по срав" По мере движения барьера поверхностная нению с прототипом. концентрация исследуеиых ПАВ в суженПредлагаемое устройство для опре- ЗО ной части рабочего отсека возрастает> деления концентрации ПАВ представлено и поверхностное натяжение изменяется. на чертеже, вид сверху. По достижении заданного отношения

Устройство имеет кольцевую ванну 5g/5 например, равного 150, барьер

Ленгмюра разделенную на рабочий 1 и остайавливают и вторично измеряют повСпомогательный 2 отсеки двумя попе- 39 верхностное натяжение. По разности рЕчными перегородками 3 и 4. Перего- значений поверхностного натя><ения опродка 4 — фигурная, начиная от вкут- ределяют искомую концентрацию ПАВ. рЕннего кольцевого борта 5 выполнена Использование ванны Ленгмюра с сувыпуклой в сторону рабочего отсека, женной частью в месте нахо><дения пластах что эта перегородка и наружный 4п тинки Вильгельми позволяет более чем кольцевой борт 6 ванны образуют су- в 10 раз расширить диапазон измеряеженную часть рабочего отсека, куда мых концентраций ПАВ в растворах по помещается гофрированная пластинка сравнению с диапазоном, возможны>л для

Вильгельми 7. обычных приборов Ленгмюра. Применение гофрированнсй пластинки Вильгельми позволяет при этом сохранить чувствиера 8 показано пунктиром. При пересетельность прибора на- прежнем уровне.

Наличие вспомогательного отсека, кроно той ее части, которая направлена ме очистки, позволит проводить развыпуклостью в сторону рабочего отсека дегьное определение ПАВ, образующих — $0 растворимые и нерастворимые мономолебарьера и касательной к выпуклой покулярные пленки, а также сокращать верхности фигурной, перегородки составляет около 60 и точках их пересечевремя на анализ эа счет ускорения очистки в контрольных определениях. ния на всем протяжении выпуклого участка. При меньших углах возможен Испытания устройства показали, что вынос части поверхностных слоев ПАВ в диапазоне концентраций ПАВ от 0,2 иэ рабочего отсека барьером на пере- до 8 мг/л результаты определения КоНгородку, Укаэанная величина угла ïðå- центрации растворимых IIAB с помощью дотвращает вынос ПАВ в растворе. При предлагаемого устройства и по станнахождении барьера в таком положении, дартной химической методике совпадают

Что его фронтальная грань совпадает Щ в пределах ошибки измерений, причем с линией, показанной штрих-пунктиром„ величины средней сшибки в химическом площадь участка рабочего отсека с> л, способе .оказались выше, чем в предлаограниченного фронтальной гранью барь- гаемом. Время, затрачиваемое непосредера, фигурной перегородкой и наруж- ственно на измерения в предлагаемом

Ным кольцевым борто>л, составляет gg устройстве, в 3 - 5 раэ меньше, чем

783655

Формула изобретения

Составитель С.Белрводченко

Техред С.Мигунова Корректор М, Коста

Редактор H. Спиридонов а

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1":-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8532/45

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в стандартном химическом методе, а с учетом требуемых подготовительных операций предлагаемое устройство позволяет сократить время на анализ ПАВ более чем в 10 раз.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять быстрый контроль загрязнений IIAB в окружающей среде в полевых условиях.

Устройство для определения концентрации поверхностно-активных веществ в . водных растворах, содержащее кольцевую ванну Ленгмюра с подвижным барьером 5 и пластинкой Вильгельми, о т л и— ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью увеличения скорости определения и диапазона концентраций поверхностноактивных веществ, в ванне. выполнены две поперечные перегородки, имеющие высоту равную высоте кольцевых бортов ванны и образующие несообщающиеся рабочий и вспомогательный отсеки, причем одна из поперечных перегородок, начиная от внутреннего кольцевого борта ванны, имеет выпуклый участок, обращенный выпуклосвъю к рабочему отсеку

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Адам Н.К. Физика и химия поверхностей. М., ОГИЗ, 1947, с. 45.

2. Fromhers P.. instrumentation

for bandaging, monomo0ecu0ar fifms

at air water interface. Kc. Rev. Sci

"&strum, 1975, 46, 10, р. 1380-1385 (прототип) .