Устройство для исследования химических процессов Советский патент 1983 года по МПК G01N7/14 

. Изобретение относится к измеритель ной технике и непосредственно к приборам для изучения химических реакций, сопровождающихся выделением шщ погло шением газов. Известна установка для изучения химических реакций, сопровождакшшхся газообменом, состоящая из Ij-образного манометра и соединенной с ним реакцион ной камеры 1.13 Недостатком указанного устройства является то, что оно не позволяет одно юменно с процессом газообмена исследовать процессы, протекакшше в жидкой фазе. Наиболее близким к предлагаемому .является устройство для исследования химических процессов, содержащее реакштанную камеру, еоединенную с U-образным капиллярным манометром. К кор пусу реакционной камеры крепятся один нтт несколько боковых сосудов в которы . помешают компоненты реакционной сме сиСа. Однако такая конструкция прибора i позволяет прослеживать лшиь за динамикой поглощения или вьщеления газа жидкой фазой в процессе протекания хими. ческой реакции. Для более глубоког о исследования изучаемой реакции необходима сравнимая информация о процессах, протекающих как в жидкой, так и в газообразной фазах. Часто такую информашоо могут дать дополнительные опыты по оп:ределению изменения концентрации. Н ионов рН-метрическими измерителями. Однако получаемые таким образом рН-мет рические данные весьма приблизительно отражают процессы, протекающие в реакционной камере, так как условия проведения процесса в реакционной камере и в ячейке рН-метра неодинаковы. Вследствие этого лишь условно можно сравнивать кинетику изменения давления газа в реакционной камере и кинетику изменения концентрации Н ионов в жидкой фазе.

мерение давления газов и концентрация водородных ионов в жидкой среде.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования химических процессов в жидких средах, протекающих с вьщелением или поглощением газов, содержащее реакционную емкость и и-образный манометр, соединенный с ней, снабжено рН-метром с установленными в реакционной емкости измерительным и вспомогательным электродами, в последнем из которых вьтолнейо отверстие для введения токопроводящего раствора, расположенное в газовом прост ранстве реакционной емкости.

Существующие в настоящее время вспомогательные электроды для потенциометрии, обеспечивающие высокую точность измерений, являются проточными. При работе из их корпуса вытекает небольшое количество токопроводящего раствора, объем которого в каждом конкретном опыте неизвестен. Применение про- точного вспомогательного электрода для измерения рН в реакционной камере приводит к увеличению объема жидкой фазы в камере за счет вытекания некоторого количества токопроводясщего раствора из корпуса электрода в реакционную камеру что приводит, в свою очередь, к искажению данных манометрических измерений. При предлагаемом расположении вспомогательного электрода, когда отверстие, вьшолненное в его корпусе, находится в реакционной камере, рабочий объем реакционной камеры, занимаемый как жид- кой, так и газообразной фазой, и внут ренний объем электрода, заполненнь:й токопроводящим раствором и воздухом, сое тавляют единую замкнутую систему, поэтому перетекание жидкости из одной части замкнутой системы в другую уже не приведет к изменению давления в реакционной камере. Это позволяет одновременно с измерением динамики поглощения газа проследить за изменением рН жидкой фазы в ходе реакции, не внося ошибки в манометрические измерения. На чертеже изображено устройство, общий вид. Устройство для исследования химических процессов состоит из реакционной емкости 1, к которой на щлифах крепитс боковой сосуд 2. В реакционную камеру вставлены измерительнътй 3 и вспомогательный 4 электроды. Расположение последнего таково, что отверстие 5 в его корпусе находится в самой реакционк рН-метру. 6. Реакционная камера соединена с манометром 7, на одном колене которого расположен двухходовой кран

8, Заданная температура в камере поддерживается термостатом 9.

Устройство работает следукяцим образом,

В рабочее пространство реакционной

емкости 1 и в боковой сосуд 2 помещают компоненты реакционной смеси. Присоединяют камеру к манометру 7 и помещают в термостат 9. После термостатирования закрывают кран 8 и поворотом бокового сосуда 2 на 180 приводят компоненты реакционной смеси во взаимодействие, С началом химической ; реакции одновременно снимают показания манометра 7 и рН-метра 6. При необходимости к рН-метру может быть подключен самопишущий потенциометр. Поскольку внутреннее пространство вспомогательного проточного электрода и реакционной камеры составляют единую замкнутую систему, перетекание токопроводящего раствбра из вспомогательного электрода в реакционную камеру, связанную с манометром, не будет скаэьшаться на точности и достоверности показаний мано- метра. Изменение давления в системе обусловлено только поглощением или вьщелением газа, связанным с протеканием химической реакхши. Расчет количества поглощенного или вьшеленного газа производится по уравнению открытой манометрии с учетом поправки на температуру и изменение атмосферного давления в ходе опыта. Константа реакционной камеры вычисляется по формуле Барктрофа-Варбурга. Предлагаемоё устройство позволяет одновременно наблюдать как за динамикой поглощения или выделения газа жидкой фазой в процессе протекания химической реакции, так и за изменением рН жидкой фазы, повышает надежность и точность манометрических данных при условии одновременного измерения рН жидкой фазы и давления в системе, сокращает время на лабораторный эксперимент и уменьщает материальные затраты. Формула изобретения Устройство для исследования химических процессов в жидких средах, протекающих с выделением или поглощением