Способ определения скорости растворения твердых веществ в жидкостях Советский патент 1989 года по МПК G01N11/00 

1

Изобретение относится к физико- химическому анализу веществ, в частности к методам определения скорости растворения твердых веществ в жидкостях. ,

Целью излбретения является повышение точности и производительности измерений.

Способ осуществляют следующим образом.

Растворимый и нерастворимый образцы погружают в сосуд с жидкостью и одновременно приводят их во вращение электродвигателями. При этом автоматически включается секундомер и

начинается отсчет времени растворения образца. Одновременно с началом вращения фиксируются моменты вращения образцов измерителями моментов. Определив величины Т4, Тг, МрТ, , МрТа, Мм Т4, Мн„ Та находят скорость растворения исследуемого образца в жидкости по следующей формуле:

3

оо

оэ со оо

е

Мн.Р Т4

т(к-мр)|} Чм

г н.р Т|

«15

Введение нерастворимого образца и вращение его одновременно с растворимыми позволяет учесть изменение вязкости жидкости в результате растворения в ней исследуемого образца за счет того, что момент вращения нерастворимого образца изменяется только из-за изменения вязкости жидкости .

Пример 1.150 г шлака со- . держащего, мас.%: Si. ВЭ0Э 33, 27; CaO+MgO+Ali03 остальное, расплавляют, нагревают до 1273 К, погружают в него нерастворимый образец и растворимый образец из гематита массой 30 г и начинают их вра1- щать со скоростью 13,8 . В начале измерения Т, 0; М„ 139-1 О 6 н-м;

Мк.р 65.

Мр 139-10 10 н м. Затем измеряют моменты вращения образцов - растворимого Мр и нерастворимого Мнр за различное время Та и при соответствующих значениях коэффициента пропорциональности (К рассчитывают по литературным данным о свойствах расплавов) определяют скорость растворения по приведенной формуле.

Данные замеров и полученные скорости растворения приведены в таблице.

Используя данные одного опыта путем интегрирования кривой скорость растворения - время растворения получают зависимость скорости растворения от содержания гематита в шлаке (колонки 4,5). Это позволяет сократить число опытов, необходимых для определения скорости растворения при разных концентрациях.

Пример 2 (известный). Проводят все аналогично примеру 1, однако вращают только растворимый образец и дополнительно определяют вязкость шлаков (колонка 6) с соответствующими содержаниями гематита (колонка 5) Рассчитывают скорость растворения по описанной формуле (колонка 8) .

П р -и м е р 3 (эталонное измерение) . В условиях примера 1 в шлаках, содержащих дополнительно те же количества гематита, что и в двух предыдущих примерах (колонка 5), вращают гематитовый диск, определяют содержание железа в шлаке по ходу опыта и рассчитывают скорость растворения (колонка 9).

816384

Кроме того, приведены величины относительных погреашостей определения скорости растворения предлагаемым способом и по прототипу по сравнению с эталонным (колонки 10 и 11). Как видно из результатов, приведенных в таблице, предлагаемый способ определения скорости растворе- Ю ния твердых тел в жидкости позволяет по сравнению с известным способом на 13,7-26% повысить точность измерений, а также повысить производительность измерений за счет сок- 15 ращения числа опытов, необходимых для определения физико-химических свойств изучаемых составов и самих измерений скорости растворения.

20

Формула изобретения

5

Способ определения скорости растворения твердых веществ в жидкостях, включающий вращение растворимого образца, измерение изменения момента вращения и продолжительности- его изменения, отлич ающийс я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, в жидкости дополнительно вращают нерастворимый образец, измеряют изменение момента его вращения при равной продолжительности вращения растворимого и нерастворимого образцов и определяют скорость растворе- 5 ния по формуле

ЛЗ Мн.

0

V

где

т- .к-мрГ (i

-)

J

41 „.р. Т, V - скорость растворения,

кг . ;

0

Т,- т,

т, Мр

5

мрт - мрта

м

И.р

0

М

Ч

-время между двумя измерениями момента (время перехода);

- изменение момента вращения растворимого образца за время перехода Т, Н-м,

-постоянный коэффициент,

-2 -Т

КГ М ,

-момент вращения нерастворимого образца во время ,

-момент вращения нерастворимого образца во время Т2, Н-м.

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ ВЕЩЕСТВ И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСТВОРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ В ЖИДКОСТЯХ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. ДЛЯ ЭТОГО В СОСУДЕ С ЖИДКОСТЬЮ ВРАЩАЮТ ДВА ОБРАЗЦА - РАСТВОРИМЫЙ И НЕРАСТВОРИМЫЙ, ИЗМЕРЯЮТ ИЗМЕНЕНИЕ МОМЕНТОВ ИХ ВРАЩЕНИЯ ПРИ РАВНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВРАЩЕНИЯ И РАССЧИТЫВАЮТ СКОРОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ ПО ФОРМУЛЕ V = T^-1. (K ^. M_Р)^1/3. (М_Н.Р.^. Т₂)/(М_Н.Р.^. Т₁)^1/3, ГДЕ V - СКОРОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ, КГ.М^-2.С^-1

Т = Т₁-Т₂ - ВРЕМЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ИЗМЕРЕНИЯМИ МОМЕНТА, (ВРЕМЯ ПЕРЕХОДА), С

М_Р = М_РТ₁ - М_РТ₂ - ИЗМЕНЕНИЕ МОМЕНТА ВРАЩЕНИЯ РАСТВОРИМОГО ОБРАЗЦА ЗА ВРЕМЯ ПЕРЕХОДА Т, Н^.М

К - КОЭФФИЦИЕНТ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ, КГ^-2.М^-7

М_Н^.Р. Т₂ - МОМЕНТ ВРАЩЕНИЯ НЕРАСТВОРИМОГО ОБРАЗЦА ВО ВРЕМЯ Т₂, Н^.М., 1 ТАБЛ.