Способ определения удельной поверхности карбонатных частиц Советский патент 1990 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к почвоведению, геологии, криминалистике, может быть использовано при анализе почв, пород известковых материалов на содержание карбонатов и является усовершенствованием известного способа по авт.сВо № 1465763.

Цель изобретения - расширение информативности о характеристике карбонатов .

На чертеже представлен график зависимости интенсивности выделения CCv частицами заданных размеров в зависимости от времени анализа, на основании которого определяют гранулометрический состав.

Пример Камеру сжигания прогревают до 6ЬО°С, через нее пропускают газ-носитель (в данном случае кислород со скоростью 0,7 л/мин). Калибровочный образец массой 200 мг (СаС03)( имеющий активную карбонатную поверхность 0,86 м2/г «0,2 , 17 м помещают в керамическую лодочку, засыпают 1,8 г кварцевого песка. Лодочку с образцом помещают в камеру сжигания. Определяют на 4-й минуте интенсивность выделения СО, она составляет 115 имп/мин. На шкале прибора установлена навеска 0,5 г. Следовательно 115 имп. соответствуют 0,115% С в навеске 0,5 г, т.е. на 1 разлагается за 1 мин карбоната в пересчете на С С 100 -0,17 3382 мг

Коэффициент пересчета С - - С0г 3,664, СО г - СаС05 2,274.

Таким образом, на 1 м1 разлагается 3,382 мг . 2,274 3,,179 мг CaCOj. Объем карбоната, разлагающийСП

ю

00

14)

ся за I мин, на 1 м 2 составляет (при плотности СаСО, 2,71 г/см3 )

2x028179 Ј . 0,01039815 см3 2,71 г/см1

10,39815 мм3.10,39815 мм3 - X

1000000 мм , где X - слой карбоната, разрушающийся за 1 мин (в данном случае) X я 10 мм.

Шарообразные карбонатные частицы в данном случае разрушаются за время

мин, где d - диаметр частицы, мм; 2 - коэффициент, учитывающий, что разрушение частицы идет равномер- но со всех сторон. Частицы заданных размеров разрушаются за время: d 0,0001 мм 5 мин, d -0,0005 мм 25 мин d 0,001 мм 50 мин, d-0,005 мм 250 мин.

Образец массой 0,5 г (серозем карбонатный, глубина отбора 41 - 81 см) засыпают слоем кварцевого песка 1,5г. Помещают в камеру сжигания, предварительно удалив из нее стандартный об- разец.

Определяют динамику выделения СО из образца (представлена на фиг.линия образец). Время полного распада карбонатов в образце 93 мин, время прогрева Образца 4 мин (принято за 0) Определяют в образце максимальный размер частиц

93 4 895 ,00178 мм, Время полного распада частиц диа- метром 0,0001 мм 5 + 4 9 мин; 0,0005:25+4 29 мин; 0,001 мм:4+50 54 мин.

В момент распада частиц 0,001 мм (54 мин) интенсивность выделения из образца СО-2 составляет 7 имп/мин. Рассчитывают исходя из площади поверхности шарообразной частицы S интенсивность выделения С02 частиц размером 0,OOl-0,OUb мм в начальный момент времени. Время распада частиц 0,005 мм - 250 мин. В момент времени 4 мин радиус частиц,сохранившихся в момент времени 54 мин, больше, чем в момент 4 мин в 2,34 раза ( 2 34 Следовательно, интенсивность выделения С0г выше в 2,34 раза, 2,34 7 - 38,3.

Аналогично устанавливают интенсивности для моментов времени 29 мин,

9 мин. Они равны соответственно ,93-29 v , 1Q Q ,93-Ю,2 (93-54) 7 198 Н (93:54)l7 31 7

На отрезке 29-54 мин расчетная кривая по 0,001 мм почти совпадает с экспериментально полученной кривой распада образца, это свидетельствует о незначительном содержании карбонатов размером 0,0005-0,001 мм. Тем не менее в точке 29 мин распад образца превышает расчетное значение на 2 имп/мин. Проведем расчет: в точке 4 радиус частиц, сохранившихся к

29 мин,больше в 2 раза, следовательно, их вклад в интенсивность выделения СО в 4 раза выше, чем на 29-й минуте и составляет: 2 имп/мин 4 8 имп/мин, в точке 9 мин : 2

Строим кривую 0,0005. В точке времени 9 мин превышение интенсивности распада образца над кривой 0,005 составляет 67 имп/мин в точке 4 мин интенсивность выделения С01 фракцией 0,0001 мм составляет

29-4 1 () Ь7 имп/мин 104,7 имп/мин

Строим кривую распада частиц 0, 0001 мм

Таким образом, площадь, ограниченная осью X (время ) и кривой распада образца, определяет общее содержание углерода в образце. Рассчитываем общее содержание углерода простым суммированием средних минутных интен- сивностей выделения СО. Учитывая, что на табло прибора установлена навеска 500 мг и образец составляет 500 мг, пересчет не производят. Общее содержание углерода в образце составляет 2,56%. Известно, что в образце содержится 0,2% органического углерода, следовательно, содержание карбонатного 2,36%. Осуществим пересчет на С0г карбонатов. Коэффициент пересчета на СО 3,664. Следовательно, 2,36 -3,664 8,64% С07 карбонатов .

Площади, ограниченные расчетными кривыми, определяют содержание различных фракций карбонатов. Содержание карбонатов 0,001-0,005 мм составляет 1,34% С 4,91% С0г, 0,001 - 0,0005; 0,20% С 0,73% 0,0005- 0,0001:1,31% С 4,80% 0,0001: :0,44% С 1,61% СОт.. Известно, что в течение первых 3-4 мин полностькГ раз2A3b

X, где X - содержание (пелагается органическое бещество почвы, следовательно, эта прибавка касается фракции 0,0001 мм, ее содержание (0,44-0,20)0,24% ,88% С02. Получается сумма фракций по углероду 3,09%,общее содержание 2,36%, несоответствие обусловлено неточностью определения площадей, поскольку теоретически сумма составляющих равна целому.

Пересчитываем результат по формуле

А

3,09

ресчитанное) фракции,%: А - определенное содержание фракции,%. Получены результаты,представленные в таблице.

Таким образом, определены общее содержание карбонатного углерода и распределение карбонатных частиц по размерам.

Преимущество предлагаемого способа состоит в возможности получения расширенной характеристики карбонатов почв, пород известковых материалов, включающей содержание карбонатов, их удельную поверхность, рас

пределение карбонатных частиц по размерам.

Такими возможностями не обладает ни один из известных способов, кроме того, неизвестны способы, позволяющие определить распределение карбонатных частиц по размерамо

Формула изобретения

5

0

Способ определения удельной поверхности карбонатных частиц по авт. св. 1465763, отличающий- с я тем, что, с целью расширения информативности о характеристике карбонатов, определяют время распада карбонатных частиц заданных размеров, определяют зависимость интенсивности выделения СО г от времени, прошедшего от начала анализа до полного распада карбонатов, устанавливают интенсивность выделения С02 частицами заданных размеров и по отношению 5 интенсивности выделения C0t последними к общей интенсивности выделения СО ч при полном распаде карбонатов определяют гранулометрический состав карбонатных частиц.

Изобретение относится к почвоведению, геологии, криминалистике и может быть использовано при анализе почв, пород, известковых материалов на содержание карбонатов. Цель изобретения - расширение информативности о характеристике карбонатов. Способ включает определение времени распада карбонатных частиц заданных размеров, определение интенсивности выделения CO₂ от времени, прошедшего от начала анализа до полного распада карбонатов, установление интенсивности выделения CO₂ частицами заданных размеров и по отношению интенсивности выделения CO₂ последними к общей интенсивности выделения CO₂ при полном распаде карбонатов определяют гранулометрический состав карбонатных частиц. 1 ил.

Итого:

8,65

19,67

100

t 0,0001

kS 16 20 Я W SQ 6Q

вО 90 ЮО

Врещ мин