Способ анализа дисперсных систем по размерам Советский патент 1992 года по МПК G01N15/04 

Изобретение относится к исследованию параметров дисперсных систем, в частности к способам получения распределения частиц данных систем по размерам, и может быть использовано на предприятиях водного, хозяйства, химических и медицинских предприятиях, а также в сельском хозяйстве.

Известен способ характеристики дисперсности .суспензии с яомощью центрифугирования.

Наиболее близким является метод фотоэлектрической седиментации, осуществляемый с помощью промышленных турбидиметров.

Однако этот метод имеет ряд недостатков: точность анализа для частиц с диаметром меньше 2 мкм невелика из-за возникающей дифракции частиц световыми волнами, в ходе анализа используется пучок естественного света.

со

о

со

Цель изобретения - повышение точности способа и расширение области применения.

На фиг.1 представлен график распределения частиц дисперсии эритроцитарных диагностикумов по размерам; на фиг.2 - график распределения водной дисперсии каолина по размерам.

Пример 1. Сухие коммерческие эритроцитарные диагностикумы барана производства Ленинградского НИИ вакцин и сывороток разводились 0,85% раствором NaCI. Зависимость оптической плотности дисперсной системы D от длины волны А снималась в кюветах с длиной оптического пути 1 см на спектрофотометре СФ-26 со столбчатыми диафрагмами (2x20 мм) после источника излучения и перед фотоэлементов, а также с дополнительной диафрагмой (2x20 мм), расположенной горизонтально перед фотоэлементом.

По разнице оптических плотностей различных временных интервалов определялся -П725-волновой экспонент при длине волны 725 нм. Волновой экспонент рассчитывался по формуле

lg Peso - g DSOO . lg 650 - lg 800 где Deso - оптическая плотность дисперсии по длине волны 650 нм;

DSOO - оптическая плотность дисперсии при длине волны 800 нм.

Затем по таблицам определялся радиус шара эквивалентного объема г. коэффициент рассеяния системы К (р. Число частиц в дисперсии рассчитывалось по формуле

П725 -

(1)

N

2,3 ТО8 D725 V

(2)

п г2 К(/) t где - оптическая плотность дисперсии при длине волны 725 нм;

V - объем дисперсии, см3;

г - радиус сферы эквивалентного объема, мкм;

К(р)- коэффициент рассеяния системы;

I - длина оптического пути, см.

По данным эксперимента и результатам расчетов составлялась табл.1.

Затем по данным табл.1 строилось распределение частиц дисперсии эритроцитарных диагностикумов по размерам, которое представлено на фиг. 1.

Пример 2. Зависимость оптической плотности дисперсной системы каолиновых частиц О от.длины волны А снималась на спектрофотометре СФ-26 в кюветах с длиной оптического пути 1 см с использованием двух столбчатых диафрагм (2x20 мм) после источника излучения и перед фотоэлементом, а также дополнительной диаф0

5

0

П500;

(3)

рагмы (2x20 мм), расположенной горизонтально перед фотоэлементом.

По разнице оптических плотностей различных временных интервалов определялся волновой экспонент при длине волны 500 нм, Волновой экспонент рассчитывался по формуле

lg D400 - lg Deoo Ig 400 - lg 600 где D 400 - оптическая плотность глинистой дисперсии при длине волны 400 нм;

Deoo - оптическая плотность глинистой дисперсии при длине волны 600 нм.

Затем в предположении, что относительная оптическая плотность каолина m 1,15, определяется средний эффективный диаметр частиц и удельная мутность д(а, т).

Число частиц в дисперсии рассчитывается по формуле

,ю DSOO V

N 4.10

g (a, m ) i

И)

5

0

5

0

5

0

5

где - средний эффективный диаметр частиц, мкм;

DSOO - оптическая плотность дисперсии при длине волны 500 нм;

д(а, т)- удельная мутность, определенная по таблицам;

i - длина оптического пути, см;

V - объем дисперсии, смЗ.

Поданным эксперимента и результатам расчетов составлялась табл.2.

Примеры 1 и 2 наглядно иллюстрируют возможности предложенного способа. Одним из его преимуществ является универсальность метода. В примерах 1 и 2 использованы различные дисперсные системы. Для осуществления предлагаемого способа не требуется сложной аппаратуры. Как видно из примеров, все измерения проводились на спектрофотометре (любой спектрофотометр типа ОФ ЛОМО). Предложенный способ не требует сложных расчетов.

Таким образом, данный способ он может быть применен к различным дисперсным системам, прост в применении.

Формула изобретения

Способ анализа дисперсных систем по размерам путем осаждения частиц в поле силы тяжести и регистрации изменения оптической плотности дисперсии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа и расширения области применения, регистрируют ослабление рве- та за счет рассеяния свободно оседающих под действием силы тяжести частиц в диапазоне длин волн, где исследуемая система не поглощает свет, а число частиц во фракции со средним эффективным радиусом г вычисляют по формуле

I л г|ф К (р )

где Од. - оптическая плотность дисперсии при длине волны А соответствующей середине измеряемого спектра;

I - длина оптического пути;

р - комбинированный параметр, р 2 а (т - 1), где аи m - относительные размер и показатель преломления частиц, а 2 л гэф х х//о A./IO - показатель преломления среды;

К (р) - коэффициент рассеяния, определяемый по таблицам.

Изобретение касается исследования параметров дисперсных систем, в частности к способам получения распределения частиц данных систем по размерам. Цель изобретения-повышение точности способа и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что регистрируют ослабление света за счет рассеяния ив дисперсии свободно оседающих под действием силы тяжести частиц в таком диапазоне длин волн, где исследуемая система не поглощает свет, в частности для дисперсии глинистых минералов в диапазоне длин волн 400-600 нм. Число частиц во фракции со средним эффектным радиусом Гэф atiо з D числя ют по формуле N i-. I л: гэф К (р ) где D - оптическая плотность дисперсии при длине волны Асоответствующей середине измеряемого спектра; I - длина оптического пути; р -комбинированный параметр, а(т-1); аи т - относительный размер и показатель преломления частица 2 лтэф- -/г0/А;/4 - показатель преломления среды; К (р) - коэффициент рассеяния, определяемый по таблицам. Данный способ может быть использован для анализа дисперсных систем по размерам, включая частицы с диаметром, соответствующим предельной чувствительности метода спектротурбиди- мет-рии. 1 з.п.ф-лы, 2 табл., 2 ил. (Л С

Примечание. 2 b - большая ось эллипсоида, величина которой определяется через г в случае равенства эквивалентных объемов.

Таблица 2

Таблица 1

02 V и # w г; «jj м ад /.5

Фиг. 2