Способ определения поверхностной плотности заряда гидратирующейся поверхности Советский патент 1993 года по МПК G01N27/26 

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии, электрохимии и потен циометрического анализа и может быть использовано для измерения и оценки изменения плотности заряда поверхности в процессе ее взаимодействия с водными системами в химической и строительной Промышленности, сельском хозяйстве, геологии, металлургии, биологии и медицине.

Цель изобретения - расширение функциональной возможности способа для локального измерения поверхностной плотности заряда, сокращение времени анализа и упрощение технологии измерения.

Поставленная цель достигается тем, что по способу, включающему измерение потенциала гидратирующейся поверхности и концентрации ионов в жидкой фазе и последующее расчетное определение поверхностной плотности заряда, для чего заполняют два корпуса одинаковых электродов второго рода растворами электролитов с равными плотностями и высотой, один из которых располагают на расстоянии выше 5 мм от поверхности, определяют суммарную концентрацию ионов на поверхности раздела фаз, фиксируют высоту столбика жидкости, взаимодействующей с поверхностью, регистрируют текущую разность потенциалов между этими электродами, определяют с использованием суммарной концентрации толщину диффузной части двойного электХ|

О 00

ON

ON О

рического слоя на границе раздела фаз и находят поверхностную плотность заряда по формуле

2(/упэ-рж 3.75Ду

Иж)

б д, кг/м2

где /з - плотность электролита в электро- ах, кг/м3;

пэ - высота столбика электролита в элек- рЬдах м;

рж - плотность жидкой фазы на поверх-1 ости раздела фаз,

Н ж - высота столбика жидкости, взаимоействующей с поверхностью;

разность потенциала между элекродами, В;....,. . ; ./:

5 - толщина диффузной части двойного лектрического слоя, м;:г, g - ускорение силы тяжести, 9, 8 м/с2,

Поверхность раздела фаз создавали либо путем нанесения на диэлектрическую подложку из полиметилмётакрилата (органического стекла) исследуемого вещества, либо скоАоМпо интересующей плоскости. В случае нанесения на подложку вещество предварительно измельчали, выделяли просеиванием фракцию определенной дисперсности и просушивали при температуре 373-378 К до постоянной массы. Подложку диаметром 34- 36 мм, толщиной 3 - 5 мм зачищали мелкой наждачной бумагой, промывали водой, ацетоном и высушивали при комнатной температуре. Создавали ровный слой порошкообразного вещества. Обрабатывали одну из сторон подложки 2- 3 каплями дихлорэтана и этой стороной прижимали к веществу. После подсыхания при комнатной температуре1 освобождались от излишка и плохо закрепленного вещества легким постукиванием подложки и продуванием воздухом: На плоское дно чистого химического стакана объемом 100 см3 помещали подложку. Подложку предварительно в течение 15 с обмывали дистиллированной водой из промывалки для освобождения от случайных крупинок веще0

5

0

5

0

5

0

5

ства, которые могут внести ошибку в измерение и выйти в объем жидкой фазы при ее добавлении. Осторожно по краю стаканчика наливали дистиллированную воду. Погружали до упора с контролируемым участком поверхности электродную систему, составленную из двух хлорсеребряных электродов, жестко закрепленных между собой на расстоянии вверх по нормали от поверхности 10 мм, стеклянного электрода ЭСЛ 43 - 07 и ионселективного электрода. ,При гидратации сульфатно-карбонатных Систем использовали Са-селективный элек- гррд Критур типа 20 -15 (ЧССР). Хлорсереб- ряные электроды заполняли одинаковыми растворами хлористого калия и предварительно подбирали пару по равенству их потенциалов в дистиллированной воде относительно стеклянного электрода. Регистрировали кинетику изменения потенциалов и концентрации потенциалопределяющих ионов.

Изобретение позволяет проводить измерения поверхностной плотности заряда на контролируемом участке г ид ретирующейся поверхности. | .- Ф о.р мул а и з о б ре т е н и я Способ определения поверхностной плотности заряда гидратирующейся поверхности, включающий измерение Э Д С между двумя одинаковыми электродами второго рода, один из которых расположен на исследуемой поверхности, а другой расположен вне зоны действия заряда поверхности, от л ича ю щийся тем, что, с целью локального измерения поверхностной плотности заряда, электроды заполняют растворами электролитов равной плотности и высоты, причем один из них располагают на расстоянии свыше 5 см от исследуемой поверхности, дополнительно определяют сум- марную концентрацию ионов на поверхности раздела фаз, по которой рассчитывают толщину диффузионной части двойного электрического слоя на границе раздела фаз и находят поверхностную плотность заряда.