Устройство для исследования кинетики химических реакций методом остановленного потока Советский патент 1980 года по МПК G01N21/28 

1

Изобретение относится к химии, биологии, биофизике, в частности к устройствам для исследования кинетики химических реакций методом остановленйого потока с помощью спектрофотометра .

Известны устройства для исследования кинетики химических реакций методом остановленного потока, с эдержацие подающий блок с плунжерами, шприцы-резервуары для реагентов, смеситель, кювету для наблюдения, стоп-блок с поршнем и контакты для включения регистратора Ij .

Недостатком известных устройств является то, что энергия импульса, приложенная к плунжерам подающего блока, расходуется не только на проталкивание реагентов по каналам, но также,и на перемещение поршня стоп-блока, следствием этого является относительно большое мертвое время, не позволяющее четко зафиксировать раннюю стадию реакции.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для исследования кинетики химических реакций методом остановленного потока, содержащее блок подачи реагентов с плунжерами, спусковой

механизм со спусковой планкой, смеситель, оптическую кювету и :топблок с поршнем и корпусом 23.

Устройства такого типа предназначены для инициирования и исследования процесса реакции от начала до ее завершения.

Недостатком таких устройств явля10ется то, что начало реакции .остается скрытым от граз наблюдателя из-за наличия так называемого мертвого времени реакции, которое является функцией скорости потока жидкости по ка15налам и расстояния от точки первого контакта жидкости до ее выхода в зону наблюдения. Мертвое время реакции

t f {V; S),

20 где tf - мертвое время реакции; V - скорость потока; S - расстояние от точки первого контакта до выхода жидкости в зону наблюдения. 25

Остановка потока происходит в тот момент/ когдапоршень стоп-блока, приводимый в движение жидкостью, доходит до ограничителя, замыкает 30 .контакты и включает регистратор. Целью изобретения является повышение достоверности анализа за счет уменьшения мертвого времени реакции. Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве стоп-блок содержит шток, один конец KOTOjporo жестко скреплен с поршнем, а другой снабжен буртиком и упорным кольцом, тарированную пружину, один конец которой упирается в корпус стоп-бяока, а другой - через упорное кольцо в буртик штока, при этом упорное кольцо находится в зацеплении со спусковой планкой. На чертеже изображено описываемое устройство, общий вид. Устройство состоит из подающего блока 1 с плунжерами 2 и шприцамирезервуарами 3, спускового механизма 4. К подающему блоку примыкает через смеситель 5 оптическая кювета б, которая соединяется со стоп-блоком 7 содержащим поршень 8 и корпус 9. Поршень 8 скреплен со штоком 10, который имеет буртик 11 и упорное коль цо 12. Между корпусом 9 и упорным кольцом 12 располагается тарированна пружина 13, которая удерживается в заданном положениичерез упорное кольцо 12 спусковой планкой 14, которая крепится подвижно в корпусе 9 и соединена со спусковым механизмом 4 гибким валиком 15. Световой поток от источника 16 излучения идет чере.з оптическую кювету 6 к приемнику 17, который связан с регистратором 18. Устройство работает следующим обраэбМ. Для заполнения жидкостью полостей подающего блока 1 выдвигают плунжеры 2, и жидкость засасывается в полости из шприцов-резервуаров 3. Спусковой механизм 4 удерживает плунжеры 2 в заданном положении. Поршень 8 стопблока 7 находится в крайнем положени вследствие чего жидкость под поршнем 3 полностью отсутствует. Тарированная пружина 13 сжатаи удерживается упорным кольцом 12 и спусковой планкой 14. Упорное кольцо 12 примыкает к буртику 11. После того, как сработает спусковой механизм 4 и связанная с ним спусковая планка 14 выйдет из зацепления с упорным кольцом 12, на плунжеры 2 начинает воздействовать импулъс, и под его воздействием плунжеры 2 выталкивают жидкость по каналам в смеситель 5, а затем в оптическую кювету .6 и под поршень 8, который начинает перемещаться под воздействием жидкости, одновременно со спусковым механизмом 4 выйдет из за цепления с упорным кольцом 12 спусковая планка 14, пружина 13, разШ маясь, также начинает перемещать поршень 8 в том же направлении, что и направление движения жидкости. Благодаря тому, что энергия имульса расходуется только на преодоение сил сопротивления жидкости ри ее прохождении по каналам, а оршень перемещается за счет энерии и разжимаемой пружины, высвобои.вшаяся часть энергии импульса расодуется на увеличение скорости поока, а это приводит к уменьшению ертвого времени реакции. Усилие, развиваемое пружиной 13, е должно превышать усилия по формуеде F - развиваемое пружиной усилие; F - сила трения (ее величиной можно пренебречь); m - масса поршня, кг; а - ускорение, сообщаемое поршню через жидкость от действия импульса на плунжеры, м/сек. П р и м е р. Для перемещения поршя массой 0,02 кг на расстояние 0,02 м за время t 10-10 с еобходимо развить ускорение а, рас-. читываемое по формуле: S-Wji 1/2 af V« О, тогда S 2 400, 100-10 а 400 м/сек . Таким образом F 0,02-400, F 8 Н, Технико-экономический эффект, ожидаемый от использования изобретения заключается В том, что за мертвое время, которое включает время, несэходимое для смешивания двух растворов реагентов, время достижения реакционной смесью точки наблюдения и время остановки реакционной смеси, степень превращения веществ может быть значительной, интерпретировать мертвое время как средний возраст не всегда правильно, снижение мертвого времени позволит получить более достоверные и точные сведения. Формула изобретения Устройство для исследования кинетики химических реакций методом остановленного потока, содержащее блок подачи реагентов с плунжерами, спусковой механизм со спусковой планкой, смеситель, оптическую кювету и стопблок с поршнем и корпусом, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности анализа за счет уменьшения мертвого времени реакции, стоп-блОк содержит шток, один конец которого жестко скреплен с поршнем, а другой снабжен буртиком и упорным кольцом, тарированную пружину, один конецкоторой упирается в корпус стоп-блока, а другой - через упорное кольцо в буртик штока, при этом упорное кольцо находится в зацеплении со спусковой планкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Amincos new DW-2 UV-vIs Spectrophotometer Aminco stopped-flow spec t ropho tome ter . 1972.

2.Авторское свидетельство СССР №218514, кл. G 01 N 21/28, 1967 (прототип) .

/J