Способ определения концентрациипОВЕРХНОСТНО-АКТиВНыХ ВЕщЕСТВ ВВОдНыХ PACTBOPAX Советский патент 1981 года по МПК G01N13/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

ции поверхностно-активных веществ в водных растворах, включающем измерение физического параметра в зависимости от концентрации эталонного вещества и определение искомой величины по калибровочной кривой, в качестве измеряемого физического параметра принимают разность мгновенных значений поверхностного натяжения в, исследуемом растворе, полученную в результате уменьшения площади поверхности раздела фаз вода-воздух со ско ростью относительного изменения больше 0,01 с .

Скорость относительного изменения указанной площади

и dS/dtS,

где S - площадь поверхности раздела фаз вода-воздух, на которой производят измерение поверхностного натяжения, (см) dS/dt - мгновенная скорость изменения этой площади, Указанную разность измеряют для двух значений площади поверхности,, выбранных так, что начальная площадь SQ соответствует началу.процесса ее изменения, а конечная SK моменту достижения заданного отношения начальной и конечной площади SQ/S. ВыборОзначения конечной площади зависит от ожидаемой концентрации ПАВ в образце.

Искомую концентрацию ПАВ находят затем по калибровочной кривой зависимости разности мгновенных значений поверхностного натяжения Sот,концентрации эталонного ПАВ в стандартных растворах и выражают в пересчете на концентрацию эталонного вещества,

Измерение поверхностного натяжения производят в динамическом режиме в условиях удаления .системы поверхнострая фаза - объем от концентрационного равновесия. При сжатии поверхностного слоя с указанной скоростью достигается многократное концентрирование ПАВ на поверхности и становится возможным зарегистрировать разность мгновенных значений по верхностного натйжения, которая функционально связана с искомой объемной концентрацией ПАВ, непосредственно в исследуемом растворе. При относитель ныз4 скоростях, меньших 0,01 с , эффективного концентрирования растворимых ПАВ на поверхности воды не достигается и чувствительность резко падает. Верхний предел скорости ограничивается мешающим влиянием капиллярной волны на чувствительный элемент, измеряющий поверхностное натяжение.

Измерение можно проводить при помощи простейших известных датчиков

поверхностного натяжения, например пластинки Вильгельми, связанной с весами или механотроном. .Изменение площади поверхности раздела фаз водавоздух, на которой производят измерения поверхностного натяжения, осуществляется в известных устройствах, например в ванне Ленгмюра с подвижны барьером.

Пример. В ванну Ленгмюра плщадью 1000 см ЧЮОхЮ см) и глубиной . 3 мм с подвижным барьером и пластинкой Вильгельми, связанной с механотроном наливают 300 мл стандартного раствор сумгаитского хлорного сульфонола, прготовленного на бидистиллированной воде, следующих концентраций: 0,05J

0,01; 0,2, 0,4; 0,6; 0,8; i; 1,5;

2 5 и 8- мг/л. Через 60 с измеряют значение поверхностного натяжения .и приводят в движение барьер со скоростью 10 {V 0,01 с ). Регистрируют значения поверхностного натяжения в моменты достижения площади 100, 25-и 10 см (V 0,1 0,4 1,0 с соответственно). По результатам измерения строят калибровочные кривые для каждого из приведенных значений площади. Затем проводят измерения по той же методике образцов сточных вод на разных стадиях их очистки и содержание ПАВ опрделяют по калибровочной кривой. Параллельно концентрации ПАВ определяют в этих же образцах по стандартной методике (экстракция хлороформом комплекса ПАВ-метиленовый голубой) с последующим фотрколориметрическим определением комплекса. Результаты, полученным этими двумя методами, совпадают с точностью +7% во всем исследованном диапазоне концентрации 0,2-8 мг/л. Стандартное отклонение определения в предлагаемом методе составляет +4% в стандартной методике - ±6%. Время, затраченное на подготовку образцов и анализ, в предлагаемом и стандартном способах составляет 40 и 8 мин соответственно При заданном режиме работы (заданные скорости изменения площади поверности раздела фаз вода-воздух и соотношений )/ калибровочные кривые в течение года воспроизводятся с точностыЬ +2%.

Использование предлагаемого спо соба определения концентрации ПАВ в водных растворах обеспечивает по сравнению с существующими ускорение анализов в 3-5 раз без снижения их ТОЧНОСТИ} улучшение условий труда за счет исключения операции экстракции органическими растворителями возможность получения результатов в виде электрического сигнала, и, следовательно, оперативного сбора и обработки результатов анализа.

Формула изобретения

Способ определения концентрации поверхностно-активных веществ в водных растворах; включающий измерение физического параметра в зависимости от концентрации эталонного вещества и определение искомой величины по калибровочной кривой, о т л и ч а ,ю щ и и с я тем, что, с целью ускорения и упрощения определения, в качестве измеряемого физического параметра принимают разность мгновенных значений поверхностного натяжения, в исследуемом растворе, полученную в результате уменьшения площади поверхности раздела фаз водавоздух со скоростью относительного изменения больше 0,01 cV .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Standard Methods for the Examination of Water and Wasterwater. 13-th ed. Washington, APHA, AWWA, WPCF, 1971, p. 339.

2. Методика технологического конт0роля работы очистных сооружений городской канализации. 3-е изд. М. , Стройиздат, 1977, с, (прототип) ,