Способ определения концентрации поверхностноактивных веществ в водных растворах Советский патент 1982 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к физикохимическим методам анализа и может быть использова1но дЛя а11ализа и контроля содержания поверхностно-активных веществ (ПАВ) в водных источниках окружающей среды, в промышленных и бытовых стоках, в технологической в.оде, используемой йй различных промышленных предприятиях, а также для научно-исследовательских целей.

По основному авт.св. № 834458 известен способ определения концентра-, ции поверхностно-активных веществ в водных растворах, заключающийся в измерении разности мгновенных значе НИИ поверхностного натяжения (дК) в исследуемом растворе, пол5П1енной в результате уменьшения площади поверхности раздела фаз вода-воздух со скоростью относительного изменения больше 0,01 с., в зависимости от кон центрации эталонного вещества и определении исксэмой величины по калибровочной кривой.

Этот спрсоб предполагает, что разность измеряется . через некоторое, время (tg - время ) , в течение которого должно выйтина поверхность раздела заметное количество ПАВ 1.

Однако постоянная времени естественного выхода на поверхность , ,цЛя разных ПАВ вёрьирует в широком диапазоне и для некоторых растворимых веществ может достигать нескольких Часов. Малая скорость выхода ПАВ на поверхность приводит к уменьшению чувствительности, и к увеличению времени на их анализ.

Цель изобретения - увеличение чувствительности и скорости определения концентрации ПАВ водных растворов. ,

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения концентрации поверхностно-активных веществ в водных растворах,заключающемуся в измерении разности мгновенных значений поверхностного натяжения в исследуемом растворе,полученной в результате уменьшения площади поверхности раздела фаз вода-воздух со скоростью относительного изменения больше 0,01 сТ , в зависимости от концентрации эталонного вацества и определении искомой величины по калибровочной кривой, перед измерением поверхностного натяжения через исследуемый раствор пропускают потоК; газа.

Пузырьки газа, проходят через объем жидкости, адсорбируют на своей поверхности ПАВ и выносят их на поверхность раздела, где производится измерение величины поверхностного натяжения. Поверхностная концентрация ПАВ при этой процедуре быстро увеличивается до значений, в десятки раз превьшающих равновесные.

Таким образом, добавление операции пропускания пузырьков газа через объем исследуемого раствора приводит к увеличению чувствительности и скорости определения концентрации ПАВ в анализируемом растворе по разности мгновенных значений поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-газ.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Кольцевая ванна 1 Ленгмюра выполнена с двумя поперечными пбрегородками (не показаны), одна из которых образует суженный участок в рабочем отсеке ванны, на котором производят измерение поверхностного натяжения раствором с помощью пластинки 2 Вильгельми, связанной с механотроном 3 при перемещении электроприводом 4 барьера 5 по поверхности исследуемого раствора. Газоподводящая система представляет собой камеру 6 с краном 7, штуцером 8 и фильтром 9, которым служит донная часть ванны с выполненными в ней отверстиями 10. Газ от источника газового потока через штуцер 8 поступает в камеру б и через отверстия 10 выходит в виде пузырьков через объем жидкости,налитой в ванну 1,

Устройство работает следующим образом.

Барьер 5 с помощью электропривода 4 устанавливается в исходное положение. В ванну 1 наливается исследуемы раствор ПАВ и с помощьюгазопроводящей системы через раствор в течение заданного (экспериментально подобранного) времени пропускается газ. После этого, с помощью пластинки 2 Вильгельми , связанной с механотроном 3,измеряется разность мгновенных значений поверхностного натяжения. По величине разности мгновенных значений поверхностного натяжения с помощью калибровочных кривых находят концентрацию ПАВ в анализируемом растворе.

П.р и м е р- 1 .Чувствительность прменяемого датчика поверхностного натяжения,представляющего собой пластину Вильгельми периметром 10 см, связанную с механотроном,составляет ,в среднем 1 мВ (дн/см). Для сумгаитового хлорного сульфонола (типичного представителя растворимых ПАВ),в,

концентрациях 0,01 мг/л, величинудб; равную 1 дн/см, можно получить,если время выжидания (время естественного выхода на поверхность ванны площадью 500 см 2-и с коэффициентом сжатия мокослья 150) задать равным 10 мин по предлагаемому способу для получения ЛО I дн/см требуется 1 мин (время пропускания пузырьков аргона через раствор), т.е. время на анали-з данного вещества по предлагаемому способу сокращается в Юраз.

П р и м е р 2.Определение хлорного сульфонола в концентрации О,001 мГ/л известным способом вообще невозможно из-за ограниченной чувствительности датчика поверхностного натяжения и малости поверхностной концентрации вещества, даже если измерение Лб .. проводить после достижения равновесного распределения сульфонола между объемом и поверхностью.По предлагаемому же способу за счет того, что пропусканием пузырьков газа при определенных условиях можно практически все вещество перенести из объема на поверхность раздела, такие малые концентрации поддаются измерению. В этом случае концентрация сульфонола,равная 0,001 мг/л, измеряется после 10ти минутного пропускания аргона через раствор. Учитывая то, что предельная концентрация сульфонола, которая может быть определена известным способом с параметрами, приведенными в примере 1, равна примерно 0,01 мг/л, предлагаемый способ позволяет увеличить чувствительность способа определения концентрации ПАВ по разности мгновенных значений поверхностного натяжения в 10 раз..

использование изобретения обеспечивает по сравнению с существующими способами и устройствами, увеличение чувствительности определения концентрации ПАВ в растворах (для хлорного сульфонола в 10 раэ ,увеличейие скорости определения содержания ПАВ в растворах (для сульфонола более чем в 10 раз).

Формула изобретения

Способ определения концентрации поверхностно-активных веществ в вод,ных растворах по авт.св. 834458, отличающийся тем, что, с целью уве пичения чувствительности, и скорости определения, перед иэме рением .поверхностного натяжения через исследуемый раствор пропускают поток газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 834458, кл. G 01 N 13/00, 1979 к (прототип).