DE1811500A1 - Vorrichtung und verbessertes Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.Ing. F.Weickmann, DlpMng. H.Weickmann-, Dipl. Phys. Dr.K.Fincft»

Dipl. Ing. F. A. Wcickraann, Dipl. Chem. B. Huber 8 München 27, Möhlatr. 22

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IHE DOW CIEEIiICAL COMPAJBY 929 East Main Street, Midland, Hichigan_s T.St,A.

Vorrichtung und ■verbese-ortea ,Verfahren sur Messung &ex Geschwindigkeit- einez chemischen reaktion

Hie TTO3?li®geade Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren sur Messung der Geschwiadig« ke:Lt einer chemischen Reaktion, "bei der ein Gas entwickelt odor verbrauoht wird₉ und ist insbesondere auf die Unter» Buchung Ton Reaktionen mit sehr langsamen Reaktionsgeschwindigkeiten anwendbar.

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Die Geschwindigkeit, die als die nol&re Geschwindigkeit der Umsetzung pro Hol begrenzender Reaktionsteilnehmer pro Zeit-» einheit definiert werden kann, ist eine der wichtigeren Eigenschaften einer chemischen Reaktion. Oft war die Reaktionsgeschwindigkeit sehr schwierig zu messen, insbesondere! wenn die Reaktion mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit abläuft. Für die richtige Messung der Geschwindigkeit einer Reaktion müssen die mehreren Faktoren« die au der Geschwindigkeit beitragen, kontrolliert werden, gewöhnlich in einer Weise, die den Beitrag von jedem Faktor zu der Reaktionsgeschwindigkeit feststellt. Eine sehr große Anzahl an Mess- und Aufzeichnungseinrichtungen für sehr präzise Messung und gegebenenfalls Kontrolle bzw. Steuerung von Faktoren wie Druck, Temperatur, Zeit, Strahlung_s elektrostatischer Spannung und magnetischem Fluß steht für die Verwendung als Einzelinstrumente oder als zusammenwirkende Anlage für die Aufzeichnung und/oder die automatische Betriebskontrolle von chemischen Verfahrensanlagen und für die darin durchgeführte chemische Reaktion zur Verfügung. Es ist z»B· bereits völlig übliche Praxis geworden, mit einer Einstelleinrichtung damit zusammenwirkendes entfernt arbeitende Ventile, Reaktionsbehälter, Verbinäungsleitungen und Bestimmungseinrichtungen für die Messung, Aufzeichnung und Kontrolle bzw. Steuerung von Fließge» schwindigkeit, Druck, Temperatur und den anderen Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen, zu vereinigen, um eine vollautomatische Kontrolle über eine chemische Reaktion zu schaffen.

Bei der Messung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist es sehr wichtig, daß jeder der Faktoren kontrolliert werden kann, der einen wesentlichen Beitrag zu der Reaktionsgeschwindigkeit liefert oder liefern kann«. Die erfindungsgemäße

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Vorrichtung soll somit eine Vereinigung von all den Einrichtungen sein, die erforderlich sind, um jeden Faktor zu bestimmen, zu messen und zu kontrollieren bzw. zu steuern« Die Vorrichtung kann dann eine Vereinigung von nur den Einrichtungen enthalten« die für die spezielle zu beobachtende Reaktion erforderlich sind.

Zum Zweck der Beobachtung der Geschwindigkeit einer Reaktion, bei der ein Gas entwickelt oder verbraucht wird, ist vorgeschlagen worden, die Reaktion in einer geschlossenen Reaktionseinheit durchzuführen, die eine Reakt'ionszone oder einen Probeaufnahmebehälter umfaßt, der ausgerüstet ist mit Einrichtungen zum Zirkulieren des Gases durch die Reaktionszone, gewöhnlich durch zusammenwirkende Leitungen und eine Gaszirkulierungseinrichtung, mit Einrichtungen für die Bestimmung von Druckänderungen, geeicht als Gasvolumenänderungen, und mit Einrichtungen zur Kontrolle von Temperatur und, wenn erforderlich, anderen Paktoren. Auf diese Weise ist eine Messung der Reaktionsgeschwindigkeit bei bestimmten Reaktionen auf der Basis der pro Zeiteinheit entwickelten oder verbrauchten Gasmenge durchgeführt worden·

Nunmehr wird eine automatische Reaktionsgeschwindigkeitsvorrlchtung (ARRA) zur Verfugung gestellt, die eine noch präzisere Messung der Reaktionsgeschwindigkeit liefert. Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion, .bei der ein Gas entwickelt oder verbraucht wird, indem die Druckänderung mit der Zeit in einer geschlossenen Reaktionseinheit gemessen wird« Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man (1) den Strom eines Gases durch die Reaktionseinheit unterbricht, (2) das in der

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Einheit eingeschlossene Gas rezirkuliert, (3) die druckänderung darin während mindestens eines festgesetzten Zeitintervalle mißt und (4) dec Gasstrom durch die Einheit wieder her« stellt« Vorzugsweise werden sswei biß Tier Dxuekän&eximgsiEeB^ sungen während der Zeit durchgeführt« in der' der Gasstrom fltareh die Einheit unterteoohen ist«" Die Vorrichtung kann eo eingestellt, werden, da£ ier Gasstrom dureh die Einheit für die Bmek«» änderungsmeesung bei festgesetzten Zeitintervallen lanterteo-. chen werden Jcami, während die TJmsetsung sur - Vollständigkeit geführt wird, " . ■ ^:

Pas durch die Healstionseinheit fließende tee tarn ein oder Trägergas sein. Vorzugsweise"besteht das fließende das aus mindestens einem- oder enthält mindestens einen geefözbI-' gen Reaktionsteilnöhmer, -der ~In-der-Reaktion Terbrauolit wird_e Außerdem kann es erwünscht sein, daß di@ Realctionseiobieit ein Adsorbens für mindestens eine gasförmige Komponente entbeut« die durch die chemische Heaktion entwickelt wird« ist es erwünscht» mindestens einen der did digkeit beeinflussenden Faktoren, wie Temperatur * Strahlung,, elektrostatische Spannung oder 'magnetischer Äuß, in Znit&n.™ tervallen gleichzeitig mit oder in der Mhe won dem Zeitpunkt der Messung der Druckänderung zu messen.» TateäoliLich ksam ©β erwünscht. sein, einen dieser Faktoren, wie.Ibeiepieleweise die .Temperatur, während einer Heihe von Sruckändertmgsablesungen zu kontrollleren, um den Einfluß dieses epesiellen Faktors auf die Reaktionsgesohwlnälgkeit zu t&etimm®n·

Ersichtlicherweis® ist äie erfindungsgesjäBe Vorrichtuiäg ein© automatische Vorrichtung aur Messung der Reaktionsgesohwindlg« keit, die eine Heaktioneeinhelt, Einrichtungen zum Zuführen und Leiten eines Gases mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit

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durch die Einheit» Einrichtungen zum Verschließen der tionseinheit bei einem oder mehreren festgesetzten Zeitintervallen, Einrichtungen zum Zirkulieren des eingeschlossenen Gases durch die Einheit, Einrichtungen zur Aufzeichnung der Druckänderung mit der Zeit» gegebenenfalls Einrichtungen zur Aufzeichnung und/oder Kontrolle von Temperatur, Strahlung, elektrostatischer Spannung und/oder magnetischem FIuQ innerhalb einer Reaktionszone der Einheit und Einrichtungen zur Wiederherstellung des Gasstromes durch die Einheit umfaßt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit Einstelleinrichtungen versehen, um Jedes Mal, wenn die Reaktionseinheit geschlossen ist, eins bis vier Messungen der Druckänderung mit der Zeit durchzuführen.

Die Vorrichtung wird nachfolgend zum besseren Verständnis anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, wobei sowohl wahlweise als auch wesentliche Merkmale der Vorrichtung angegeben sind,

Figur 2 und 3 schematisohe Darstellungen von alternativen Probeaufnahmeeinrichtungen oder Reaktionszonen der Vorrichtung und

Figur 4, 5 und 6 Beispiele für die durch die Vorrichtung aufgezeichneten Ergebnisse.

Gemäß Figur 1 umfaßt eine repräsentative erfindungsgemäße Einheit eine Gasquelle 50, Gaseinlaß 5» Probeaufnahmeeinrichtung 10, Probe 20 (was eine standardisierte Probe, möglicherweise eine biologische Probe, sein kann, die mit den

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Teilen der Vorrichtung ttbersandt wird, oder sie kann bei entferntem Standort automatisch zugeführt werden) ₉ eine S-aseinführungseinrichtung 25, eine Heaktionstemp@raturbe©tiimsung@einrichtung 30, Strömungsgeachwindigkeitsmesssr 55 und 56$ die automatische geschwindigkeltskontrollieren&e Strömungsgesehwindigkeitsmesser sein können, eine Veatlleinrlchtttag 60, einen Auelaß 65, eine Pumpeinrichtung 75» ®in© BruckfeestiBBaungeein« richtung 90 und damit verbundene Konstruktionsfeinaeiten, Ein« stelleinrichtung 70 oder den die Instrumentation Mietenden Teil davon, eine Kühleinrichtung 115$ ©in© EIsh@inri©htung 120 oder eine verschließbare öffnung, mit der ein® derartige Einrichtung trennbar verbunden ist, eine Nachriohtenver&rbeitungeeinrichtung 140 oder Teile davon oder eine t®lem@trische odes? eine ähnliche Einrichtung zur wirksamen Verbindung von anderen Teilen der Vorrichtung mit der NachrlchtenverarbeitungBeinrichtung 140, eine Erhitzungseinrichtung 155 und gewünschtenfalls Einrichtungen 145 und 150 für deren Bestimmung und Kontrolle_λ wobei ähnliche Teile wie hier gezeigt und beschrieben, wenn sie die Bearbeitung und die Bestimmung des Meßwertes in der Probe 20 betreffen, zusammen mit einer geeigneten Snergiequel«' Ie an einer Stelle vorliegen können. Tel«metrische oder ähnliche Einrichtungen können verwendet werden, um diese Teile der Vorrichtung mit anderen Teilen zu verbinden, wie mit der Einstelleinrichtung 70 oder Teilen davon, der Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 oder Teilen davon und mit anderen Teilen der Vorrichtung, die hauptsächlich mit Manipulieren und der Kontrolle der Manipulierung von Ergebnissen befaßt sind« Solange die wesentliche Zusammenwirkung der Teile aufrechterhalten wird, liegt die reine Trennung der Teile in durch Drähte oder telemetrische Einrichtungen verbundene Gruppen im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

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So kann die in der vorliegenden Vorrichtung elektrisch bestimmte Nachricht schließlich auf elektrischen Meßinstrumenten abgelesen werden, auf Papierschere», Papierbä&dern, Magnetbändern, Lochkarten aufgezeichnet werden, auf Hauchscheiben oder -trommeln geschrieben werden oder direkt in einen oder mehrere Computer eingespeist werden, die programmiert sind, eine derartige Nachricht aufzunehmen, zu speichern und wieder aufzufinden und auf verschiedene Weise zu behandeln, Die Nachricht kann auch, unmodifiziert oder in Zusammenwirkung mit Bezugsdatennormen, direkt oder nach Aufzeichnung und anschließender Wiederherstellung, dazu verwendet werden, um den weiteren Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder die Durchführung eines industriellen Verfahrens ganz oder teilweise su steuern.

Die aus dem Betrieb der erfindungsgemttßen Vorrichtung stammenden Baten werden somit, verarbeitet durch die Naohriehtenverarbeitungseinriohtung zusammen alt oder getrennt von anderen Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, fertig in einer Form präsentiert, die bei der Kontrolle von chemischen Verfahren und Lebensvorgängen im Labor- oder Industriemaßstab brauchbar 1st. Sie erfindungsgemäSe Vorrichtung findet auf diese Weise Anwendung in automatischen Apparaten für die Kontrolle von chemischen Verfahren.

Da die Bestimmungeelemente, die beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung Nachrichten unter verschiedenen Gesichtspunkten aufnehmen, voneinander unabhängig sind, kann ihr Output in Form von gemessenem elektrischem Output in getrennte Symbolübersetzungseinrichtungen, wie graphische Aufzeichnungsinstrumente, eingespeist werden. Wenn dies

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geschehen ist« müssen Präzisionseinriehtungen verwendet werden, um die Daten in Wechselbeziehung au bringen« Bs ist beispielsweise möglich, eine bestimmt» geeichte und identifizierte Zeitbasis au schaffen, die allen sich ergebenden korrelationierten Datenaufzeichnungen gemeinsam ist, wodurch die verschiedenen Baten genau zueinander und su der Zeit in Relation gebracht werden können. Dies kann beispielsweise durch synchronisierende Zeltlapulee und dergleichen gesohehen. Ee können auch gleichzeitig multiple Haohriohtenverarbei* tungselnrlohtungen verwendet werden, wie' ein graphischer Aufzeichner und beispielsweise ein Hoohp^zisionsgalvanometer oder ein üherlastungsalasmanzeiger.

Zumindest bei allen Anwendungen der erfindungsgeaäßen Vorrichtung, bei denen die graphische Behandlung von einer oder neh<reren Sorten von Daten kritisch ist, die sich von einer oder mehreren anderen Sorten von Daten ableiten, ist bevorzugt» das alle korrelationierten Daten, wenn graphisch aufgeeeichnet werden soll, in kurzen Sequenzen von Posten aufgezeichnet werden, wobei eine Hehrzahl derartiger Sequenzen als Eeihe erscheint, möglicherweise alle auf der gleichen graphischen Aufzeichnung , wodurch die gemeinsame Zeitäozugnahme für Daten auf einer oder mehreren Datenbezugsachsen unzweideutig festliegt. - . ,.;, .

Diese bevorzugte Form der graphischen Aufzeichnung bietet den Vorteil, daß die Zeitbeziehung bei zeitabhängigen Daten nicht verlorengehen kann. Außerdem erlaubt bei der Herste!- lung einer graphischen Aufzeichnung die einfachste graphische Analyse eine leichte und befriedigend genaue Bestimmung der Information, die gewöhnlich beim Betrieb einer erfindungsgemäSen Vorrichtung gesucht wird.

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Außerdem, erleichtert die periodische Unterbreohnung dee Bestimmungsverfahrens für den Brück des Gases die sich wiederholende Bezugnahme auf eine Drucknorm, durch die die beste Aueführungeform des erfindungsgemäßen Verfahrene ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäöe Verfahren und insbesondere die Ausgestaltung einer Informationeeequenz mit multiplen Poeten, die in einer der beet en Aueführungeformen der erfindungsgemäßen Vor-* richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene verwendet wird, wird anhand von Figur 4 besser verständlich. Figur 4 veranschaulicht eine in konventioneller Weise dargestellte graphische Aufzeichnung einer solchen Sequenz, die sich aus vier Beetimmungeposten zusammensetzt· Die horizontalen Abstände sind Funktionen der verstrichenen Zeit, die vertikalen Abstände sind Funktionen eines quantitativ bestimmten Parameters, im vorliegenden Fall entweder der Gasdruck oder die Reaktionstemporatur, was davon abhängt, bezüglich welcher Aufzeichnung die Vorrichtung angeschlossen ist, wobei die Unterscheidung zwischen den beiden nicht schwierig ist.

In Figur 4 bezeichnen die gebogenen Linien B-C und F-G Aufzeichnungelinien, wie sie durch eine automatische Aufzeichnungeanlage aufgezeichnet werden, die auf Befehl der Einstelleinrichtung 70 mit der Druokbestimmungeeinriohtung 90 verbunden ist, d.h. in wirksamer Verbindung steh« mit dem Innenraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Betrieb, wobei eine Umsetzung der Probe 20 abläuft. Wenn mit D-E nebeneinander gestellt, 1st B-C und F-G jeweils ein Posten, ebenso wie D-S und die Projektion von A-B* Punkt A zeigt die, nicht aufgezeichnete, Druckbezugenorm und hat in einer bevorzugten Aueführungsform einen Wert, bei dem jeder nachfolgende Sequenzdruok einer Reihe beginnt. Die unterbrochene Linie A-B

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zeigt die vermuteten Druckwerte während der Zelt von der Zeitprojektion von A bis zu der Zeitprojektion von B an» Die Output-Nachricht aus der Gasdruckbeetiiimrungeeinriohtung 90 ist nicht abgelesen» Während dieser Zeit wird dl® Reaktionstemperatur aufgezeichnet, Wenn die zu untersuchende Umsetzung mit Gasentwicklung abläuft» wobei das Innere der Vorrichtung geschlossen ist, so nimmt der Druck des Gases innerhalb der Vorrichtung als Funktion des For,tsehreitens der untersuchten Reaktion zu (oder ab), was hier durch die Aufwarte· neigung der Linien B-C und F-G und durch Rückschluss aus C-G angezeigt wird. Diese Erhöhung setzt sich während der Zeitspanne» die auf der horizontalen Skala angegeben ist, von der Projektion des Punktes A bis zur Projektion des Punktes G fort. Semperaturablesungen werden auch während der beginnenden und abschließenden Spülintervalle, hier jeweils pro Minute, vorgenommen, jedoch werden diese Ablesungen in den SpülIntervallen gewöhnlich außer Betracht gelassen«

Am Ende eines ersten Temperaturbestimmungsintervalls tritt ein erstes Druckbestimmungsintervall auf. Am Ende des Druekbestimmungsintervälles, dessen Zeitdauer hler duroh die Projektion von Punkt C auf die horizontale Zeitaohse angezeigt 1st, wird der automatische Aufzeiehnungsrnschanismus von der Druckbestimmungeeinrichtung getrennt und wiederum mit der Xemperaturbestimmungseinrlchtung verbunden. Die Aufzeichnung der Temperaturbestimmungseinriohtung ist zwecksiäßigerweise in Hinblick auf die Reaktion der Aufzeichnungeeinheit so ausgeglichen, daß die Temperaturaufzeichnung₉ die Variationen der Temperatur auf einer vertikalen Skala anzeigt, typischerweise in der hier gezeigten Weise, entfernt von der Druckaufzeichnungsskala, angeordnet, um Verwirrung zu vermeiden. Die linie D-E in Figur 2 zeigt, wenn sie gerade ist, die Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden temperatur

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während eines Zeitintervalls, hier 3 Hinuten, wenn die Reaktion fortschreitet. Die vertikale Stellung dieser Linie bezug» lieh der lemperaturskala zeigt den quantitativen Wert der Heaktionstemperatur während der Zeit an, in der der Teil der untersuchten Reaktion stattfindet, der die uasdruckänderung B-C und F-G- verursacht. Andere die Reaktion beeinflussenden Paktoren als die Temperatur können gleichseitig oder alternativ oder durch eine Sequenz von mehr als drei Poeten aufgezeichnet werden.

Zu der durch Punkt S auf einer horizontalen Zeltaohse angezeigten Zeit wird der Anschluß der Aufzeiohnungeeinheit wiederum sogleich durch die Einstelleinrichtung 70 in wirksamen Kontakt mit der I)ruokbestimmungeeinriohtung 90 umgeschaltet und während des nächsten Intervalls, hier eine Hinute, wird ein zweiter Bruckbestimmungsposten, angezeigt durch Linie F-G, aufgezeichnet.

Sie Extrapolation auf die Projektion von G auf die Zeitachse, d.h. des quantitativen Wertes (auf einer vertikalen Skala) der Linie D-E 1st annehmbar, wenn die Linie D-B (wie hier) einen relativ gleichmäßigen Zustand, im vorliegenden Fall konstante Temperatur, oder Temperaturänderung mit einer regelmäßigen Geschwindigkeit oder einen ähnlichen extrapolierbaren Wert eines anderen Parameters anzeigt.

unter der Voraussetzung von annehmbar guten Kontrolleinrichtungen kann vorausgesetzt werden, daß die Temperaturextrapolation von der Zeit des Punktes A, projiziert, zu der Zelt des Punktes G, projiziert, annehmbar genau ist. Venn eine derartige Extrapolation ernstlich zweifelhaft ist, brauchen nur die Druckaufzeichnungen von Punkt C und P und die eingeschlossene Temperaturlinie D-E in Betracht gezogen zu werden.

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Diese erfordern keine Extrapolation, Auf diese Welse wird der erste Poeten der Sequens. nioht -verwendete Beste Ergebnisse werden gewöhnlich erhalten, wenn die DruekaKtsaunge» der Punkte C und G in Betracht gezogen werden und die Temperatur von D-S auf die Projektion -yon G extrapoliert wird. Die Eurvensohultern bei B und F sind «war manchmal nabe« stimmt, der Mnienzug von den Punkten C und G- weg hat je* doch durchweg gut definierte Punkt® O und G ergeben.

Somit erlaubt eine einüige derartige Ylexpoetensequen* die Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit unter den dort verwendeten Bedingungen. Es ist oft erwünscht _t nioht nur die geschwindigkeit einer untersuchten Umsetzung bei einem einzigen Wert der seaktionsbeeinflussenden Bedingungen au ermitteln, sondern statt dessen die allgemeine Beziehung der Reaktionsgeschwindigkeit zu derartigen Werten über einen beträchtlichen Reaktionsbeeinfiussungsbereioh zu ermitteln. Bei vielen Reaktionen kann eine derartige allgemeine Beziehung festgestellt werden, indem zwei oder mehrere Einheitebestimmungen für Jade derartige Reaktion durchgeführt werden, um eine Heine von zwei oder mehreren Datensequenzen.su erhalten, wonach in die sich ergebenden Punkte eine Kurve mit einer Formel eingezeichnet wird. Bs kann jeder gewünschte Genauigkeitsgrad erreicht werden, indem ausreichend Bestimmungen durchgeführt werden, daß die so festgestellten Punkte ein einfaches Ein« zeichnen einer geometrischen Kurve erlauben.

In Figur 4 kann das Druokinkrement, das durch die Projektion der Punkte C und G (oder gewünsohtenfalls anderer Punkte) auf die vertikale Skala dargestellt wird, als eine Bruokinkrementeinheit Λ.Ί definierend betrachtet werden, während die Projektion der gleichen Punkte auf die horizontale Skala

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als ein zugehörige« Zeitinkrement AX definierend betrachtet werden kann.

Figur 5 zeigt eine Reihe von idealisierten Postensequenzlinien der Art, wie aie beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt werden. Die Bestimmungsaequenzen sind durch römische Zahlen bezeichnet. Sequenz I₉ die die Druckbeetimmungen H und I mit angrenzenden Temperaturbestimmungen umfaßt, hat die Natur einer Leerprobe. Diese Leerprobe wird routinemäßig vor dem Betrieb der erfindungsgemäßen Torrichtung durchgeführt» um festzustellen, daß sie richtig arbeitet. Jede bedeutende Änderung zwischen dem ersten und dem zweiten Druckposten, die hier als Posten H und I bezeichnet sind, insbesondere unter über-, oder unteratmosphärischem Druck, würde vermuten lassen, daß der geschlossene Innenraum der Vorrichtung nicht gasdicht, sondern leck ist. Andere Anomalien zeigen andere ungeeignete Arbeitsweisen der Vorrichtung an. flach Beendigung einer Lβerprobe, die erfolgreich sein muß, hier als Sequenz I gezeigt, wird die Vorrichtung eine weitere Sequenz hindurch ohne Probe betrieben und während des umfaßten oder zweiten Xemperaturbestimmungsintervalls, hier 3 Minuten, wird das Innenvolumen der Vorrichtung um einen bekannten Betrag verändert, indem die Eicheinrichtung 120 wie beschrieben betätigt wird. Cnarakteristischerweise wird das Volumen um einen bekannten Betrag erhöht, was eine Erhöhung des Innendrucks der Vorrichtung veranlaßt, wie es beim Arbeiten mit einer reagierenden Probe, die ein Gas entwickelt, der Fall sein würde. Wenn jedoch eine Umsetzung untersucht werden soll, die Gas verbraucht, so kann das Innenvolumen der Vorrichtung gewünsohten-■ falls um einen bekannten Betrag vermindert werden. Diese Volumänderung der Vorrichtung um einen bekannten Wert zeigt einen Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Druckbeetimmung und durch Korrelation der graphischen oder andersartigen Aufzeichnung der Arbeitsweise der Vorrichtung mit der Volumände-

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rung um das bekannte Maß ist es leicht möglich, die graphische Aufzeichnung in, die gewünschten Einheiten von entwickeltem oder verbrauchtem Gas umswandeln« Biese Einheiten können Kubikzentimeter sein, was die Einheit ist» die gegenwärtig bei der Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ale die bequemste Einheit am üblichsten verwendet wird» jedooh Scann die bezüglich des Innendrucks angezeigt® Elnheitsdifferens auch als Höhe einer Flüssigkeitssäule₉ beispielsweise einer Quecksilbersäule» oder in Form von Bar oder Millibar ausgedrückt werden oder sie kann durch einfache ohemisehe Berechnung als ein Holbruch des entwickelten oder verbrauchten Ctasee oder der durch die untersuchte Reaktion beeinflußten Probe ausgedrückt werden. So stellt eine VöXuminderung von 2,24 ml O₉OOOl Mol dar» abgesehen von der Korrektur auf Stan·» dardbedingungen. Dies ist in Sequenz II durch die DIff©rena zwischen den Posten J und K veranschaulicht, die ©ine bekannte Abnahme Im Gesamtlnnenvolumen darstellen. Wem @ln@ kontinuierliche oder wiederholt© Untersuchung an einer Reaktion einer einzigen Art durchgeführt werden soll, kann die Druckänderung entsprechend der bekannten Eeaktion in direkten chemischen Angaben ausgedrückt werden«

Diese Eichung vor der Durchführung einer Bestimmung war herkömmlicherwelse die einzige Eichung für dl@ Druckbestimimmg innerhalb der Torrichtung. Dieser Schritt ist jedoch nicht wesentlich oder kritisch und auf andere geeignete Welse geeichter Druck oder andere bekannte Arten zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Nachrichten Über den Druck werden !©loht verwendet.

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In Figur 5 sind weiterhin die SegjWMbestimiBungen III, IY und V angegebefit um das idealisierte» jedoch im Übrigen typische Aussehen von Linien au veranschaulichen, die sieh beim Betrieb der erflndungsgemäßen Vorrichtung ergeben, Es wird festgehalten, daß bei diesen aufeinanderfolgenden Bestimmung gen, bei den Punkten L, Q und Y, entsprechend der Startzeit eines gegebenen Sequensbestimmungsey&lus» bei der das Innere der Vorrichtung gasdicht geschlossen wird und die Druokänderung als Ergebnis der untersuchten Reaktion stattzufinden beginnt, der Vorrlohtungsinnendruok der Bezugsdruok ist und in Jedem Fall den gleichen Wert besitet. Zu der in den Punkten M, E und W angegebenen Zeit hat beträchtliche !Druckerhöhung stattgefunden. Diese Punkte dürfen nicht als Besugsdruck mißverstanden werden, der, wenn die untersuchte Reaktion Gas entwickelt, niedriger ist. Die durch die Linien L-P, Q-U und T-Z gezeigten zunehmenden Heigungen aeigen eine zunehmende Reaktionsgeschwindigkeit an. Ss 1st ersichtlioh, daß die Reaktionsgeschwindigkeit auf diese Weise graphisch durch die Steilheit der Neigung angezeigt wird.

Im routinemäßigen Laborgebrauoh ist die Vorrichtung mit einem (nicht gezeigten) Barometer ausgerüstet, das ein Anaeroidharometer, ein Anaeroidbarograph oder, wenn sehr genaue Arbeit geleistet werden soll, ein kompensiertes Queoksilberbarometer sein kann, womit periodische Messungen des Atmosphärendruoks durchgeführt werden können. Diese Messung des Atmosphärendruoks kann dann dazu verwendet werden, um graphische Ablesungen in Hinblick auf Unterschiede bei tatsächlichen Besugsdruoken ssu korrigieren, bei denen jede Sequent beginnt. Änderungen des Atmosphärendrucks sind unter Laboratoriumsbedingungen selten derart rapid, daß das Barometer öfter als einmal in der Stunde abgelesen werden muß.

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Die in Figur 5 durch die Buchetafeen N und P, S und U und X und Z bezeichneten Punkte Bind die bevorzugten Puakte, um dazwischen die Druckinkreraente festzustellen» Jedoch können gewünschtenfalle auch andere derartige Punkte verwendet werden» Es ist festzuhalten« daß die Neigung der Krare.in kartesianischen Eoo dinaten eine positive Neigung ist» wenn Gas entwickelt wird. Unter der Voraussetzung, daß die Instrumentierung im wesentlichen die gleiche ist, wi© sie hier verwendet wird, wird eine negative Neigung erhalten, wenn das Gas verbraucht wird. Die Eignung derartiger Daten für m£thematisch a Behandlung liegt sofort auf der Hand« Dureh geeignete Instrumentierung kann der Gasverbrauch auch, als positive Neigung aufgezeichnet werden»

Eine Sequenz muß nicht auf vier Posten beschränkt werden. Figur 6 veranschaulicht eine idealisierte Achtpostensecjuens« Die Einstelleinrichtung 70 ist in geeigneter Weise abgepaßt* beispielsweise durch änderung der Nockenformen von Nocken, die bei der Herstellung der Sequenz gemäß Figur 4 erforderlich sind, und Hinzufügung einer anderen Nooke und damit verbundener, Nocken-betriebener Schalter, wodurch eine dritte Informationsart, hler der magnetische Fluß, bestimmt wird und die sich ergebenden elektrischen Stromwerte werden verarbeitet, hier in Aufzeichnungen auf einem Diagramm umgewandelt·

Aus Figur 6 ist ersichtlich, daß eine Achse von Skalen für Werte von die Reaktion beeinflussenden Faktoren, hier Semperatur, Druck bzw. magnetischer Fluß, als eine zur linken gezeigte vertikale Linie vorgesehen ist. Diese kann geeicht sein oder es sind, was üblicher ist, Kalibrierungen auf die gesamte Oberfläche des sich bewegenden Papierbandes aufgedruckt, auf dem in einer erwünschten Ausführungsform eine derartige Sequenz durch eine Nachrichtenverarbeltungsein-

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richtung 140 aufgezeichnet wird· Se iat ebenfalle ersichtlich, dafl die Zeit auf der horizontalen Skala abgegeben iet, die hier als die Grundlinie gezeigt iet.

Auf diesem idealisierten Sequenzdiagramm sind die Informationen posten, die Werte der drei Parameter darstellen, gut getrennt gezeigt. In der Praxis ist dies nicht schwierig zu erreichen, indem Bestimmungselemente auegewählt werden oder ihre Wirkungsweise einseitig eingestellt wird oder indem in Abhängigkeit von dem Instrument das Instrument programmiert: wird, das den elektrischen Output in graphische Information übersetzt« Beispielsweise zeichnen manche Arten von Instrumenten keine Schreiblinie, sondern liefern statt dessen eine Reihe von kleinen Markierungen, die oberflächlich als Punkte erscheinen, jedoch sieh bei genauer Prüfung als Abdrücke von kleinen Zahlen erweisen. Jede Zahl stellt Daten einer Art oder aus einer Quelle dar, wodurch durch Zeichnen einer Linie durch alle die Stellen, wo eine ausgewählte Zahl auftritt, die Linie graphisch dargestellt werden kann, die nur diese !Daten betrifft.

In Hinblick auf die detaillierte Interpretation der Information in der Sequenz von Figur 6 bezüglich des Verfahrens, aus dem sie beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Projektion von Punkt A auf die Zeltskala abgeleitet ist, wird darauf hingewiesen, daß die Einstelleinrichtung 70 mit der Nachrichtenverarheitungseinriohtung 140 verbunden ist, um die Temperatur der Reaktion während eines ersten Zeitintervalle, hier 1 Hinute, au verarbeiten, im vorliegenden Fall graphisch aufzuzeichnen. Da dieser Meßpunkt während einer ersten Minute nach Beginn einer Sequenz abgeleitet wird, während die Probe mit aas gespült wird, besteht die Möglichkeit, daß die Temperatur und der Gasdruck, die die Reaktionsgeschwindigkeit wieder spiegeln, danach anomal sein können, bis eine gewisse Art von Gleiehgewlohtsbildung stattgefunden hat.

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Zur Zeit A* wird die Gasspülung für ein zweites Zeitintervall _t hier eine Minute, unterbrochen und die temperatur der Beaktion ist in der Zwischenzeit gewöhnlich stabil und der Gasdruck iat zuverlässig geworden.

Zu der Zeit, die der Projektion von A' auf die Zeitaohse entspricht ι trennt die Einstelleinrichtung 70 die Semperaturbe-Stimmungseinrichtung von der Naohriohtenverasbeituiigeeinrich.-tung 140 und verbindet die Beetiimmngseinriehtuag 175 für den magnetischen FIuS, die von jeder gewünschten Art sein kann» mit der Haehrichtenverarbeitungseinriehtung 140* Bei dem gegenwärtig verwendeten Instrument wandert dar Schreiber zu einem neuen Punkt, hier A* ⁱ , und zeichnet für di@ näohste Minute eine graphische Anzeig© des gemessenen magnetischen Flusses. Bas hier angegebene Intervall von 1 Minute ist willkürlich gewählt» es können längere oder kürsser© Zeiten gewählt werden» und das Instrument kann gewünscht©nfalle von der Aufzeichnung des magnetischen Flusses umgeschaltet werden, um unmittelbar mit der Aufzeichnung des Gasdruckes fortzufahren. Jedoch zeichnet, wie in Figur 6 angegeben» am End© B^w der einminütigen Aufzeichnung d©a. magnetischen Flusses das Instrument wiederum» bei B" ©ine Minute lang die Heaktionstemperatur auf. So sind 3 Minuten verstrichen, während denen etwaige ungleichmäßige Merkmale der Beaktion vorüber sein können und sich eine gleichmäßige Reaktionsgeschwindigkeit entwickelt haben kann. Dieses anfängliche Intervall von 3 Mi« nuten ist wiederum willkürlich auegewällt. Wenn schnellere Beetimmungen erwünscht sind, kann ee beträchtlich gekürst werden. Außerdem machen mäßige unregelmäßigkeiten der Beak« tionsgesohwindigkeit in der Hegel die eich ergebenden Daten nicht unbrauchbar.

Figur 6 zeigt, daS nach der Beendigung ©in@r einminütigen

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Temperaturhestimmung» einer einminütigen Bestimmung des magnetischen Flusses und, bei der Projektion von B, einer eweiminütigen lemperaturbestimmung, die Einstelleinrichtung 70 entsprechende Teile der Vorrichtung anschaltet» um, wie bei Linie B-C, für eine Minute den Druck des Innenumlaufe der Vor· richtung aufzuzeichnen. Die Erhebung des Punktes 0 über Punkt B auf der Linie B-O auf der Druokaohse spiegelt eine Druckerhöhung als Funktion der Reaktion von Probe 20 während der Zeit zwischen den Projektionen von Punkt B und Punkt C wieder. Es ist festzuhalten, daß gleichermaßen gültige Daten aus einem Druckabfall abgeleitet werden, der Verbrauch eines Gases anstatt dessen Entwicklung wiederspiegelt. Der Skalenwert der Projektion von B-O auf die Druokskala ist der Aspekt der Linie von Poeten B-C, der Beaktionsinformatlon zu diesem Zeitpunkt liefert. Jedoch werden bei (taechwlndigkeitsuntersuohungen, fttr die das erfindungsgemä£e Verfahren und die erfindungsgemäBe Vorrichtung verwendet werden sollen, bessere Ergebnisse in anderer Weise abgeleitet.

Zu der Zeit, die durch die Projektion von Punkt 0 auf die Zeltaohse dargestellt wird, schaltet die Einstelleinrichtung 70 die Druokbestiramungsaufzeichnung ab und die Temperaturbestimmungsaufzeichnung wieder an. Der Schreibstift wandert schnell zu Punkt D und zeichnet eine Minute lang, von D bis DA einen Reaktionstemperaturposten auf. Wenn die Temperaturaufzeichnung unmittelbar vor der Druckbeetimmung bei Punkt B und unmittelbar nach der Druckbestimmung bei Punkt C die gleichen sind, so wird die Interpolation annehmbar, daß die Temperatur während des Zeitintervalls B-O im wesentlichen konstant geblieben 1st.

Während der durch D-DA dargestellten Zeit wird ein Temperaturposten aufgezeichnet. Danach, während der Zeit DB-DO, wird

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ein Poeten dee magnetischen Flusses aufgezeichnet. Ton Zeit bis Zeit E wird wiederum die femperatur aufgezeichnet.

Während der gesamten soweit diskutierten Zeit und der gesamten Zeit, die zwischen den Projektionen von A und G von Figur 6 dargestellt ist, ist die Torrichtung gegen Gasaustritt oder Gaseintritt versohlossen und eine Druckänderung spiegelt quantitativ die Reaktion der Probe SO wieder. Zu dem Zeitpunkt, der duroh die Projektion von E oder F dargestellt wird (was im wesentlichen die gleiche Zeit ist), schaltet die Einstellvorrichtung 70 die Seile der Torrichtung an, die notwendig eind# um den Innendruck eine Minute lang aufzuzeichnen, was durch die Projektionen von F und G dargestellt wird.

Zur Zeit G ist F-G aufgezeichnet und die Sequenz von aoht Poeten von drei Parametern vervollständigt* Sine einadnütige Spülung, während der eine nicht kritische Semperaturaufzeichnung vorgenommen wird, folgt auf die Zeit G und der Reaktionszyklufl mit seiner Informationsfolge ist vollständig.

In dieser ganzen Sequenz ist es zur verknüpfung von Druckänderung mit anderen gemessenen Faktoren am meisten bevorzugt, Druokableeungen von den Punkten C und G abzuleiten, da bei diesen Punkten die scharfe Bewegungsumkehr des Zeiohenstiftes einen eindeutigen Punkt ergibt. Bei anderen Arten von Nachrichtenverarbeitungseinrichtungen können andere Indices von größerem Wert sein.

Hit Abschluß der Sequenz kann die Einstelleinrichtung so ausgerichtet und geschaltet werden, daß die nächste Sequenz die soeben beendete dupliziert, abgesehen davon, dafl durch

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Probenerschöpfung oder Autokatalyse unterschiedliche Gasdrucke aufgezeichnet werden. Jedoch kann gewünscht anfalle die Einstelleinrichtung auch so "betrieben werden, dad nach der Beendigung einer Sequenz eine verwendete Probe ausgetragen und eine andere zur Untersuchung verwendet wird, oder es können Änderungen von vorbestimmten Werten oder Richtungen durchgeführt werden, beispielsweise in Hinblick auf Temperatur oder magnetischen FIuBy um neue Bedingungen zu ergeben, bei denen die Reaktion ablaufen soll. Bs ist festzuhalten, daß die in Hinblick auf den Betrieb der Vorrichtung gewünschte Änderung einen Wert haben soll, den die Torrichtung verkraften kann, so soll jede Erhöhung der Reaktionstemperatur, die von der Vorrichtung verlangt wird, nicht größer sein als sie durch den Betrieb der Heiseinrichtungen der Vorrichtung während des verfügbaren Zeitintervalls hervorgebracht v/erden kann· In einer praktischen Ausführungsform hat es sich nicht als schwierig erwiesen, eine Reaktionstemperaturerhöhung um etwa 100⁰C in dem temperaturbereich von 0 bis 50O⁰C während einer anfänglichen dreiminütigen Temperaturmessperiode zu bewerkstelligen. Die Leistungsfähigkeit jeder einzelnen Vorrichtung hängt von Konstruktionsfaktoren ab, die speziellen Situationen leicht angepaßt werden.

Es ist auch möglich, die Vorrichtung unter rasch sich ändernden Umgebungsbedingungen zu betreiben. In diesem 3?all bestimmen nicht die Kapazität der Vorrichtung, beispielsweise die Wärmebedingungen zu ändern, sondern die Reaktionsfähigkeit der verschiedenen Bestimmungseinriohtungen und ihre Fähigkeit zur genauen Bestimmung und quantitativ festgelegten Informationsübertragung die Anspreohgeschwindigkeit der Vorrichtung.

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Figur 6 se igt auf der rechten Seite dee Diagramms @izie ansteigende durchgezogene Semperaturlinie und eine ansteigende unterbrochene Linie für den magnetischen Fluß, durch die angezeigt ist, daß diese Werte nach Abschluß einer Sequenz, wenn zweck«* dienlich, geändert werden können. .Es ist festzuhalten, daß die verläßlichsten Daten die sind» die nahe dem Ende einer Sequenz entnommen werden» da Unregelmäßigkeiten, die durch eine änderung der Faigebimgsbedingungen im frühen Stadium der Sequenz verursacht worden sind, Gelegenheit zum Ausgleich haben, bevor sie die ffttltigkeit der Daten nachteilig beeinflussen. Anomale frühe Daten können außer Betracht bleiben;

Es ist ersichtlich, daß die Zahl von Parametern, "ran denen die quantitativ bestimmten Werte gleichseitig gemessen werden kb*nim wesentlichen unbegrenzt ist·

Die Vornahme von Messungen in dem vorliegend©». interaLttle·» renden Verfahren, woraus eine Reihe von Vielwert-Beetjjnxri&e-» Sequenzen abgeleitet wird, bietet zahlreiche auBg©g@I®hnete Vorteile und 1st wesentlich und kritisch für eine beiror&ugte Ausführungeform des erfindungsgemäßen Verfahrens und für den Betrieb der besten Aueführungsform der erfindungsgemäßem Vorrichtung, die derzeit bekannt ist.

Beispiel 1

Es wird eine automatische erfindungsgemäße Vorrichtung smr Messung der Reaktionsgeschwindigkeit hergestellt, indem die erforderlichen Teil© vorne und rückwärts auf einer Hartphaserplatte mit 12,7 ana Dicke montiert werden, die mit Ulfe von kräftigen Winkelarmen vertikal gehalten 1st» die ausgehend von einer horizontalen rechtwinkligen Grund plattform auf Rollen dreieckige Verstrebungen bilden. Sie Gasquelle 50 wird

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mit Hilfe einer Verbindung durch ein SruokreduzierventiX zu im Handel erhältlichen Flaschen mit einem für die beabsichtigte Umsetzung jeweils ausgewählten komprimierten Gas geschaffen, wobei das Sas über Leitungen vom Druckreduzierventil zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung geleitet wird. Der Druckmesser, das Druckreduzierventilsystem, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, und die damit verbundenen Leitungen bestehen aus rostfreiem Stahl und Stoffen, die gegen Korrosion ebenso beständig sind. Alternative Gasquellen können durch geeignete Verbindung an Gaseinlaß 5 angeschlossen werden, was jedoch nicht veranschaulicht ist·

Die Strömungsgeschwindigkeitsiaeseer 55 und 56 sind jeweils 25 »4 cm hoch, wobei ein zentrales Rohr, das eine sich nach unten verjüngende Axialinnenbohrung besitzt, augenscheinlich etwas weniger als 6,4 mm AuSenseltendurchmesser bei einer durchschnittlichen Innenbohrung von 1,6 mm besitzt. Die Meßgeräte arbeiten mittels der Stellung eines gewogenen Balles, der auf dem fließenden Gasstrom in der verjüngten Bohrung suspendiert ist, bezüglich zusammenwirkenden Kalibrierungen, die neben der Ballstelle angeordnet sind. Auslaß 65 1st ein Kautschukrohr, das Abstrqmgas zu einem Laborabzug leitet, der es unter Verdünnung in die AuSenluft absaugt. Die Ventileinrichtungen 60 bestehen aus einem Satz von drei Standardventilen, wovon zwei Dreiwegventile und eines ein Zweiwegventil ist, deren Betriebsstellung von getrennten Solenoiden gesteuert wird, die im Satz von einer einzigen Einstelleinrichtung betrieben werden· Me Pumpeinrichtung 75 besteht aus einer Pumpe vom Diaphragaatvp, die für die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Ersatz ihres Nockenantriebs durch einen kleineren nockenantrieb modifiziert worden ist, um die Hublänge und damit die Verdrängung pro Hub zu vermindern,

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wobei ein Antriebsmechanismus vorgesehen ist, um die Pumpe mit einer höheren Geschwindigkeit als die, für die sie ursprünglich ausgelegt war, zu betreiben.

Die Gasdruckbeetimmungseinrichtung 90 umfaßt eine Xnnendruökbestimmungskammer und eine Gegendruckkammer, d.h· eine äußere Bezugsdruckkammer, zusammen mit den notwendigen Singangeöffnungen, Ausgangsöffnungen, Diaphragma und elaktriechen Einrichtungen,die auf die Diaphragmaverdrängung ansprechen. Die Farallelleitungsventilelnrichtung 100 ist ein einfaches geschliffenes Glasventil. Bei der vorliegenden Aueführungeform der vorliegenden Erfindung sonst nicht beschriebene Leitungen bestehen aus normalen 9,5 mm Üaborglasröhrea oder aus Höhren aus rostfreiem Stahl mit 6,4 mm Außenselte&durchmesser und 0,7 mm Innendurchmesser. Nicht gezeigte Verbindungen werden an aus Gründen der Zweckmäßigkeit ausgewählten Stellen vorgesehen, wodurch die Höhren getrennt werden können. Die Höhren bzw. Rohre aus rostfreiem Stahl enden in Kernanschlußstücken, die,mit passenden Hüleenansohlußetük* ken in Glasrohren zusammenwirken, so daß gewünsohtenfalla, . beispielsweise wo das Rohr der Gasainführungeeinrichtung 25 tatsächlich in die Probe 20 eintritt, das Rohr aus Glas sein kann, was auch gewöhnlich der Fall ist« Die zusammenpassenden Oberflächen der zusammenpassenden Anschlüsse haben im weeentlichen Halbkugelform und werden, wenn sie mit Schlifffett abgedichtet sind, durch Reibung oder durch doppelte T-Klammern zusammengehalten. Venn die Vorrichtung zur Reinigung oder zum Probenwechsel zerlegt wird, wird jede Verbindung getrennt und im Falle 4er Gaseinführungeelnrichtung Zf muß gewöhnlich nur das Glasrohr gewaschen oder ersetzt werden.

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Sie Probeaufnahmeeinrichtung 10 ist eine für die erfindux% gemäße Vorrichtung von Hand hergestellte Glasapparatur, wie in Figur 2 gezeigt, und ist vorstehend beschrieben» Es können andere Behälter verwendet werden.

Gerührt wird mittels eines Magnetrührers und eines damit zusammenwirkenden Antriebs 45. Die Kühleinrichtung 115 ist ein einfacher Laborkühler aus Glas, der eine Außenhülle, durch die Wasser mit der Temperatur von Leitungswasser zirkuliert (wenn nicht in speziellen Verfahren andere Temperaturen oder Kühlmittel ausgewählt werden» es sind bereits verschiedene Ktihlhilfßmittel verwendet worden), und innerhalb dieser Außenhülle eine innere Säule umfaßt, die eine Vielzahl von Kugeln in Reihe enthält und etwa 26,7 cm hoch 1st, vom Ende eines Verbindungsansohlusses in einer Aufwärtsstellung und angeordnet als Kopfverbindung bis zum entgegengesetzten Ende des entgegengesetzten Anschlusses, der ale Fußanschluß angeordnet ist. Jedes Ende der inneren Kühlersäule ist mit einer halbkugeligen Kernverbindung versehen, wodurch die Verbindung mit zusammenpassenden halbkugeligen Httlsenansehlüeaen hergestellt werden kann, wie sie in der angrenzenden Apparatur verwendet werden. Kühlflüssigkeit, gewöhnlich Wasser, wird mittels in üblicher Weise befestigten Kautschukschläuchen ein- und ausgeleitet«- Als Kalibriereinrichtung 120 wird eine medizinische 10 ml-Glas-Glasspritze angepaßt. Die Anpassung an die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht einfach darin, daß sie durch Einschmelzen des Glases, das ursprünglich ihren vorstehenden Teil gebildet hat, in eine öffnung im Innenraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Leitungsverbindung gebracht wird. Der Anschluß durch ein kurzes Stück dickwandigen Kautschukschlauch ist ebenfalls befriedigend. Die Anpassung der Spritze umfaßt auch die Anordnung von Schraubklemmenverschlußeinrichtungen, durch die die Stellung des Kolbens, wenn sie einmal

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festliegt, starr fixiert werden kann.

In der Vorrichtung des vorliegenden Beispiels hat die Wärme» die die Reaktionsprobe umgibt, gewöhnlich einen geregelten Einfluß auf die Reaktion.

Die Erhitzungseinrichtung 155 umfaßt in der vorliegenden Aus» ftthrungsform der Erfindung zwei elektrische, trichterförmige 25OWattlampen in geeigneten hitzebeständigen Fassungen, die durch Draht mit wärmebeständiger Isolierung gespeist werden und auf Sehwenkverbindungen in der Stellung einstellbar sind·

Die UmgebungstemperaturbestianQUEgseinrichtung 150 ist ein 25 Ohm Platin/ Nickel-Konstantsii-fitermoelement, das in einem flüssigkeitsdichten Behälter eingeschlossen ist. Temperatur- und Temperaturänderungskontrolldixiriohtung 145 ist ein im Handel erhältliches Instrument, das elektrisch mit der 25 Ohm Temperaturbestimmungseinrichtung 150 ausammenwlrkt.

Die Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 ist in der vorliegenden Ausführungsform ein im Bändel erhältlicher Aufzeiohner, der speziell für die Zwecke der vorliegenden Vorrichtung dahin modifiziert worden ist, daß die Einrichtung in Abhängigkeit von der Schaltung durch Einstelleinrichtung auf alternative Nachrichtenquellen entweder Temperatur oder Druck (oder in manchen Ausführungsformen andere Einfliißfaktoren) bei Stellungen aufzeichnet, die gewöhnlich auf der gleichen Karte klar verschieden sind. Durch die Wahl von geeigneten Konstanten in den Bestimmungsgliedern und Bsstiramungßkrelsen, die die Einrichtung beliefern, ist es möglich, daß die Werte der Temperaturlinie und der Drucklinie auf der Karte gut genug getrennt sind, daß @s selten notwendig ist, nach

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der Aufzeichnung der Linie auf der Karte zu vermerken, welche Linie welche Information aufzeichnet. Auch wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Druckerhöhung durch abnehmende numerische Werte auf der Karte angezeigt, während eine Temperaturzunahme durch zunehmende numerische Werte angezeigt wird.

Die Einstelleinrichtung 70 ist ein TJhrzeitmesser, der mit 0,1 Upm und 6 Zeitmaeeernocken auf seiner Antriebswelle arbeitet. Die Hocken der Einstelleinrichtung 70 sind bezüglich des Wellenumf enges und angrenzenden, Nocken-betätigten Schaltern so angeordnet, daß die mehreren Arbeitsschritte unter der Steuerung dieser Einrichtung in der oben beschriebenen gegenseitigen Zeitbeziehung stattfinden, die den Betrieb der Vorrichtung ermöglicht. Die Zeitaesserwelle trägt einen markierten Anzeiger.

Wenn relativ kleinere Ausführungsforman der Probeaufnahmeeinrichtung 10 verwendet werden, ruht der Behälter, der die Temparaturßtabilisierungeeinrichtung 35 einschließt, im vorliegenden Fall ein Mineralölbad, aufgrund der Schwerkraft auf der Oberfläohenplattform der Magnetrührereinrichtung In dieser Temperaturstabilisierungeeinriohtung ist die Fro-.beaufnahaeeinrichtung 10 in geeigneter Position zwischen den Backen einer normalen Laborklemme gehalten. Der Kühler, der hier die Kühleinrichtung 115 darstellt, wird ebenfalls durch eine normale Laborklemme in Stellung gehalten. Die Rohre ο die einen Hauptteil des inneren Aufbaue der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen, stützen sich auf Ständern ab, die auf der Grundplatte stehen, oder sind durch ihre Verknüpf ungsstellen mit den Einrichtungen, die die erfindungsgemäße Vorrichtung bilden, freitragend gestützt. Wenn eine

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relativ große Proheaufnahmeeinrichtung 10 verwendet wird» beispielsweise eine Einrichtung mit einer Kapazität von 500 ml oder mehr, iet gewöhnlich keine Temperaturetabilisierungseinrichtung erforderlieh·

Ein nicht gezeigtes, nicht kritisches Seil der vorliegenden Auöführungsform der erfindungsgemäßen Verrichtung, das je· doch in der Vorrichtung selbst vorhanden ist» ist ein elektronischer Begier der Zuführungsspannung bei der KLektrizitätszufUhrung zu allen Instrumentierungseinriehtungen· Pie* ser Regler verwendet den konstanten Spannungsabfall durch ein elektronisches Qasentladungsrohr als seinen Betriebs» und Bezugsstandard. Diese Regulierungseinriehtung hat eine Stromkapazität, die ausreicht, um alle stromverbrauohenden Instrumententeile der erfindungegeniäBen Vorrichtung mit Energie zu versorgen. Die Lampen der Erhitsungseinriohtung 155 werden mit unreguliertem Netzstrom betrieben· Die Temperatur- unä Temperatur&bderungskoninrolleinriohtung 14-5 wird aus der regulierten Energiezuführung betrieben. Die Hotorpumpenantriebseinriohtung 75 wird mit unreguliertem Heizstrom bei Steuerung durch die Einstelleinrichtung 70 betrieben. Die Einstelleinrichtung 70 arbeitet mit reguliertem Strom.

Vielfach sind bei der erfindungsgemäeen Vorrichtung in der Zeichnung nioht gezeigte»bezeichnete überwachungssignalliehter angeordnet, entweder offen oder hinter gefärbten "Edelsteinen% die mit bestimmten elektrischen Kreisen der Vorrichtung wirksam verbunden sind und durch deren Beleuchtungszustand die Arbeitsphase der Vorrichtung auf einen Blick festgestellt werden kann. Derartige Uberwachungslampen sind nicht kritisch und können, wenn sie verwendet werden,

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in jedem gewünschten Verhältnis zum Arbeitszyklus der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet werden, um.den für erwünscht betrachteten Arbeitszustand der Vorrichtung leicht erkennbar anzuzeigen. Ss ist auch ein Summer angeschlossen worden, der bei Beendigung jeder 10-minütigen Umdrehung der Einstelleinrichtung 70 ertönt. Er dient dazu, dem Personal die Tatsache mitzuteilen, daß die Vorrichtung einen Durchlauf beendet hat. Ss können auch andere Geräuscheinrichtungen oder Alarmglocken angeschlossen werden, die ertönen können, wenn die Vorrichtung irgendeine gewünschte Funktion, beispielsweise einen vollständigen Durchlauf, abgeschlossen hat. Es ist kein Alarm erforderlich. Außerdem können gewünschtenfalls Zählwerke als Teil der Vorrichtung oder auoh einer Ihrer sich wie» derholenden Funktionen eingebaut oder damit verbunden werden, um die Operationen zahlenmäßig festzuhalten.

Die Ventileinrichtung 60, die in Figur 1 in Form eines Zwelwegventiles und zweier Dreiwegventile gezeigt ist, kann auoh ein einziges Vierwegventil oder eine andere Gruppe von Ventilen sein, die so geschaltet sind, daß sie die Funktion der hler gezeigten mehreren Ventile erfüllen, und sie können durch eine oder mehrere Verbindungen betrieben werden, beispielsweise durch elektromotorische Umwandler, wie Selenoide.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zwar so konstruiert, daß aufeinanderfolgende Zyklen vorliegen, die in Hinblick auf eine Zeltskala initiiert werden, die durch die Einstelleinrichtung 70 festgelegt wird, und daß die sich ergebenden Drucke und die verwendeten Temperaturen aufgezeichnet werden, es ist jedoch durchaus angängig, daß die Initiierung der aufeinanderfolgenden Zyklen der Steuerung durch die Druekbestlmmungseinrichtung 90 allein oder In Zusammenwirkung mit einer

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(nicht gezeigten) DruckänderungsbestimmungselnrichUijag oder, einer Bestimmungseinrichtung für die Geschwindigkeit der Druckänderung oder der Steuerung der Reaktionstemperaturbest fonmungs einrichtung 30 in Zusammenwirkung mit einer Temperaturänderungsbestimmungseinrichtung unterliegt} so daß gewünschtenfalls ein neuer Zyklus "bei Auftreten einer bestimmten vorbestimmten Änderung im Gasdruck oder einer Temperatur— änderung oder beiden in der Probe 20 initiiert wird, Es können auch Sicherheitseinrichtungen angewendet werden* um beispielsweise zugeführt© Wärme zu verringern; oder au unterbrechen» wenn diese Einrichtungen einen Zustand melden* der au gefährlichen oder schwerwiegenden Ungenauigkeiten führen könnte* Das System der vorliegenden Vorrichtung? bei dem die. Initiierung der aufeinanderfolgenden Arb@itesykl@n der Y©p« richtung durch eine Einstellvorrichtung (Zeitmesser) gesteuert wirdι wird für die meisten Zwecke für das überlegene und bevorzugt«» System betrachtet und 1st für größte Genauigkeit gev/öhL._4.ch kritisch. .

Nachfolgend wird die Geschwindigkeit der thermischen setizung von 2- Oxasolidinon In Abwesenheit von Wasser bestimmt.

Man weißι daß das 2-Oxazolidinon sich unter Freisetzung von Kohlendioxydgas zersetzt« wenn es Temperaturen oberhalb einer unbekannten unteren Qrenzt@mperatur ausgesetzt wird, wobei die verbleibenden Teile des Moleküls sich dann augenscheinlich miteinander unter Slidung von teerigen Substanzen vereinigen, die gewöhnlich nicht destilliert werden können. Be 1st die Bestimmung der Temperatur, bei der diese thermische Zersetzung erstmals merklich wird, sowie der ungefähren Geschwindigkeit dieser Zersetzung bei Temperaturen etwas oberhalb der anfänglichen Zersetzungstemperatur erwünscht. Es

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ist festgestellt worden, daß dann, wenn sich die Zersetsungsgeschwindigkelt asymptotisch mit der temperatur an Null annähert, die erscheinende Grenzzersetzungstemperatur mittels der Empfindlichkeit der erfindungegemäßen Torrichtung gut festgelegt werden kann.

Die !Reaktion wird in für die Zwecke des vorliegenden Beispiels ausreichender Weise durch die nachfolgende Strukturgleiohung dargestellt:

H₂C

I I

H₂O

,f.

worin das Symbol zen darstellt«

teerige Substan-

Es 1st für die vorliegende Erfindung unwesentlich, ob die teerigen Substanzen die vorgeschlagene Struktur besitzen. Bei der vorliegenden Untersuchung ist lediglich die Entwioklungsgeschwindigkeit von Kohlendioxyd im Verhältnis stur Temperatur von Interesse· wobei die anderen Bedingungen Umgebungsnoraen darstellen und wobei es im vorliegenden Fall nicht das Ziel 1st, andere Werte, wie einen quantitativen Wert für den faktor n, oder die Identität und das Schicksal von hypothetischen Zwischenprodukten, wenn solche vorhanden sind, zu bestimmen·

Bei der Untersuchung der vorliegenden Zersetzung sollten, wenn Ergebnisse von höchster Genauigkeit gewünscht werden, anschei-

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nend der gesamte Inneninhalt der Vorrichtung und die Probe mit Gas gesättigt werden, das mit dem entwickelten 0as identisch ist» nämlich mit Kohlendioxyd. Dies trifft im allgemeinen zu. Wie aus Seil B des vorliegenden Beispiele hervorgeht, ist es jedoch erwünscht, die vorliegende Reaktion auch in Anwesenheit einer basischen Alkalimetall verbindung zu untersuchen. Bs wäre zu erwarten, daß diese Verbindung oder ihr® Zersetzungsprodukte* wenn sie verwendet werden» unter Verbrauch von Kohlendloxydgas reagieren, wodurch sich eine Ungenauigkeitsquelle ergibt,die größer ist als jede Ungenauigkeit, die eintritt, wenn als Sättigungegas eine andere Verbindung als Kohlendioxyd verwendet wird· Zn dieser Situation ist ein gewisser Fehler unvermeidbar, er kann jedoch münfmnl gehalten werden, wenn das entwickelte Kohlendioxyd mit einer sich bewegenden Masse eines Inertgases verdünnt und verteilt wird. In dem vorliegenden Beispiel ist deshalb ein inertes Gas, gegenwärtig Stickstoff, das Sättigungsgas der Wahl, um entwickeltes Kohlendioxyd zu verdünnen und durch Verdünnung und gleichmäßige Verteilung durch die Vorrichtung vor der Reaktion zu schützen und um zu ermöglichen, daß die hier als feil A und Teil B bezeichneten Reaktionen unter Bedingungen durchgeführt werden können, die so identisch wie möglich sind. Es kann auch jedes Edelgas oder ein gesättigtes Kohlenwasseretoffgas oder dergleichen verwendet werden·

Bei der Durchführung der Bestimmung des vorliegenden Beispiels werden 18 g (0,2 KoI) festes 2-Oxazolidinon, das bei 80⁰O schmilzt, als Probe 20 in eine Probeaufnahmeeinriöhtung 10 gebracht. Die Erhitzungeelnriehtung 155 (Heizlampen) werden für eine Zeitspanne betrieben, um die Reaktionstemperaturstabilisierungseinrichtung 35 in Form eines Ölbades auf eine Temperatur zu erhitzen, die mäßig oberhalb der Sohmelz-

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temperatur des Oxazolidinone liegt, wonach sich das Oxazolidinon in entsprechender Zeit verflüssigt. Danach wird die .Probeaufnahmeeinriohtung IO aus dem ölDad entfernt» eine Reaktionetemperaturbeetimmungseinrichtung 30, ein Thermoelement, wird in die öffnung 28 in der Wand der Probeaufnahme einrichtung 10, die für die Aufnahme des Thermoelemente vorgesehen iet, eingesetzt und befestigt, die Gaßeinführungeeinrichtung 25 wird in die geschmolzene Probe 20 eingebracht, wobei ihre untere öffnung in der Nähe der Bodentiefe der Probe angeordnet ist, und die Probeaufnahmeeinrichtuxig 10 wird dann an Ort und Stelle befestigt und mit Hilfe der trennbaren Verbindung 15 wirksam mit der Vorrichtung verbunden· Die Ventileinrichtung 60 wird dann so eingestellt, daß Gae aus der Gasquelle 50 durch Strömungsgeschwindigkeitsmesser 55 eingebracht und durch das Innere der Vorrichtung und die Probe geleitet und bei Auslad 65 herausgeführt wird, wobei dieser Strom aufrechterhalten wird, bis das gesamte Innere der Vorrichtung ebenso wie die Probe 20 mit Stickstoff gas gesättigt sind· Dies dauert einige Hinuten«

In der Zwischenzeit ist die die Probe 20 umgebende Temperatur des Temperaturstabilisierungsbades 35 durch Betrieb der Heizeinrichtung 155 auf etwa 110⁰O erhöht worden* In diesem Zustand wird das Hebenleitungeventil 100 so eingestellt, flaß der Gasstrom durch die Gaeeinführungseinrichtung 25 mit einer langsamen Geschwindigkeit und ohne nicht akzeptierbare Störung der Probe beim Durchperlen fortgesetzt wird. Auch die Reaktion der Druckbestinraungseinriohtung 90 wird durch Betrieb der Kalibriereinrichtung 120 bestimmt« Die sich ergebende Linie auf der Karte, die von der Naohrichtenverarbeitungseinrichtung 140 hergestellt wird, wird festgehalten.

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Die Gesamt einrichtung wird dann zusammengebaut und es werden alle feile für den nachfolgenden automatischen Betrieb in der oben beschriebenen Weise verbunden. Dann beginnt dieser Betrieb*

Bei diesem automatischen Betrieb sind alle seitlieh gesteuerten Operationen durch die Einstelleinrichtung 70 gesteuert. Die Ventileinrichtung 60 ist so eingestellt» daß das Innere der Vorrichtung während einer ersten femperaturbestimmungsminute mit Stielest off gespült'wird. Die Ventileinrichtung 60 wird dann durch die Einstelleinrichtung 70 betätigtι um das Innere der gesamten Vorrichtung gegen Bin» tritt oder Austritt des Inhalts einschließlich <ä@s gasförmigen Inhalts au verschließen. Die temperatur um Probe 20 wird für eine 5-minütige Stabilisierungspericda konstant bei HO⁰C gehalten, während die Pumpeinrichtmig 75 das Stickstof fgas mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit wie die Spülung zusammen mit etwaigem entwickeltem Kohlendioxid innerhalb des geschlossenen Systems zirkuliert· Während dieser Stabilisierungeperiode fährt die Yerarbeltungeeinrichtung 140 fort, die Temperatur der Probe aufzuseichnen. Nach AbschluS der 3-mintttigea Stabilisierungspericde wird die NaohriohtenverarbeitungsQinrichtung 140 durch die Einstelleinrichtung 70 an die Druckbestimmungselnrichtung angeschlossen und es wird eine 1-minütige graphische Aufzeichnung des Druckes im Inneren der Vorrichtung hergestellt.

Während der Seit, in der das Inner® des Vorriohtungssysttems durch die Wirkung der Ventilelnriohtung 60 verschlossen ist, fließt Gas aus Gasquelle 50 durch Strömungsgeschwindigkeit ame es er 55 und wird ins Freie geleitet· Wenn das verwendete Gas sehr teuer ist oder wenn andere überzeugende

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Gründe vorliegen, kann dieser Gaeetrom unterbrochen werden, wenn er nicht zum Spulen und Füllen der Vorrichtung verwendet wird. Eb wird jedoch für weniger kostspielig gehalten und es werden leichter genaue Ergebnisse erhalten, wenn die relativ kleine Gasmenge, die während der Reaktionszyklen abströmt» verloren gegeben wird als wenn Schritte unternommen werden» um diese Gasmenge einzusparen, was die Notwendigkeit mit sieh bringt, Jedes Kai die Strömungsgeschwindigkeit des Gases au prüfen und vielleicht wieder einzustellen.

Beim Abschluß der Druckbeßtimmungsmiiiute wird die Naohrichten-Terarbeitungseinrlohtung 140 durch die Einstelleinrichtung 70 wiederum mit der Heaktionstemperaturbestiimmingseinriohtung 30 verbunden und die Temperatur der reagierenden Probe 20 wird bestimmt und aufgezeichnet! während diese für eine Zeitspanne von 3 Minuten automatisch weiterhin konstant bei dem Wert von UO⁰ gehalten wird. Auf diese Weise wird eine graphische Naohrichtenaufzeichnung vorgenommen» die die Reaktionatemperatur für dieses Zeitintervall anzeigt·

Bei Abschluß dieses 3-minütigen Reaktlonsintervalles, während dessen die Temperaturauf zeichnung vorgenommen wird, wird die Naohriohtenverarbeitungseinrichtung 140 von der ReaktionstemperaturbeBtiasoaangseinriohtung 30 abgeschaltet und unmittelbar für 1 Minute wieder mit der Sruckbestlmmungseinrichtung 90 verbunden, wobei alle insohlueänderungen durch die Einstelleinrichtung 70 gesteuert werden, wahrend die Temperatur- und Semperaturänderungskqntrolleinriohtung 145 mit der Erhitzungeeinrichtung 155 und der UmgebuBgstemperaturbestlmmungseinrioh* tung 150 fortgesetzt zusammenwirkt, um die Temperatur in der Beaktionsteaperaturatebilislerungeelxiriohtung 35 konstant bei dem Wert von 110° zu halten. Während der nachfolgenden Hinute

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wird auf der Karte der Naohrlchtenverarbeltungedlnrlohtung eine graphische Aufzeichnung vorgenommen, die den Innendruck der Vorrichtung anzeigt. Bs wird sofort ersichtlich« das die so erhaltene Aufzeichnung der oben beschriebenen Vierpoetenbestimmungssequenz entspricht bzw. ein Beispiel dafür ist. Am Ende der zweiten Bruckbestlmmungszeit wird die Nachrichtenverarb ei tungs einrichtung 140 dazu veranlaßt, die Probentemperatur aufzuzeichnen, während die Ventileinriohtung 60 betätigt wird, um e£ne Spülung von einströmendem Gas aus der Gasquelle 50 über GaseinlaS 5 duroh die gesamte Vorrichtung und danach zu Auslaß 65 zu führen, wobei die Temperatur- und Xemperaturänderungskontrolleinrichtung 145» die das Sem* peraturinkrement kontrolliert, in diesem Fall durch des Bedienungspersonal gesteuert wird« das die Betätigung der Lampen der Heizeinrichtung 155 bewirkt» um die die Probe 20 umgebende Temperatur von HO⁰O auf die nächst höhere Temperatur zu erhöhen, bei der eine Bestimmung gewünscht wird. Das Temperaturintervall kann natürlloh in Anteilen jeder gewünschten GröSe eingestellt werden· Bei der vorliegenden Durchführung, bei der die Bestimmung jeder Einb.iegungßsteile der Zersetzungekurve Innerhalb von etwa 10° für ausreichend gehalten wird, werden lemperaturinkremente von 10° verwendet. Während der nächstfolgenden zwei Minuten wird eine Gasspülung und eine iSrhuhung der !Temperatur dee Stabilielerungsbades 35 für die Beaktionstemperatur und damit der Probe 20 um 10° durchgeführt· Wenn.diese neue temperatur duroh die Umgebungstemperaturbestimmungseinriohtung 150, die mit der Temperatur- und Xemperaturänderungskontrollein·» richtung 145 zusammenwirkt» festgestellt wird» werden die Lampen der Brhitzungselnrichtung 155 weiterhin nur intermittierend betrieben, um diese Temperatur aufreohtzuhalten«

Bei Abschluß eines zweiminütigen Zntervalles, das der letzten

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Druokbestlsmiungsminute nachfolgt, hat somit eine zweiminütige Spülung des gesamten Inneren des Systeme mit Stickstoff und eine Temperaturerhöhung um 1O⁰G auf eine neue die Probe um· gebende Reaktionstemperatur von 120⁰O stattgefunden. Danach wird, weiterhin gesteuert durch Einstelleinrichtung 70, die Ventileinrichtung 60 betätigt, um Gas aus der Gasquelle 50 ~ über Auslaß 65 auszuführen, während das Innere der Torrichtung als geschlossenes Kreissystem abgeschlossen wird. Die Probe 20 wird für eine Gesamtspanne von weiteren 10 Hinuten der graphischen Aufzeichnung bei der neuen GTemperatur gehalten, welche eine erste Einheit von 4 Minuten, eine für Spülung und drei in geschlossenem Zustand, mit Temperaturaufzeichnung umfaßt, wodurch sich das Innere des AEEA-Syeteme unter den neuen Bedingungen stabilisiert.

Am Ende der 3-minütigen Stabilisierungszeit wird die Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 durch die Einstelleinrichtung 70 wiederum veranlaßt, für die Dauer einer Minute eine Linie bezüglich der Koordinaten der verwendeten Karte aufzuzeichnen, die den Innendruck der Vorrichtung darstellt; wie er durch die Druokbestimmungseinriohtung 90 festgestellt worden ist., im Ende der einminütigen linie des durch die Druckbestimmungseinrlohtung 90 festgestellten Drucks wird die Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 veranlaßt, die Aufzeichnung einer Drucklinie au beenden, und statt dessen mit der BeaJctionstemperaturbestimmungseinrichtung 30 verbunden, um eine 3-minütige Aufzeichnung der damit ermittelten Temperatur durchzuführen* Am Ende der 3-minütigen Temperaturbestimmungs- und Reaktionszeit wird die Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 durch die Einstelleinrichtung 70 veranlaßt, die Aufzeichnung der Temperaturlinie aus der Reaktionstemperaturbestimmungseinriohtung 30 zu beenden und statt

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dessen für eine Minute eine Linie aufzuzeichnen, die den durch die Druokbestiisnmigseinrichtung 90 ermittelten Druck darstellt, wobei die Auf Zeichnung dieser Druckllnie und alle vorher er« wähnten Änderungen der Betriebsbedingungen in der erfixidungegemäßen Vorrichtung durch Einstelleinrichtung 70 gesteuert werden* Pie Ventileinrichtimg 60 wird dann betätigt, um Gas aus der Gasquelle 50 als Spülung durch das ABEA~Innere strömen und dann durch Auslaß 65 abströmen zu lassen, wobei die temperatur- und (Cemperaturänderungskontrolleinrichtung 145» die mit der umgebungete^eraturbestiamningseinrichtung 150 wirktf eine weitere Temperaturerhöhung um 10⁰G initiiert und wobei bei 13O⁰G stabilisiert wird»

Auf diese Weise setzt die Vorrichtung den zyklischen Betrieb in der beschriebenen Welse fort, der aus einer sich wiederhol lenden Sequenz von !Temperaturanstiegen um 10° besteht, in jedem EaIl begleitet von einer einminütigen Spülung des Oaeln-» halts des Systems« einem 3-minütigem Stabilisierungssyklus, einer einminütigen DruckbestiraTOung _t einer 3-miÄttttg®n fStemperaturbestimmung und einer weiteren einminütigen Druokibestimmung» Die sich, ergebenden Daten gemäß der Aufzeichnung auf der Karte führen, da keine merkliche Zersetzung der Oxazoli« dinonprobe 20 unter 190⁰C stattfindet, zu der Bestätigung, daß die den Druck anzeigenden Aufzeichnungspunkte gemäß der Aufzeichnung bis zu der anfänglichen Zersetzungstemperatur in einer praktisch geraden Linie liegen, die sehr langsam ansteigt, entsprechend der Tlnterganmd-''Oberflächen*·- oder " Wand "-Reaktionsgeschwindigkeit der Oxazolidinonzer-» Setzung.

Der 10 Minuten-Zyklus bei 193⁰O (von Hand gesteuert, beabsichtigt sind 200°0) zeigt einen deutlichen Anstieg der Zersetzungegeschwindigkeit. Sin 10 Minuten-Zyklus bei 210°0

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zeigt Zersetzung mit etwa der 5-fachen Geschwindigkeit wie bei 198⁰C.

Jeder der erwähnten Zyklen benötigt für Vollständigkeit 10 Minuten. Sie Zersetzung des 2-Oxazolidinone wird in zehn Zyklen über den Temperaturbereich von 110 bis 21O⁰C untersucht. Die T$mperatureinstellungen werden von Hand gesteuert. Die uesamtbestimmung dauert etwa 1 Stunde und 40 Hinuten. Ss wird festgestellt, dafi die thermische Zersetzung des 2-Oxazolidinons mit einer merklichen Geschwindigkeit unter den genannten Bedingungen praktisch bei einer Temperatur oberhalb 190° und unter 200°, Jedoch näher bei 20O⁰C₉ beginnt· Sie Zersetzungsgeschwindigkeiten bei diesen Temperaturen sind ebenfalls festgestellt worden.

Nachfolgend wird die Zereetiungegesohwindigkeit von 2-Oxazolidinon in Anwesenheit einer kleinen Menge des 3-Hatriumderivats des 2-Oxazolldlnons untersucht·

In diesem «weiten Teil des Torliegenden Beispiels sind die verwendeten Arbeitsweisen im wesentlichen mit denen im vorausgegangenen Teil A identisch, mit der Ausnahme, daß die Probe 10 im wesentlichen aus 18 g (0,20 Hol) 2-Oxazolidinon aus der gleichen Herstellungscharge wie das vorherige und außerdem aus 0,5 g (0,004 Hol) des 3-NatriumsalzeB des 2-Oxazolidinons besteht. Sie Probe hat einen unscharfen Schmelzpunkt von etwa 10O⁰C.

Außerdem wird das Temperaturintervall, im vorigen Teil, etwa gleich 10°, im vorliegenden Teil zwischen den Bestimmungen durch Steuerung des Setriebepersonals variiert.

An ihrem Schmelzpunkt von 100° unterliegt die Probe praktisch keiner Zersetzung. Jedoch wird während der Zeit des Erhitzen»

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auf 109⁰C eine merkliche Zersetzung während 10 Hinuten bemerkt. Bei 125⁰C hat die Zersetzung.die ungefähr dreifache Geschwindigkeit wie hei 109⁰C Weitere Zunahmen hei der Zersetzungegeschwindigkeit werden aufeinanderfolgend hei den verwendeten Temperaturen von 129⁰C₁ 138⁰C, 144⁰C und 155⁰C beobachtet. Die Zersetzungsgeschwindigkeit bei 155⁰C ist etwa 10-mal so groß wie bei 109⁰C und wird unter den angegebenen Bedingungen mit etwa 2,73 x 10"* Hol pro Mol pro Sekunde berechnet. Die Vorrichtung mißt leicht eine Zersetzung mit einer Geschwindigkeit von 2,26 χ 10 Mol pro Mol pro Sekunde.

Beispiel 2

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit wird auf den gleichen mechanischen Trägern und mit vielen gleichen Teilen wie die Vorrichtung von Beispiel 1 zusammengebaut, jedoch unterscheidet sich die Vorrichtung des vorliegenden Beispiele von der ersteren Vorrichtung in folgenden Punkten:

Die Reaktionstemperaturstabilisierungseinrichtung 35« in Bei» spiel 1 als ölbad veranschaulicht, wird ebenso wie die Umgebungstemperaturbestimmungseinrichtung 150 weggelassen. Die Reaktionstemperaturbeetimmungseinriohtung 30 wird sowohl mit der Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 als auch mit der Temperatur- und Temperaturänderungskontroll- bzw. -steuereinrichtung 145 verbunden. Die Probeaufnahmeeinrichtung 10 ist im vorliegenden Beispiel ein Behälter im wesentlichen wie vorstehend beschrieben, der jedoch wegen seiner Durchlässigkeit für bestimmte aktinische Strahlen aus geschmolzenem Quarz besteht. Er ist sorgfältig hergestellt, um optische Durchlässigkeit zu bewahren. Die Probeaufnahmeeinrichtung 10 ist zusammen mit der Reaktionstemperaturbestimmungseinrichtung 30, den elektrischen Leitungen zu der Temperaturbestimmungeeinrichtung

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und der Verbindung mit der uaseinfUhrungeeinrichtung 25, Verteiler 110 und verbundenen Bauteilen der vorliegenden Vorrichtung durch Einwickeln in Bleilegierungsfolie eingeschlossen, die eng an die Außenform der so umwickelten Vorrichtungstelle angepaßt ist. Die (nicht gezeigte) Folie aus Bleilegierung ist in einem Muster durchgeschnitten, das den drei Selten eines Rechteckes entspricht, und die so gebildete rechteckige Lasche ist entlang einer Linie gefaltet, die der vierten Seite des Rechtecks entspricht, um eine öffnung in der Folie zu bilden, durch die Strahlung, die auf das Äußere der Probeaufnahmeeinrichtung 10 auffällt, in das Innere davon gelangt und auf Probe 20 trifft. I)Ie Stellung dieser öffnung ist bezüglich der Strahlungseinrichtung 200 so ausgewählt, daß diese Strahlung in keinem merklichen Ausmaß durch die Reaktlonstemperaturbestimmungseinrichtung 30 aufgefangen wird, sondern direkt auf Probe 20 fallen kann*

Eine Quelle 200 einer derartigen Strahlung, wie sie untersucht werden soll, um festzustellen, ob sie die Geschwindigkeit oder den Verlauf der chemischen Reaktion induziert oder modifiziert, wird nahe der Öffnung vorgesehen und so angeordnet, daß die Strahlung zu Probe 20 geführt wird. Im vorliegenden Beispiel ist diese Strahlungsquelle eine Quecksilberdampflampe, deren emittierte Strahlung relativ reich an ultravioletten Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen etwa 2000 und 3900 !-Einheiten ist. Ein um die Lampe angeordnetes Gehäuse läßt die Strahlen durch eine Blendenkonstruktion austreten, die so angeordnet ist, daß die auf Probe 20 auffallende Strahlungsmenge leicht kontrolliert werden kann.

Benachbart zu der öffnung in der Bleifoliendecke über der Probeaufnahmeeinrichtung 10 und verbundenen Bauteilen 1st die Strahlungebeetimmungseinrlchtung 205 angeordnet, im

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vorliegenden Fall eine photoelektrische Zelle, die mit einer Maske (nicht gezeigt) versehen und sorgfältig positioniert ist, so daß diese Zelle Strahlung der gleichen Qualität und in einem festgelegten quantitativen Verhältnis zu der durch Probe 20 aufgefangenen Strahlung aufnimmt. Der Output dieser Zelle wird, in geeigneter Weise verstärkt, zu der Nachrichtenverarbeitungseinrichtung 140 befördert und dort übersetzt, und auf geeigneten Karten graphisch aufgezeichnet.

Die Bestimmung und Aufzeichnung der Bedingungen, die die Reaktion von Probe 20 umgeben, sind modifiziert, um für die periodische Aufzeichnung, in festgelegter Zeitbeziehung, von Nachrichten zu sorgen, die die Intensität der auferlegten aktinlsohen Strahlung darstellen. Insbesondere sind die elektrischen Schaltverbindungen, die jetzt durch Nocken in der Einstelleinrichtung 70 gesteuert werden, geändert, indem Schalter und bisher untätige Nocken verwendet werden,, um so die oben beschriebenen 3-minütigen Temperaturmeseungen zu unterbrechen und eine Informatlonssequenz der in Figur 4 veranschaulichten Art zu schaffen, die darin abweicht, daß äetzt die aktinlsche Strahlung, nicht der magnetische FIuS, aufgezeichnet wird.

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Claims (10)

Pat entansprüche

1. Verfahren aur Messung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion, hei der ein Gas entwickelt oder verbraucht wird, wobei die Druckänderung mit der Zeit in einer geschlossenen Reaktionseinheit gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Fluß eines Gases durch die Einheit unterbricht, dae in der Einheit eingeschlossene Gas rezirkuliert und die Druckänderung darin über mindestens ein festgesetztes Zeitintervall hin mißt und nachfolgend den Gasfluß durch die Einheit wieder herstellt*

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei bis vier Druckänderungsraessungen während der Zeit durchführt, in der der Gasfluß durch die Einheit unterbrochen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasfluß durch die Einheit unterbricht und Druckänderungemessungen bei festgesetzten Zeitintervallen durchführt, während die Reaktion zur Vollständigkeit geführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Einheit fließende Gas aus mindestens einem gasförmigen Reagens besteht oder mindestens ein gasförmiges Reagens enthält, das in der Reaktion verbraucht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Einheit fließende

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Gas ein inertes Gas oder eine inerte gasförmige Mischung ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Reaktionseinheit ein Adsorbens für mindestens eine durch die chemische Reaktion entwickelte gasförmige Komponente enthält.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß man auch mindestens einen der die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussenden Faktoren Temperatur, Strahlung, elektrostatische Spannung und magnetischer Fluß bei Zeltintervallen gleichzeitig mit oder angrenzend an die Zeit der Messung der Druckänderung mißt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Messungen von Zelt, Druckänderung, Temperatur, Strahlung, elektrostatischer Spannung und/oder magnetischem Fluß mit Instrumenten aufgezeichnet werden.

9. Automatische Reaktionsgeschwindigkeitsvorrlohtung zur Messung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion, bei der ein Gas entwickelt oder verbraucht wird, gekennzeichnet durch eine Reaktionseinheit, Einrichtungen zur Zuführung und Leitung eines Gases mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Einheit, Einrichtungen zum Unterbrechen des Gaeflusses durch die Einheit, durch die die Einheit bei einem oder mehreren festgesetzten Zeitintervallen verschlossen wird, Einrichtungen zum Zirkulieren des In der geschlossenen Reaktionseinheit eingeschlossenen Gases, Einrichtungen zum Aufzeichnen der Druckänderung mit der Zeit in der Einheit, gegebenenfalls Einrichtungen zur Aufzeloh-

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nung und/oder Kontrolle bzw. Steuerung von Temperatur, Strahlung, elektrostatischer Spannung und/oder magnetischem FIuS innerhalb einer Reaktionszone der Einheit und Einrichtungen zur Wiederherstellung des Gasflusses durch die Einheit.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Durchführung von eins bis vier Messungen der !Druckänderung mit der Zeit jedes Hai wenn die Reaktionseinheit geschlossen ist.

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