RU2316752C1 - Способ определения характеристик сорбции газов материалами - Google Patents
Способ определения характеристик сорбции газов материалами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316752C1 RU2316752C1 RU2006124917/04A RU2006124917A RU2316752C1 RU 2316752 C1 RU2316752 C1 RU 2316752C1 RU 2006124917/04 A RU2006124917/04 A RU 2006124917/04A RU 2006124917 A RU2006124917 A RU 2006124917A RU 2316752 C1 RU2316752 C1 RU 2316752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- chamber
- concentration
- solubility
- mol
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Использование: области исследования физических и химических свойств материалов. Сущность изобретения: образец материала, содержащий растворенный газ, растворимость и концентрация которого в образце определяется, помещают в камеру, которую затем вакуумируют и далее измеряют равновесную концентрацию газа в камере. После этого камеру вскрывают, размещают в ней адсорбент, поглощающая способность которого подчиняется закону Генри, и первоначально свободный от этого газа, камеру вновь вакуумируют и повторно определяют равновесную концентрацию газа. Затем вычисляют искомые коэффициенты растворимости и начальную концентрацию газа в материале по формулам:
где σ - коэффициент растворимости газа в материале, моль/(м3Па),
u0 - начальная концентрация газа в материале, моль/м3,
c1, c2 - равновесные концентрации газа в опытах 1 и 2,
соответственно моль/м3, W свободный объем камеры,
Vм - объем образца материала,
Vп - объем вещества,
К - коэффициент, учитывающий сорбционные свойства адсорбента, моль/(Па·м3)
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К),
Т - температура, К.
Достигается повышение точности измерения характеристик сорбции для материалов с высокими значениями коэффициента растворимости по отношению к исследуемому газу. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области исследования физических и химических свойств материалов и может быть использовано в контрольно-измерительной технике химических лабораторий для определения коэффициентов растворимости и концентраций газов в материалах, а также для прогнозирования уровней концентраций газов в герметичных объемах, в которых находятся материалы, содержащие эти газы.
Известен способ определения характеристик сорбции газов материалами (Пат. РФ №2105284, МПК G01N 7/14, публ. БИ №5/98 от 20.02.98).
Согласно данному способу в изолированные друг от друга камеры одновременно помещают образцы материала, в котором определяют коэффициент растворимости и начальную концентрацию газа, растворимость которого в материале подчиняется закону Генри. При этом размеры образцов выбирают таким образом, чтобы была обеспечена разная степень заполнения камер. Камеры вакуумируют и затем проводят газохроматографическим методом контроль содержания газов, выделяющихся из образцов. Далее измеряют равновесные количества выделившихся газов и по формулам определяют коэффициент растворимости и начальную концентрацию газа в материале:
где σ - коэффициент растворимости газа в материале, моль/(м3·Па),
c1, c2, - равновесные концентрации газа в первой и второй камерах соответственно, моль/м3,
ε1, ε2 - степень заполнения первой и второй камер соответственно, равная отношению объема камеры к объему соответствующего образца,
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К),
Т - температура, К.
К недостаткам известного способа относится сложность конструкции используемого устройства и трудоемкость способа, а также сравнительно невысокая точность. Последнее вызвано тем, что при использовании двух образцов материала неизбежно появляется погрешность, обусловленная невозможностью обеспечить абсолютную идентичность образцов.
Известен выбранный в качестве прототипа способ определения характеристик сорбции газов материалами (Пат. РФ №2226267, МПК G01N 7/14, публ. БИ №3/2004).
Для определения искомых характеристик образец материала, содержащий растворенный газ, растворимость и концентрация которого в образце определяется, помещают в камеру, которую затем вакуумируют, и далее измеряют равновесную концентрацию газа в камере. После этого камеру вновь вакуумируют и повторно определяют равновесную концентрацию газа.
Затем вычисляют искомые коэффициенты растворимости и начальную концентрацию газа в материале по формулам:
где σ - коэффициент растворимости газа в материале, моль/(м3·Па),
ε - степень заполнения камеры, равная отношению объема камеры к объему образца,
c1, c2 - равновесные концентрации газа, моль/м3,
u0 - начальная концентрация газа в материале, моль/м3,
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К),
Т - температура, К.
Недостатком данного технического решения является то, что в некоторых случаях, при достаточно больших величинах коэффициента растворимости газа, равновесные концентрации c1 и c2, измеряемые в первом и втором опытах близки между собой. Причем различие между ними может быть сопоставимо с погрешностью их измерения. Это может привести или к невозможности определения искомых характеристик или к низкой точности их определения.
Задачей авторов является разработка способа определения характеристик сорбции газов материалами, характеризующегося более высокой точностью определения искомых параметров.
Новый технический результат заключается в повышении точности измерения характеристик сорбции за счет уменьшения погрешности измерения искомых параметров для материалов, характеризующихся высокими значениями коэффициента растворимости по отношению к исследуемому газу
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в известном способе определения характеристик сорбции газов материалами, заключающемся в размещении испытуемого образца в изолированной камере, вакуумировании камеры, измерении равновесной концентрации в камере выделившегося газа, растворимость которого в материале подчиняется закону Генри, вскрытии камеры, проведении повторного вакуумирования с повторным измерением равновесной концентрации выделившегося газа в камере, вычислении коэффициента растворимости и начальной концентрации газа в материале образца, в соответствии с предлагаемым способом перед повторным вакуумированием дополнительно в камере размещают адсорбент, поглощающая способность которого подчиняется закону Генри, первоначально свободный от этого газа, а начальную концентрацию газа в материале и коэффициент растворимости определяют по следующим формулам:
где σ - коэффициент растворимости газа в материале, моль/(м3·Па),
u0 - начальная концентрация газа в материале, моль/м3,
c1, c2 - равновесные концентрации газа в опытах 1 и 2 соответственно, моль/м3,
W - свободный объем камеры,
Vм - объем образца материала,
Vп - объем вещества,
К - коэффициент, учитывающий сорбционные свойства адсорбента, моль/(Па·м3)
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/моль·К),
Т - температура, К.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
Для измерения характеристик сорбции используют камеру, которая является одновременно и измерительной. На чертеже изображено устройство рабочей камеры, где 1 - камера, 2 - исследуемый образец, 3 - средства для осуществления процесса вакуумирования камеры, 4 - регистрационные приборы, 5 - адсорбент, поглощающая способность которого подчиняется закону Генри, первоначально свободный от этого газа.
Образец материала, содержащий растворенный газ, растворимость и концентрация которого в образце определяется, помещают в рабочую камеру, которую затем вакуумируют и далее измеряют равновесную концентрацию газа в этой камере. После этого камеру вскрывают, размещают в ней адсорбент, поглощающая способность которого подчиняется закону Генри, первоначально свободный от этого газа, камеру вновь вакуумируют и повторно определяют равновесную концентрацию газа.
Измерение равновесных концентраций во всех случаях осуществляют газохроматографическим методом.
Затем вычисляют искомые коэффициенты растворимости и начальную концентрацию газа в материале по формулам (1) и (2), устанавливающим зависимость определяемых параметров от равновесных концентрации газа в материале, зарегистрированных при первом и втором измерении соответственно, а также степени заполнения камеры.
Экспериментальные исследования подтвердили высокую точность способа за счет уменьшения погрешности измерения искомых параметров для материалов, характеризующихся высокими значениями коэффициента растворимости по отношению к исследуемому газу.
Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности измерения характеристик сорбции.
Возможность промышленной применимости заявляемого способа подтверждается следующим примером.
Пример.
В изолированную камеру, имеющую объем газового пространства 10,68 дм3, поместили образец из пенопласта ЭТ-1 плотностью 0,6 г/см3 ЭП-51. Объем образца составил 1,1 дм3. При этом величина степени заполнения была равна εm=9,71. Далее провели вакуумирование камеры и измерения газохроматографическим способом содержания бутанола. Равновесная концентрация этого газа в камере составила c1=4,0·10-2 моль/м3. Затем камеру вскрыли, разместили в ней 15 г силикагеля КСМГ (VП=1,97·10-2 дм, К=7,2 моль/(Па·м3), провели вакуумирование камеры и определение равновесной концентрации бутанола. В условиях примера равновесная концентрация оказалась равной с2=2,5·10-2 моль/м3. Температура при проведении измерений составляла 21±1,5°С. После расчета по формулам (1) и (2) получены следующие значения:
- коэффициент растворимости бутанола в пенопласте ЭТ-1 σ=0,225 моль/(м3·Па),
- начальное содержание бутанола в пенопласте ЭТ-1 u0=22,4 моль/м.
Как показали эксперименты, использование предлагаемого способа позволило определить характеристики сорбции бутанола в пенопласте ЭТ-1.
Claims (1)
- Способ определения характеристик сорбции газов материалами, включающий размещение испытуемого образца в изолированной камере, вакуумирование камеры, измерение равновесной концентрации в камере выделившегося газа, растворимость которого в материале подчиняется закону Генри, вскрытие камеры, проведение повторного вакуумирования с повторным измерением равновесной концентрации выделившегося газа в камере, вычисление коэффициента растворимости и начальной концентрации газа в материале образца, отличающийся тем, что перед повторным вакуумированием дополнительно в камере размещают адсорбент, поглощающая способность которого подчиняется закону Генри и первоначально свободный от этого газа, а начальную концентрацию газа в материале и коэффициент растворимости определяют по следующим формулам
где σ - коэффициент растворимости газа в материале, моль/(м3·Па),u0 - начальная концентрация газа в материале, моль/м3,
с1, с2 - равновесные концентрации газа в опытах 1 и 2 соответственно, моль/м3,W - свободный объем камеры,Vм - объем образца материала,Vп - объем вещества,К - коэффициент, учитывающий сорбционные свойства адсорбента, моль/(Па·м3),R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К),Т - температура, К.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124917/04A RU2316752C1 (ru) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Способ определения характеристик сорбции газов материалами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124917/04A RU2316752C1 (ru) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Способ определения характеристик сорбции газов материалами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2316752C1 true RU2316752C1 (ru) | 2008-02-10 |
Family
ID=39266331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006124917/04A RU2316752C1 (ru) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Способ определения характеристик сорбции газов материалами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2316752C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532172C2 (ru) * | 2012-11-16 | 2014-10-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Способ качественной оценки сорбционных свойств золошлаковых материалов по отношению к парам азотной кислоты |
| CN113866373A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-31 | 广州海洋地质调查局 | 一种水中甲烷亨利常数的测定方法及测定腔体 |
| RU2774180C1 (ru) * | 2021-08-24 | 2022-06-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ определения физико-химических свойств поглотителя |
-
2006
- 2006-07-11 RU RU2006124917/04A patent/RU2316752C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРЕГ С., СИНГ К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. - М.: Мир, 1976, с.365, 366. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532172C2 (ru) * | 2012-11-16 | 2014-10-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Способ качественной оценки сорбционных свойств золошлаковых материалов по отношению к парам азотной кислоты |
| RU2774180C1 (ru) * | 2021-08-24 | 2022-06-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ определения физико-химических свойств поглотителя |
| CN113866373A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-31 | 广州海洋地质调查局 | 一种水中甲烷亨利常数的测定方法及测定腔体 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karpenko et al. | Comparative study of methods used for the determination of electroconductivity of ion-exchange membranes | |
| EA200600893A1 (ru) | Определение гематокрита и концентрации аналита | |
| Ivashchenko et al. | Application of the sorption-frequency method in comparison with other methods for measurement of humidity nanoconcentrations in gases and liquids | |
| RU2316752C1 (ru) | Способ определения характеристик сорбции газов материалами | |
| US9970894B2 (en) | Method and device for measuring concentration of substance in fluid | |
| RU2497098C1 (ru) | Способ определения смачиваемости | |
| RU2550569C1 (ru) | Способ определения смачиваемости | |
| CN105547909B (zh) | 组分易挥发的深度脱气溶液配制方法和蒸汽压测定方法 | |
| RU2581745C1 (ru) | Способ парофазного определения массовой концентрации четыреххлористого углерода, метиленхлорида, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, 1.1.2-трихлорэтана в донных отложениях методом газовой хроматографии | |
| RU2226267C2 (ru) | Способ определения характеристик сорбции газов материалами | |
| RU2635711C1 (ru) | Устройство для измерения объемной доли и парциального давления кислорода в газах | |
| Ebrahimi-Birang et al. | Hysteresis of the soil water characteristic curve in the high suction range | |
| Ma et al. | Determination of VOCs in groundwater at an industrial contamination site using a homemade low-density polyethylene passive diffusion sampler | |
| CN108593798A (zh) | 高效液相色谱测定油井注采液中磺基甜菜碱表活剂含量的方法 | |
| Laitinen et al. | Amperometric Titration Cell for Use with Dropping Mercury Electrode | |
| Ahl | Salt diffusion in brick structures | |
| Jevrić et al. | Prediction of s-triazine components lipophilicity of total herbicides | |
| RU2105284C1 (ru) | Способ определения характеристик сорбции газов материалами | |
| RU2196319C2 (ru) | Способ измерения удельной поверхности дисперсных и пористых материалов | |
| RU2487336C2 (ru) | Способ определения содержания воздуха в талом грунте | |
| WO2024058745A1 (en) | Polyacrylamide-containing indirect negative cavity water pressure measurement system and method | |
| RU2506574C1 (ru) | Способ определения влагосодержания газов и устройство для его осуществления | |
| de Burgh et al. | Experimental study of temperature effects on water vapour sorption and moisture transport phenomena | |
| RU2001128848A (ru) | Способ определения характеристик сорбции газов материалами | |
| Glückauf | A simple analysis of the helium content of air |