SU1078299A1

SU1078299A1 - Способ получени сухого органического вещества

Info

Publication number: SU1078299A1
Application number: SU823463776A
Authority: SU
Inventors: Михаил Михайлович Тельминов; Гарибальди Рустикович Урванов; Владимир Иванович Уткин; Олег Леонидович Сокол-Кутыловский
Original assignee: Институт геофизики Уральского научного центра АН СССР
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1984-03-07

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА, включающий нагревание и исследование формы сигнала дерного магнитного резонанса (ЯМР) образца, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени влажности, образец помещают в сосуд, соединенный с вакуумной системой , постепенно повышают температуру и суд т об отсутс-твии влаги в образце по переходу широкой линии ЯМР св занных протонов к узкой линии свободных протонов в органическс веществе . $ Фи9.1 ШирннА линии

Description

Изобретение относитс к области физико-химических измерений с применением радиоспектроскопии и может быть использовано дл получени сухого органического вещества как реперной точки шкалы влажности.

Известны способы получени сухого органического вещества, основанные н высушивании и дистилл ции flj.

При этом производ т измерени своства ,св занного с влажностью,а затем . пр мым методом измер ют его влажност Влажность разных образцов, как правило , оказываетс различной даже дл образцов, выдержанных в эксикаторах над раствором солей. Влажность образцов выше предела гигроскопичности колёблетс еще более, так как увлажч нениё гфи пр мом контакте с водой не бывает равномерным, особенно если образцы перед увлажнением имели различную влажность. Различи во влажности образцов привод т к -тому, что градуировку влагомера производ т по многочисленным единичным измерени м, что не позвол ет вы вить систематичекие погрешности и оценить воспроизво димость влагомера относительно его среднего показани на образцах с одинаковой влажностью.

Примен емый при градуировке влагомеров метод высушивани не дает точных значений влажности, так как имеет следукзщие недостатки: прекращение сушки .соответствует не полному удалению влаги, а равновесию между давлением паров в материале и в воздухе; нар д с влагой с помощью метода извлекают летучие компоненты сухого вещества, к тому же идет окисление этого вещества; результат зависит от температуры и атмосферного давлени , г1ри которых происходит сушка, от интерВйла и величины допустимого отличи массы между двум взвешивани ми, от термической стойкости вещества.

Таккгм образом, высушивание представл ет собой метод, которым определ етс не истинна величина влажности , а нека условна величина, более или менее близка к ней. Определение влажности, выполненное в неодинаковых услови х, дает плохо сопоставш 1ые результаты.

В дистилл цирнных методах исследуемый образец подогреваетс s сосуде с определенным количеством жидкости не смешивающейс , с водой (бензол, толуол, минеральное масло), до температуры кипени этой жидкости Пары, проход через холодильник, конденсируютс в измерительном сосуде , в котором измер етс объем и вес воды.

Дистилл ционньом методом присущи следующие недостатки: конец процес ,са дистилл ций соответствует не полному удалению влаги, а равновесному состо нию; конец извлечени влаги определ етс по посто нству

объема конденсата в измерительном сосуде и зависит от интервала между измерени ми, от точности измерени (0,1 мл) объемов; разные растворители , имеющие разные температуры кипени , извлекают разное количество влаги; имеютс потери влаги на стенках холодильника и соединительчых трубках.

Дистилл ционный метод также определ ет некую условную величину, а не истинную влажность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс способ получени сухого органического вещества , включающий нагревание и исследование формы сигнала дерного магнитного резонанса (ЯМР). Способ измерени влажности методом ЯМР заключаетс в том, что получают сигнал поглощени протонного резонанса в магнитном поле, когда выполн етс условие о 0 частота возбуждающего радиопол ; - -гиромагнитное отношение протона; HQ напр женность посто нного магнитного пол . По интенсивности сигнала протонного резонанса суд т о влажности исследуемого образца, а по форме сигнала поглощени и ширине линии - о физико-химических св з х впажности с веществом 2.

Однако вла.гомер ЯМР калибруют по образцам с извес.тным содержанием влаги, полученным методом сушки или дистилл ции, которые имеют значителные погрешности. Кроме того, крива интенсивности сигнала ЯМР от содержани влаги нелинейна, что приводит .к систематическим погрешност м в градуировке, а точность измерени этим методом влажности зависит от стабильности осциллирующего и модулирующего полей и от посто нства коэффициента усилени ЯМР влагомера В силу указанных причин точность ЯМР влагомера ниже точности пр мых методов, а его высока чувствительность не может быть полностью использована .

Цель изобретени - повышение точности измерени влажности.

Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу получени сухого органического вещества, включающему нагревание образца и исследование формы сигнала ЯМР, образец помещают в сосуд, соединенный с вакуумной системой, постепенно повышают температуру образца и суд т об отсутствии влаги в образце по переходу широкой линии ЯМР св занных протонов к узкой линии свободных протонов в органическом веществе.

На фиг. 1 показана форма линии ЯМР протонов свободной воды; на фиг. 2 - форма линии ЯМР св занных протонов воды с протонами органического вещества; на фиг. 3 - схема установки , на которой осуществл етс предлагаемый способ. Сигнал ЯМР протонов свободной во ды имеет узкую резонансную линию, а протоцы воды, св занные с протонами органического вещества, дают более широкую линию сигнала ЯМР, что обус довлено уменьшением времени релакса ции св занных протонов. Если вещество нагревать и одновременно поддерживать вакуум, то при определенной температуре сигнал с узкой линией исчезает, широка лини протонов св занной воды и протонов органического вещества еше более ушир етс с повышением температуры Однако, при определенной температур вещества, наход щегос в вакууме, св занна вода высвобождаетс и начинаетс суха возгонка органического вещества. В момент сухой возгонки уменьшаетс обменное взаимодействие , присущее твердому телу, увеличиваютс времена релаксации протонов вещества и, следовательно снова возникает узка лини ЯМР (фиг. 1 и 2). Этот переход широкой линии к узкой в момент начала возгонки и соответствует реперной точке сухого вещества. В результате возгонки резки измен ютс спин-решетчатое и спинспиновое взаимодействи , которые и привод т к уменьшению ширины лини ЯМР. Это уменьшение может составл т несколько пор дков в зависимости от структуры вещества, что легко наблю даетс на спектрометре ЯМР. Адсорбированна на поверхности твердого тела вода имеет врем релаксации 0,1 с, тогда как свободна вода релаксирует с временем Т,, равным 3 с что приводит к различным ширинам линий,.что также фиксируетс спектрометром ЯМР, который имеет разреша ющую способность Й10. Предлагаемый способ реализуетс с помощью установки, содержащей образец 1, помещенный в сосуд 2, катушку 3 возбуждени радиочастотного пол , термопару 4 с сё лопишущим потенциометром 5, абсорбенты б, вакуА

,

I

Ширина линии Фиг.г умный насос 7, вентил тор 8, нагреватель 9, теплонагревательную камеру 10. Способ осуществл ют следующим образом . Образец 1 помещаетс в сосуд 2,из которого откачиваетс воздух вакуумным насосом 7.Дл определени степени разложени вещества при сухой йозгонке летучие вещества собираютс Абсорбентами 6, а затем взвешиваютс . Нагрев образца осуществл етс с помощью нагретого воздуха, прогон емого вентил тором 8 с нагревателем 9 по теплонагревательной камере 10. Контроль температуры образца осуществл етс термопарюй 4 с самопишущим потенциометром 5. Сигнал ЯМР снимаетс с катушки 3 и подаетс .на последующие блоки наблюдени сигнала спектрометра ЯМР. С помощью спектрометра осуществд кзт ЯМр измерени ширины линии и интенсивности сигнала при нагревании образца в вакуум - , По экстремальным точкам производной кривой поглощени измер ют ширину линии свободных протонов и протонов вещества, св занных с протонами воды . При переходе широкой линии (фиг. 1) к узкой (фиг. 2) измер ют температуру образца в момент начала возгонки, так как они дл разных веществ и материалов вл ютс неодинаковыми . Момент перехода широкой линии к узкой вл етс реперной точкой сухого органического вещества. При создании шкалы влажности получают такие же образцы сухого вещества , взвешивают их, добавл ют в определенном процентном отношении по массе воду и получают образцы с определенной влажностью. С помощью предлагаемого способа получают реперную точку сухого вещества , что позвол ет создать эталон влажности и стандартных образцов высокой точности дл калибровки влагомеров . При этом передаточный коэффициент протонно-резонансного влагомера не вл етс измерительной характеристикой и не вносит погрешность в измерени .

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА, включающий нагревание и исследование формы сигнала ядерного магнитного резонанса (ЯМР) образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения влажности, образец помещают в сосуд, соединенный с вакуумной системой, постепенно повышают температуру образца и судят об отсутствии влаги в образце по переходу широкой линии ЯМР связанных протонов к узкой линии свободных протонов в органическом веществе.

1070299