SU693210A1 - Способ определени концентрации электролита - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТА

Изобретение относитс  к области аналитического приборостроени  и может примен тьс  в претлышленности, например химической , ш  анализа бинарных растворов Известен способ определени  физикохимических параметров, таких как температура , концентрадй  определ емого компонента Газовой смеси. Определение сводитс  к возбуждению переходного процесса в специально организованном динамическом звене, в качестве которого.исполь зуют терморезистор, и измерении времени его протекани  в заданных пределах l}. По данному способу определение концентрашш электролита представл ет большие трудности. Наиболее близким техническим ршиением к изобретению  вл етс  способ определени  кондентрашга электролита, вклю чающий нагревание фиксированного объема аналиаируемого электролита, измерение времени достижени  заданной температуры по которому суд т о кон центра 1ши 2. По этому сррсобу анализируемую жидкую смесь нанос т на чувствительный элемент , измер ют врем  ёго Нагрева до фиксированной температуры выше температур кипени  компонентов при подведении к чувствительному элементу заданной мощности и по зависимости времени нагрева от состава определ ют концентрацию анализируемой смеси. Способ осуществл етс  следующим образом . В момент подачи напр жени  на мост Уитстона, одним из плеч которого  вл етс  чувствительный элемент, включаетс  система счета времени. На проводниках выдел етс  джоулево тепло и их температура повышаетс . Все проводники моста, кроме чувствительного элемента, выполнены из сплавов, дл  которых температурный коэффициент сопротивлени  равен нулю . Важнейшей характеристикой чувствительного элемента  вл етс  зависимость времени нагрева его до заданной температуры от теплоты, затраченной на удалейие нанесенной на его поверхность анализируемой смеси. Количестве теплоты, затраченное на удаление жидкой смеси, определ етс  теплоемкостью смеси и теп лотой ее испарени . В р зулътате ийМе рёнй темйёратуры чувствительного элемента , который Й31Ч ТбВЙеН из ПрОЕЙДНЙка с большим температурным коэффициен toiw, измен етс  его сопротивление, и в момент заданной разниШз напр жений в OTafxjHajrti моста счет времени прекращаетс . Однако известный способ затрудн ет оп|)е деление концентрации электролита, пото лу что чувствительный, элемент вы- ;11Ьл1аён из провод1шка, и нанесенный на ё ЬПо№рхнрсть электролит шунтирует электрическую цепь. Дл  устранени  данного  влени  нужно на чувствительный элемент наносить слой из диэлектрика, аэто приводит к понижению чувсТвителЬ НЬста и TO4HocTii определени . Рфоме ТОГО, точность определени  зависит от состо ни  поверхности сопри косноаейи  чувствительного элемента с йаШеённым на него электролитом, потому что через эту поверхность передае-гс  тепло, которое выдел етс  в чувствительном элементе. Услови  передачи теп 1ifa МЙйЬйт от состо ни  повфхности, а от условий передачи тепла зависит врем  нагрева чувствительного элемента. Следовательно,загр знение поверхности Bi процессе проведени  измерений приводит ;к понижению точности определени  йзмер емгбго параметра. . Низкй  Чувствительность,этого способа обу слЬвлена М1алыми :взменени ми теп лоемкОсти и теплоты испарени  от концентрации дл  большинства электролитов. . Целью насто щего изобретени   вл ет С  пЬвЬМёнйё чувствительности и точнос йГ впрёдёйёнйй kOiraeHtfxsaiH SifleirtpiOMHTia ПостЙ впёйНа  Шль достигаетс  тем, ЗДчх на1гревёШе бсрйеШтвдшот п|юпускани ёпёктрич еского тока через фиксированный объей аналийвируемого электролита, а измерение времени веду1г до м6мё1 та начала кипени , который О11редел5пот по скачк образному ук4еньшению тока, проход щего Через электролит. Способ осуществл етс  следующим образом . Фиксированный объем анализируе Мс гчй eJfieKTpejlwi нйгревают джоулевым тепйс, которое выдел етс  за счет протекани  через электролит электрического тока. Врем  нагревани  электролита до температуры кипени   вл етс  измер емой величиной. При изменении концентрации электролита мен етс  его удельна  электропроводность , плотность, температура начала кипени , теплоемкость. Чувствительность зависит от мощности электрической энерги и , подводимой к электролиту. Выбира  йсШнОсть, чувствительность йзмей ют в пределах От бесконечности до- нул . За счет высокой чувствительности повышаетс  точность определени  концентрации электролита. В предложенном способе чувствительность определени  концентрации зависит от мощности электрической энергии, подводимой к анализируемому электролиту, а также от изменени  удельной электропроводности , температуры начала кипени  и плотности электролита, которые дл  большинства электролитов измен ютс  от концентрации значительно сильнее, чем теплоемкость и теплота испарени . Кроме того, в данном способе отсутствует поверхность передачи тепла от нагревател  к анйлкзируемому электролиту. Of состо ни  поверхности зависит точность определени  концентрации. Это досгагаетс  за счет того, что анализируемый электролит нагревают за счет пропускани  через него электрического тока. На фиг. 1 представлень -зависимоста. времени нагревани  t..электролита до Момента начала кипени  от концентрации в % воднь1х растворов хлористого кали  при различных токах, протекающих через анализируемой электролит: 1 - 60 мА; 2 -70мА, 3- 80 мА, 4 - 90 мА, 5 100 мА. Начальна  температура электро;лита 25 С. Объем электролита зафиксирован в стекл нной трубке длиной 23 мм и внутренним диаметром 1 мм. На фиг. 2 показана зависимость чувбтвйтельности времени нагревани  до момента кипени  к- иетленению конat - центрации -т при различных токах D, 1(1ротека1бщих через 13 вес.%-ный водный раСтврр хлористого кали . Начальна  темп атура электролита . Объем электролита зафиксирован в стекл нной трубке длиной 23 мм и внутренним диаметром 1 мм. Пример. В качестве электролита дл  проведени  лабораторных испытаний макета прибора, реализующего предложенный способ, примен ли водные растворы хлористого кали . Было приготовлено четыре раствора с концентрахш ми 7, 10, 13, 16 вес.%. Объем электролита фиксировали в стекл нной трубке длиной 23 мм и внутренго1м диаметром 1 мм. Начальную температуру электролита поддерживали равной 25 С. Измер ли врем  нагревани  электролита до момента начала кипени  при следующих токах протекающих через него 60, 70, 80, 90, 100 мА. Силу тока поддерживали на заданном уров не с помощью электрюнного стабилизатора тока. При увеличении концентрации электролита увеличиваетс  врем  нагревани  его до мс«мента начала кипени  и при увеличении тока, протекающего через электролит , уменьшаетс  врем  нагревани  (фиг. 1).

Полученные данные говор т о том, что концентраци  электролита определена с точностью не хуже, чем + 0,55% при токе 60 мА, и не хуже, чем ± 0,19% при токе 80 мА.

Предложеннь1й способ увеличивает чувствительность и точность определени  концентрации электролита. Это дает возможность улучшить качество контрол  параметров электролита, участвующего в технологическом процессе в различных отрасл х промышленности, например в химической , что позвол ет улучшить качество выпускаемого продукта, уменьшить потери сырь  иэнергетические затраты, на-

693210

Пример, в отделении выпарки хлористого .производства.

Преобразование намер емого параметра .во временной ин1врвал, удобный дл  сочетани  с цифровыми средствами офаботки информации, позвол ет получить быструю и точную информацию о концентрации электролита и использовать ее дл  управлени  технологическими процессами.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  концентрации электролита , включающий нагревание фиксированного объема анализируемого электролиПри уменьшении тока, протекающего через электролит, увеличиваетс  чувствительность времени нагревани  электролита до момента начала кипени  к изменению кондантрации электролита, (фиг. 2). Эта возможность получена дл  13 вес.%-ного водного раствора хлористого кали . Экспфиментально полученньге. зависимости подтв ждают возможность применени  способа дл  определени  концентрации электролита. Результаты обработки экспериментальных данных дл  13 ввс.%-водного растlaopa хлористого кали  приведены в таблице . При каждом токе было сделано по дес ть замеров времени. 69 та, измерение времени достиже 1и  заданной температуры, по которому суд т о концентрации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности определени , коншнтраци  электролита нагревание осуществл ют пропусканием электрического тока через фиксированный объем анализируемого элек тролита, а измерение времени ведут до момента начала кипени , который определ ют по скачкообразному уменьшению тока , проход щего через электролит. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   Фиг.1 0 1.Агейкин Д, И, и др. Аналитические приборы, построенные на динамическом принципе преобразовани . В сб. тезисов . докладов Всесоюзной конференции Состо ние и перспективы развити  аналитического приборостроени  до 1985 г. Тупа, но брь, 1975, Секци  Научно-технические проблемы газоанали- тй ческого приборостроени  , М., 1975, с. .
2. 2.Авторское свидетельство СССР №336578, кл. G 01 N 25/08, 1969, (прототип).