Спосіб контролю в’язкості рідин

1. Спосіб контролю в'язкості рідин, що відтворюється наступними діями - через кювету з рідиною пропускають випромінення і вимірюють спектральний параметр, який відрізняється тим, що через кювету з досліджуваною рідиною, а саме водою або водними розчинами солей, пропускають ІЧ-випромінення, реєструють спектри поглинання енергії коливань атомів у молекулярних групах (О-Н в молекулах води) на основних частотах, складових та першому обертоні, графічно визначають спектральний параметр - оптичну густину по інтенсивності смуг поглинання в максимумі та її зміну, пов'язану із зміною фізичного параметра рідини - дипольного моменту при коливаннях атомних груп, і по зміні фізичного та спектрального параметрів рідини, в залежності від концентрації та виду солі, визначають оптичну густину 37614 магають досить великої кількості рідин і розчинів, при низьких температурах викликає певні складнощі через труднощі перетікання рідини і розчинів по капілярах. Найбільш близьким по технічному вирішенню до засобу, що пропонується, є засіб, при якому використовується кореляція між об’ємом (стискання-розширення) і оптичною густиною рідин та розчинів, тобто між фізичними та спектральними параметрами. SU 1450583 А1.1988 МКВ6 G01 N 21/35. Область застосування - визначення фізичних параметрів рідин, а саме в’язкості спектральним методом. Здатність такої рідини, як вода, знаходитись в стані з більшою або меншою в’язкістю широко застосовується в промисловості, сільському господарстві - вода з меншою в’язкістю швидше розповсюджується по стеблах рослин, в судноплавстві при русі різних предметів у воді, так як їх швидкість руху залежить від того, у якому стані знаходиться вода, при функціонуванні людського організму, коли зменшення в’язкості крові поліпшує кровообіг. В основу винaxoдy покладена задaчa підвищення точності контролю в’язкоcті та комп’ютеризації даних вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано спосіб використання спектральних вимірів (інфрачервона ІЧ область спектра) фізичного параметра рідини (води) дипольного момента та його зміни у розчинах солей у воді від зміни концентрації розчина та виду солі (катіонів та аніонів), що в свою чергу викликає зміну спектрального параметра - інтенсивності смуг поглинання енергії коливань атомних груп (О-Н в молекулах Н2О) рідини (розчини солей у воді). Суть винаходу: через кювету, що містить рідину або розчин пропускають ІЧ випромінення і вимірюють спектральний параметр рідини. В якості чутливого фізичного параметра використовують зміну дипольного момента молекул в рідині або в розчині, який визначають по зміні спектрального параметра - інтенсивності смуг поглинання ІЧ - випромінення на частотах коливань атомів в молекулярних групах рідин або розчинів при зміні виду солей та їх концентрації. Спосіб відтворюється наступним чином. Приклад 1. Готують концентрований (насичений при нормальних умовах) розчин солі Mg(NО3)2, який потім розбавляють по об’єму: на один об’єм насиченого розчину солі беруть один об’єм води, одержують розчин 1:1. Далі до одного об’єму розчину 1:1 добавляють один об’єм води, одержують розчин концентрацією 1:2, далі до одного об’єма розчину 1:2 добавляють один об’єм води, одержуючи розчин 1:4, далі до одного об’єму розчину 1:4 добавляють один об’єм води, одержуючи розчин 1:8, далі до одного об’єму розчину 1:8 добавляють один об’єм води, одержуючи розчин 1:16. Приклад 2. Готують насичений розчинсолі Ca(NO3)2 у воді при нормальних умовах шлхом розведення одержують розчини 1:1, 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, вміщують в кювету товщиною 0,1 см та записують ІЧ - спектр на частотах 4000-10000 см-1 вимірюють І0 та І логарифмують. Отримані величини оптичної густини відкладають на графіку. Приклад 3. Готують насичений розчин солі Ва(NО3)2 у воді при нормальних умовах та шляхом розведення одержують розчини 1:1, 1:2,1:4, 1:8, 1:16. Кожен з отриманих розчинів вміщують у кювету з СаF3 з фіксованою товщиною 0,1 см, далі в кюветотримач, а кюветотрймач вміщують у прилад ІЧС-ІЧ, пропускають 14 випромінення і записують ІЧ спектр води з розчиненою сіллю на частотах 4000-10000 см-1, тобто першому обертоні валентних коливань груп О-Н у Н2О і складовій - валентні+деформаційні коливання у вигляді смуг поглинання енергії коливань атомів в молекулі. Інтенсивність смуг поглинання енергії коливань атомів в молекулі пропорційна зміні дипольного момента при коливанні атомів в молекулі. Інтенсивність смуг поглинання в максимумі - оптичну густину, вимірюють графічно, логарифмують Д=lgІ0/І, де І0 - інтенсивність світлового потоку; І - інтенсивність світлового потоку, що поглинається, і будують графік, де по ординаті відкладають оптичну густину Д р -на / Д Н 2О , а по абсцисі концен трацію-розведення розчину солі від насиченої до розведеної, в об’ємних частках. Точність вимірювання положення смуг поглинання ±10 см-1, похибка вимірювання 1-2%, а похибка вимірювання оптичної густини - 5%. Графічна крива і відтворює залежність зміни фізичного параметра - дипольного момента води та спектрального параметра - інтенсивності смуг поглинання (оптичної густини) від концентрації розчина, виду солі (катіонів і оніонів), в’язкості розчину. В’язкість розраховують по формулі h р - на = h Н 2О × 1 / де h р- на h Н 2О Д Н 2О , - в’язкість розчину в пуазах; - в’язкість води в пуазах; Д р -на Д Н 2О Д р - на - оптична густина розчину; - оптична густина води. Графічно - чим більша оптична густина, тим менше в’язкість розчина. Побудовані по експериментальним даним графіки наглядно показують зміну оптичної густини та в’язкості від виду солі катіона та аніона. 2 37614 Фіг. 1 ІЧ-спектр енергії поглинання коливань групи О-Н в молекулі Н2О в області складової частоти (n+d)ОН та першого обертона 2(ns, nas)OH. Призма Ф-1. Товщина кювети 0,1 см. 3 37614 Фіг. 2 Залежність оптичної густини розчину солі у воді від катіонів Mg+2, Ca+2, Ba+2 та аніонів (NO3)-2 та Cl-1 та їх концентрації. 1, 2, 3 – для першого обертона 2(ns, nas)OH·MgCl2, Mg(NO3)2, Ca(NO3)2, Ba(NO3)2 1’, 2’, 3’ - для складової (n+d)ОН. 4 37614 Фіг. 3 Залежність оптичної густини розчину солі у воді катіонів Zi+, Na+, K+, Rb+ та аніона Cl- для концентрації розведення 1:2 від насиченого розчину об’ємних часток. 1 - для 2(ns, nas)OH 1’ - для (n+d)ОН. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5