Спосіб визначення оптимальних концентрацій інгібіторів сольових відкладень

Реферат: Спосіб визначення оптимальних концентрацій інгібіторів сольових відкладень полягає у одночасному вимірюванні в комірці рСа і рН з ініціюванням кристалізації карбонату кальцію. Кристалізацію ініціюють шляхом неперервного дозування розчину NaOH з визначенням диференціальних кривих похідної показника кальцію по часу d(pCa)/dt), а за диференціальними кривими визначають для кожної концентрації інгібітора максимальні значення похідних показника кальцію по часу [d(pCa)/dt]max, будують залежності максимальних значень похідної показника кальцію по часу [d(pCa)/dt]max від концентрації інгібітора С, та встановлюють оптимальну концентрацію інгібітора, яка відповідає максимальному значенню максимумів похідних показника кальцію по часу {[d(pCa)/dt]max}max. UA 98500 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ КОНЦЕНТРАЦІЙ ІНГІБІТОРІВ СОЛЬОВИХ ВІДКЛАДЕНЬ UA 98500 U UA 98500 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електрохімічних методів аналізу рідких середовищ в галузях науки, медицини, промислових підприємств та ін. Відомий спосіб, за яким кристалізація СаСО3 ініціюється шляхом добавлення 0,5 М лугу у 3 3 досліджуваний розчин з розрахунку 0,5 мгекв/дм лугу на 1 мгекв/дм розчину [1]. Далі розчин перемішують, заливають у термостатовану pH-метричну комірку з подальшою неперервною реєстрацією. Індикаційними параметрами у даному способі є часовий проміжок індукційного періоду і кут нахилу кінетичної кривої. Недоліками такого способу є багато неавтоматизованих маніпуляцій (дозування, перемішування, заливання в комірку), що призводить до погіршення відтворюваності дослідів та 2+ відсутність контролю основного солеутворюючого параметра, яким є концентрація Са , що призводить до втрати інформативності. Найбільш близьким до способу, що пропонується, є спосіб одночасного неперервного 2+ автоматизованого комп'ютерного контролю під час кристалізації карбонату кальцію рСа , рН, рСО2 потенціометричним методом, в якому кристалізація ініціюється шляхом дегазації з розчину надлишкового СО2 за реакцією [2]: 2+ Са +2НСО3 СаСО3+СО2+Н2О. Недоліком такого способу є ініціювання кристалізації (дегазація СО2), яким не можна досягти великих перенасичень, що є необхідною умовою для досліджень розчинів з інгібіторами, оскільки вони є завжди в робочих умовах принципово перенасичені. Задачею корисної моделі є досягнення великих перенасичень, збільшення точності, відтворюваності і спрощення маніпуляційних процедур для встановлення оптимальних концентрацій інгібітора сольових відкладень. Задачу вирішують завдяки тому, що у способі визначення оптимальних концентрацій, який полягає у одночасному вимірюванні в комірці рСа і рН з ініціюванням кристалізації карбонату кальцію, кристалізацію ініціюють шляхом неперервного дозування розчину NaOH з визначенням диференціальних кривих похідної показника кальцію по часу d(pCa)/dt), а за диференціальними кривими визначають для кожної концентрації інгібітора максимальні значення похідних показника кальцію по часу [d(pCa)/dt]max, побудові залежності максимальних значень похідної показника кальцію по часу [d(pCa)/dt]max від концентрації інгібітора С, та встановлюють оптимальну концентрацію інгібітора, яка відповідає максимальному значенню максимумів похідних показника кальцію по часу {[d(pCa)/dt]max}max. Завдяки автоматизованому дозуванню NaOH, наприклад, за допомогою перистальтичного насоса, термостатуванню досліджуваного розчину і автоматизовано-комп'ютеризованій реєстрації значень рСа і рН з фіксуванням відповідного моменту часу і створенні бази даних у форматі, необхідному для подальшої обробки даних спеціальними розрахунковими програмами (наприклад, MathCad) досягається збільшення точності, відтворюваності і спрощення маніпуляційних процедур. За допомогою підбору концентрації лугу, яка залежить від хімічного складу водного розчину і від вимоги швидкості проходження ініційованої кристалізації карбонату кальцію, що необхідно для детального дослідження процесу. На фіг. 1 показані кінетичні криві залежності показника іонів кальцію рСа від часу. На фіг. 2 показана залежність похідної рСа по часу d(pCa)/dt від рН. На фіг. 3 показана залежність нормованої на одиницю максимальної похідної рСа по часу d(pCa)/dtmax від концентрації інгібітора сольових відкладень - оксіетилидендифосфонової кислоти (ОЕДФК) для запропонованого способу у - неперервна крива, та залежність нормованої на одиницю ефективності дії ОЕДФК для гравіметричного методу Еф(m) - пунктирна крива. Спосіб здійснюють наступним чином. В даному методі кристалізація СаСО3 ініціюється шляхом дозування лугу (NaOH) у досліджуваний гідрокарбонатний розчин, що містить кальцій, за реакціями: 2НСО3 +ОН СО3 +H2О, 2+ 2Сa +СО3 СаСО3. При дозуванні неперервно змінюється рН системи і утворюються кристалізаційні сполуки відповідного хімічного складу і добутку розчинності. Здійснюється контроль вказаних фізикохімічних параметрів, результати якого описуються рСа - часовими залежностями. На Фіг. 1 показані кінетичні криві показників іона кальцію рСа для різних концентрацій інгібітора (ОЕДФК): 3 1-0,25; 2-0,50; 3-0,75; 4-1,0; 5-2,0; 6-4,0; 7-6,0; 8-8,0; 9-10,0; 10-0,0 мг/дм . Далі обчислюють диференціальні криві d(pCa)/dt і, для подальшого аналізу, будують залежності d(pCa)/dt від рН (кристалограми (Фіг. 2)) для рН-сканування досліджуваної системи, за якими визначають максимальні значення похідних d(pCa)/dt ([d(pCa)/dt]max). Концентрація інгібітора, для якої [d(pCa)/dt]max буде максимальною і є оптимальною концентрацією. Даний спосіб був підтверджений паралельно традиційним гравіметричним 1 UA 98500 U 5 10 методом (Фіг. 3) шляхом зважування скляних пластинок з сольовим осадом, утвореним термічним випаровуванням розчину. Перевага даного способу полягає у отриманні великих перенасичень, що є необхідною умовою для тестування інгібіторів. Крім цього, автоматизоване неперервне дозування реагенту і автоматизовано-комп'ютеризована реєстрація даних із створенням бази даних для подальшої їх обробки за допомогою розрахункових програм робить спосіб точним, відтворюваним і з мінімальною кількістю маніпуляцій. Джерела інформації: 1. Рубежанский К.А. Кондуктометрическая и pH-метрическая индикация степени омагничивания водных систем по скорости кристаллизации. / К.А. Рубежанский, Б.П. Жанталай, Б.А. Куликов // Журнал физической химии. - 1976. - т. 50. - № 7. 2. Гаєвський В.Р. Метрологічні дослідження і випробовування аналізатора водних систем "АКВА" / В.Р. Гаєвський, В.З. Кочмарський // Збірник статей III наук.-техн. конф. УДАВГ. - м. Рівне. - 1997. - ч. 5. - С. 7-10. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб визначення оптимальних концентрацій інгібіторів сольових відкладень, який полягає у одночасному вимірюванні в комірці рСа і рН з ініціюванням кристалізації карбонату кальцію, який відрізняється тим, що кристалізацію ініціюють шляхом неперервного дозування розчину NaOH з визначенням диференціальних кривих похідної показника кальцію по часу d(pCa)/dt), а за диференціальними кривими визначають для кожної концентрації інгібітора максимальні значення похідних показника кальцію по часу [d(pCa)/dt]max, будують залежності максимальних значень похідної показника кальцію по часу [d(pCa)/dt]max від концентрації інгібітора С, та встановлюють оптимальну концентрацію інгібітора, яка відповідає максимальному значенню максимумів похідних показника кальцію по часу {[d(pCa)/dt] max}max. 2 UA 98500 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3