一種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置，其是將恒溫循環(huán)水浴和激光發(fā)射器通過導(dǎo)線與電源連接，恒溫循環(huán)水浴與玻璃夾套瓶連通，玻璃夾套瓶中的試樣瓶內(nèi)設(shè)置有磁子，玻璃夾套瓶的底部設(shè)置有磁力攪拌器，在玻璃夾套瓶的頂部橡膠塞上設(shè)置有延伸至試樣瓶內(nèi)的加樣注射器和接觸式溫度傳感器，激光發(fā)射器與激光接收器分別設(shè)置在玻璃夾套瓶的兩側(cè)，激光接收器與溫度傳感器分別通過導(dǎo)線與數(shù)字光強(qiáng)顯示器相連接，數(shù)字光強(qiáng)顯示器通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)相連，本發(fā)明克服了傳統(tǒng)濁點(diǎn)法測定溶解度時(shí)用肉眼觀察所產(chǎn)生的誤差大、不穩(wěn)定，可重復(fù)性差的問題，實(shí)現(xiàn)了溶劑定量連續(xù)間斷的注入，解決了注樣時(shí)樣品附著器壁的問題。
【專利說明】—種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溶液相平衡研究【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相化學(xué)是熱力學(xué)在化學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用之一。通過冶煉，萃取，蒸餾，凝結(jié)等工藝從天然鹽類中提取材料，合成工業(yè)產(chǎn)品，生產(chǎn)生活用品等，均需要有關(guān)相化學(xué)的知識。因而研究多相體系的相平衡在化學(xué)、化工的科研和生產(chǎn)中有重要的意義，而相平衡的研究很大一部分依賴于固液溶解度的測定。
[0003]傳統(tǒng)的溶解度測定方法具有很大的局限性，常見的溶解度測定方法主要有平衡法和動態(tài)法兩種。平衡法可以稱為等溫溶解度測定法。一般通過固定溫度，將質(zhì)量精確已知的溶質(zhì)與溶劑放入平衡容器內(nèi)，經(jīng)過長時(shí)間的混合溶解，最終達(dá)到溶解平衡，靜置后分析上層清液中溶質(zhì)的量來確定溶解度。該方法測定的溶解度一次性只限定于一個(gè)溫度并且用時(shí)長。動態(tài)法一般是在一個(gè)逐漸升溫的環(huán)境中，通過觀察已知質(zhì)量的溶質(zhì)在質(zhì)量同樣已知的溶劑中完全溶解的實(shí)時(shí)溫度來測定溶解度。該方法的局限性在于需要用肉眼觀察溶解平衡點(diǎn)，準(zhǔn)確性較差。
[0004]近年來激光憑借其單色性，相干性與方向性，被廣泛應(yīng)用于生活科研的方方面面，如焊接、切割、軍事、醫(yī)療、制膜、清洗等領(lǐng)域。濁點(diǎn)儀依靠激光的獨(dú)特性質(zhì)，主要由激光發(fā)生系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)組成，通過檢測被未完全溶解的溶質(zhì)散射后的激光光強(qiáng)來判斷溶解平衡達(dá)到與否。該裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)相平衡的快速獲得，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)寬溫度范圍內(nèi)溶解度的準(zhǔn)確測定。
[0005]濁點(diǎn)儀的方法最初主要應(yīng)用于一些藥物溶解度的測定。長春科技大學(xué)的王鵬等人采用自制的濁點(diǎn)儀對益壽糖在水和乙醇中的溶解度進(jìn)行了測定，該測定只涉及到等溫溶解度研究。在實(shí)驗(yàn)的過程中，每隔15分鐘向盛有已知溶劑組成的樣品瓶中加入少量溶質(zhì)以待溶解，當(dāng)最后一次加入的溶質(zhì)恰好完全溶解時(shí)，激光的光強(qiáng)隨之達(dá)到最大值，最后通過計(jì)算加入樣品的質(zhì)量來確定平衡的組成。實(shí)驗(yàn)裝置中采用了 50ml的樣品瓶，使用冷凝管減少溶劑的揮發(fā)，溫度計(jì)檢測溫度。因?yàn)槠湎嗤瑮l件下測定的溶解度結(jié)果較溶劑揮發(fā)法來說普遍偏小，說明該實(shí)驗(yàn)裝置相對來說比較粗糙。另外也有許多課題組采用濁點(diǎn)儀來測定溶解度，韋小杰等人將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)引入設(shè)備當(dāng)中，達(dá)到了自動監(jiān)測電子信號的效果并且獲得了多溫溶解度數(shù)據(jù)。
[0006]目前實(shí)驗(yàn)中所使用濁點(diǎn)儀測定裝置均使用冷凝管以及大容積的樣品瓶，實(shí)驗(yàn)設(shè)備繁雜，樣品使用量大導(dǎo)致溶劑揮發(fā)嚴(yán)重，從而使實(shí)驗(yàn)精度降低。為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明專利提供了 一種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種可提高固液相平衡溶解度測定的精確度、縮短平衡時(shí)間、實(shí)現(xiàn)寬溫度范圍內(nèi)溶解度的測定的利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置。
[0008]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:將恒溫循環(huán)水浴和激光發(fā)射器通過導(dǎo)線與電源連接，恒溫循環(huán)水浴的出水端口通過導(dǎo)管與玻璃夾套瓶的進(jìn)水口連通、回水端口通過導(dǎo)管與玻璃夾套瓶的出水口連通，玻璃夾套瓶中的試樣瓶內(nèi)設(shè)置有磁子，玻璃夾套瓶的底部設(shè)置有與磁子適配的磁力攪拌器，在玻璃夾套瓶的頂部橡膠塞上設(shè)置有延伸至試樣瓶內(nèi)的加樣注射器和溫度傳感器，激光發(fā)射器與激光接收器分別設(shè)置在玻璃夾套瓶的兩偵牝激光接收器與溫度傳感器分別通過導(dǎo)線與數(shù)字光強(qiáng)顯示器相連接，數(shù)字光強(qiáng)顯示器通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)相連。
[0009]上述玻璃夾套瓶的中心在激光發(fā)射器的激光發(fā)射方向上。
[0010]本發(fā)明所提供的一種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置，其是在玻璃夾套瓶兩側(cè)設(shè)置激光發(fā)射器與激光接收器，利用恒溫循環(huán)水浴向玻璃夾套瓶提供恒溫水浴，使溶質(zhì)完全溶解，通過檢測被未完全溶解的溶質(zhì)散射后的激光光強(qiáng)來判斷溶解平衡達(dá)到與否，當(dāng)溶質(zhì)完全溶解，激光光強(qiáng)達(dá)到最大值并保持恒定時(shí)，根據(jù)加入試樣瓶中的溶質(zhì)、溶劑的量來確定對應(yīng)溫度下的溶解度，克服了傳統(tǒng)濁點(diǎn)法測定溶解度時(shí)用肉眼觀察所產(chǎn)生的誤差大、不穩(wěn)定，可重復(fù)性差的問題，其采用注射器向玻璃夾套瓶進(jìn)樣，取代了傳統(tǒng)濁點(diǎn)法一次性進(jìn)樣的弊端，實(shí)現(xiàn)溶劑定量連續(xù)間斷的注入，解決了注樣時(shí)樣品附著器壁的問題，而且利用數(shù)字光強(qiáng)顯示器實(shí)現(xiàn)了溫度與光強(qiáng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過連接計(jì)算機(jī)，設(shè)置相應(yīng)的測定時(shí)間、光強(qiáng)范圍、檢測頻率、溫度范圍，使光強(qiáng)-溫度-時(shí)間在動態(tài)溶解度測定系統(tǒng)中得以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，并生成連續(xù)的光強(qiáng)與溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了更加直觀的觀測與計(jì)算，本發(fā)明操作簡單，縮短了平衡測定的時(shí)間，準(zhǔn)確度、重復(fù)性高，適用范圍廣，能夠?qū)崿F(xiàn)電解質(zhì)以及非電解質(zhì)在純?nèi)軇┗蚧旌先軇┲械臏y定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不僅限于下述實(shí)施的情形。
[0013]由圖1可知，本實(shí)施例的利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置是由電源1、恒溫循環(huán)水浴2、激光發(fā)射器3、磁力攪拌器4、玻璃夾套瓶5、激光接收器6、數(shù)字光強(qiáng)顯示器7、計(jì)算機(jī)8、溫度傳感器9、加樣注射器10以及橡膠塞11連接構(gòu)成。
[0014]本實(shí)施例的恒溫循環(huán)水浴2用導(dǎo)線連接在電源I的輸出端上，可以采用普通市售的恒溫水浴箱，其自帶有可外接循環(huán)管路的出水端口與回水端口，出水端口通過導(dǎo)管與玻璃夾套瓶5的進(jìn)水口連通，回水端口通過導(dǎo)管與玻璃夾套瓶5的出水口連通，本實(shí)施例的玻璃夾套瓶5是內(nèi)帶試樣瓶且耐酸堿腐蝕的玻璃套瓶，內(nèi)套其瓶高12cm，外徑5cm，內(nèi)徑
1.5cm，容積為10ml，瓶口用橡膠塞11密封，保證試樣瓶內(nèi)空間密閉，揮發(fā)性溶劑不流失，在橡膠塞11上還安裝有一個(gè)針管式加樣注射器10和一個(gè)接觸式的溫度傳感器9，加樣注射器10的注射口延伸至試樣瓶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)溶劑的連續(xù)定量間斷注入，避免樣品附著試樣瓶壁，溫度傳感器9的感溫部位延伸至試樣瓶的底部，對試樣瓶內(nèi)的待測溶液的溫度實(shí)時(shí)檢測,該溫度傳感器9通過導(dǎo)線連接在數(shù)字光強(qiáng)顯示器7上，在玻璃夾套瓶5的試樣瓶內(nèi)底部放置有磁子，在玻璃夾套瓶5底部設(shè)置一個(gè)與電源I連接的磁力攪拌器4，即玻璃夾套瓶5放置在磁力攪拌器4上，該磁力攪拌器4與磁子相適配，在磁力作用下使磁子運(yùn)動，對試樣瓶中的溶液進(jìn)行攪拌。在玻璃夾套瓶5的左側(cè)安裝有與電源I連接的激光發(fā)射器3、右側(cè)安裝有與激光發(fā)射器3相應(yīng)的激光接收器6，為了保證檢測精確，將玻璃夾套瓶5的中心與激光發(fā)射器3、激光接收器6的激光傳播方向在同一直線上，即玻璃夾套瓶5的中心在激光發(fā)射方向上。激光接收器6通過導(dǎo)線與數(shù)字光強(qiáng)顯示器7相連，將接收的光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給數(shù)字光強(qiáng)顯示器7，該數(shù)字光強(qiáng)顯示器7通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)8連接，可以通過計(jì)算機(jī)8設(shè)置相應(yīng)的測定時(shí)間、光強(qiáng)范圍、檢測頻率、溫度范圍等，使光強(qiáng)-溫度-時(shí)間實(shí)時(shí)呈現(xiàn)并生成連續(xù)的光強(qiáng)與溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了更加直觀的觀測與計(jì)算。
[0015]本發(fā)明的工作原理如下:
[0016]采用直接稱重法稱量一定質(zhì)量的溶質(zhì)于玻璃夾套瓶5中，注入5ml左右的溶劑(一元多元溶劑均可)，將恒溫循環(huán)水浴2設(shè)置到高溫狀態(tài)，開啟磁力攪拌器4直至溶質(zhì)完全溶解，此時(shí)激光光強(qiáng)達(dá)到最大值并保持恒定，將恒溫水浴緩慢降溫至溶質(zhì)突然析出，此時(shí)激光光強(qiáng)驟降，隨即緩慢升溫，使溶質(zhì)逐漸溶解，光強(qiáng)攀升直至保持恒定，此時(shí)即達(dá)到溶解平衡，根據(jù)加入套瓶中的溶質(zhì)溶劑的質(zhì)量計(jì)算該溫度下的溶解度。該過程重復(fù)三次，取平均溫度。用盛有已知溶劑質(zhì)量的注射器向玻璃套瓶中注入定量的溶劑，緩慢降溫至溶質(zhì)析出，然后升溫記錄激光光強(qiáng)最大點(diǎn)時(shí)的溫度，該過程同樣重復(fù)三次取平均溫度，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，通過以上過程即可以實(shí)現(xiàn)多溫下溶解度的測定。而等溫溶解度的測定是將恒溫循環(huán)水浴2設(shè)定到實(shí)驗(yàn)溫度，通過向已知組成的未完全溶解度的混合溶液中逐滴滴加溶劑，等待溶質(zhì)完全溶解即激光光強(qiáng)達(dá)到最大值為止，最終根據(jù)加入套瓶中的溶質(zhì)溶劑的含量來確定實(shí)驗(yàn)溫度下溶解度。
【權(quán)利要求】
1.一種利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置，其特征在于:恒溫循環(huán)水浴(2)和激光發(fā)射器(3)通過導(dǎo)線與電源(I)連接，恒溫循環(huán)水浴(2)的出水端口通過導(dǎo)管與玻璃夾套瓶(5)的進(jìn)水口連通、回水端口通過導(dǎo)管與玻璃夾套瓶(5)的出水口連通，玻璃夾套瓶(5)中的試樣瓶內(nèi)設(shè)置有磁子，玻璃夾套瓶(5)的底部設(shè)置有與磁子適配的磁力攪拌器(4)，在玻璃夾套瓶(5)的頂部橡膠塞(11)上設(shè)置有延伸至試樣瓶內(nèi)的加樣注射器(10)和溫度傳感器(9)，激光發(fā)射器(3)與激光接收器(6)分別設(shè)置在玻璃夾套瓶(5)的兩側(cè)，激光接收器(6 )與溫度傳感器(9 )分別通過導(dǎo)線與數(shù)字光強(qiáng)顯示器(7 )相連接，數(shù)字光強(qiáng)顯示器(7 )通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)(8)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光光強(qiáng)檢測固液溶解度的裝置，其特征在于:所述玻璃夾套瓶(5)的中心在激光發(fā)射器(3)的激光發(fā)射方向上。
【文檔編號】G01N5/00GK103940693SQ201410139273
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】胡滿成, 趙丹丹, 李淑妮, 翟全國, 蔣育澄 申請人:陜西師范大學(xué)