химический сенсор для определения воды в моторных топливах

Формула изобретения

Химический сенсор для определения содержания воды в моторных топливах, представляющий собой пластинки из алюминиевой фольги, покрытые композитным сорбентом и индикатором, причем в качестве композитного сорбента используют смесь, состоящую из силикагеля 60, гипса и жидкого стекла, а в качестве индикатора - смесь ферроцианида калия К₃[Fе(СN)₆] и сульфата железа FeSO ₄, которая в присутствии воды окрашивается в синий цвет за счет формирования координационного соединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к методам контроля качества моторных топлив и может быть использовано в индивидуальных средствах определения содержания воды в моторных топливах, а также в лабораторных условиях.

Известен способ [RU 2185621 С1] определения воды, конкретно индикаторные полосы, способные под действием воды изменять цвет. Он может быть использован для определения границы и уровня раздела фаз между нефтепродуктами и водой в резервуарах, цистернах, танкерах, топливных баках, отстойных очистных сооружениях, где необходимо контролировать уровень воды и ее количество. Индикаторная полоса для определения границы и уровня раздела фаз нефтепродуктов и воды состоит из индикаторной бумаги, содержащей тиоцианатный комплекс кобальта в виде комплексной соли калия, натрия или аммония, причем тиоцианатный комплекс кобальта нанесен в количестве 0,01-2 мас.ч. по отношению к 100 мас.ч. бумаги, которая дублирована по одной стороне двухсторонней липкой лентой со снимаемым покрытием, имеет размер (3-20)×(10-200) мм, а также герметично запаяна в полиэтиленовую пленку. Индикаторная полоса может содержать фоновый краситель 0,01-0,1 мас.ч. по отношению к 100 мас.ч. бумаги. Достигается быстрота, простота, точность и надежность определения.

Недостаток данного способа в том, что тиоцианатный комплекс кобальта имеет в воде небольшую величину молярного коэффициента поглощения и тем самым обладает недостаточной чувствительностью к воде.

Наиболее близким к заявляемому является изобретение [RU 2249207 С1], которое относится к области контроля качества жидких топлив и используется для определения в них содержания свободной воды и механических примесей. Индикатор представляет собой фильтрующий материал, который выполнен из двух скрепленных между собой слоев, каждый из которых выполнен из смеси ультратонких перхлорвиниловых волокон с диаметром 5-9 мкм и 0,5-1,2 мкм, при этом первый слой в качестве химического реагента содержит гексацианоферрат (II), а второй слой смесь калия гексацианоферрата (II) и калия гексацианоферрата (III). Индикатор обладает высокой чувствительностью к эмульсионной воде, присутствующей в жидком углеводородном топливе.

Предлагаемый индикатор в зависимости от количества воды может давать нестабильную окраску, кроме того, чувствительность метода зависит от таких факторов, как дисперсность системы, что является препятствием к дальнейшему использованию данного изобретения.

Предлагается простой способ индивидуального контроля за содержанием воды в моторных топливах. Способ основан на образовании интенсивно окрашенного в синий цвет координационного соединения, которое формируется при взаимодействии сульфата железа (II) и гексацианоферрата (III) в присутствии воды. Интенсивность окраски зависит от содержания воды в контролируемой системе.

Приготовление химического сенсора. Приготавливают материал химического сенсора, имеющий следующий состав, %: силикагель 60-А - 20, гипс - 5, жидкое стекло 20%-ное - 5, вода - остальное. В эту смесь вносят 0,1 г смеси, содержащей 0,05 г К₃[Fе(СN) ₆] и 0,05 г FeSO₄. Сорбент окрашивается в интенсивно синий цвет. Смесь тщательно перемешивают, наносят на алюминиевую фольгу в количестве 0,5 г на каждую пластинку. Пропускают каждую пластинку через прижимное устройство - ограничитель, при этом на пластинке остается слой материала толщиной 0,1 мм. Пластинки подсушивают под током вентилятора, далее помещают в термостат и выдерживают до тех пор, пока поверхность сорбента не станет белой. Под током воздуха при температуре около 40-45°С пластинки разрезают на полоски шириной 10 мм и высотой 80 мм, затем упаковывают их в водонепроницаемые пластиковые коробочки по 50 шт.

Приготовление шкалы. В 10 стаканчиков вносят 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 5,0; 10,0 см³ воды, далее приливают во все стаканчики до 100 см³ изооктана ХЧ или ОСЧ, по 0,1 см³ поверхностно-активного вещества ОП-10. Тщательно все перемешивают, в каждый стаканчик опускают пластинку до обозначенной на пластинке черты (60 мм от нижнего края). Через 5 с пластинку вынимают и фотографируют или находят по цветометрической шкале тон и интенсивность окраски и составляют шкалу с обозначением содержания воды в %.

Проведение определения. Отобрать пробу моторного топлива в объеме 50 см³, опустить в нее сенсорную полоску, подержать 5 с, вынуть и сравнить окраску со шкалой (таблица).

Таблица Результаты определения содержания воды в бензинах
Марка бензина	Внесено воды, %	Найдено, %
Данным методом	По методике [2]
	-	0,01	0,01
АИ76	0,10	0,10	0,12
	0,50	0,50	0,70
	1,00	0,90	0,90
	-	0,01	0,02
АИ92	0,10	0,10	0,15
	0,50	0,50	0,40
	1,00	1,00	0,80
	-	0,01	0,01
АИ95	0,10	0,10	0,15
	0,50	0,50	0,40
	1,00	1,00	0,90

Как видно из результатов (таблица), предлагаемый метод определения воды в бензинах с использованием химического сенсора обладает высокими аналитическими характеристиками.