способ приготовления чувствительного элемента индикатора влажности для хладонов и маслохладоновых смесей на их основе

Формула изобретения

Способ приготовления чувствительного элемента индикатора влажности для хладонов и маслохладоновых смесей, включающий пропитку фильтровальной бумаги водным раствором бромистого кобальта, отличающийся тем, что в пропитывающий раствор дополнительно вводят йод в растворе иодистого калия с последующим добавлением тиосульфата натрия при следующих соотношениях компонентов, мас.

Кобальт бромистый шестиводный 7,07 7,10

Калий иодистый 7,18 7,20

Йод 1,95 2,00

Натрий тиосульфат 3,75 3,90

Вода дистиллированная До 100с

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для визуального определения влажности различных газов и жидкостей и применяться в приборах, предназначенных для измерения влажности, в частности, в индикаторах влажности, для контроля влажности хладонов и маслохладоновых смесей.

Индикаторы влажности используются, например, при эксплуатации холодильных машин для контроля уровня влагосодержания рабочих сред (маслохладоновых смесей) и установления факта, что концентрация воды превышает или не превышает некоторое заданное безопасное значение, установленное при предварительных исследованиях. Контроль состоит в наблюдении за обратимым изменением окраски чувствительного элемента и ее интенсивности при изменении концентрации воды в рабочей среде.

Известны способы приготовления чувствительных элементов индикаторов влажности для контроля влажности рабочих сред холодильных машин [1,2].

Чувствительные элементы индикаторов влажности, приготовленные по [1] для контроля влажности фреонов, заполняющих герметичные системы холодильных машин, работают в диапазоне индикации влаги от 510^-4 до 20010^-4 мас.% и обратимо изменяют окраску от синей до розовой. При этом изменение цвета чувствительного элемента с изменением концентрации воды в контролируемой среде не превышает 5 мин.

Способ приготовления чувствительных элементов по [2] является усовершенствованием способа приготовления по [1] и обеспечивает возможность использовать чувствительные элементы индикаторов влажности для контроля влажности фреонов, заполняющих герметичные системы холодильных машин, обратимо менять окраску от синей до розовой при содержании влаги в рабочей среде машины от 510^-4 до 50010^-4 мас.% с расширением температурного диапазона индикации. Чувствительные элементы индикаторов влажности, приготовленные по [1,2], работают в одном диапазоне индикации влаги и по данным [3] в варианте [1] имеют фиксированный порог изменения окраски, равный от 510^-4 до 6010^-4 мас.% (табл.1). Порог чувствительности подобран так, чтобы изменение окраски от "сухо" до "влажно" (диапазон индикации влаги) проходило на уровне предельно допустимых концентраций воды для холодильных машин, работающих на хладонах R-12, R-22, R-502.

При переходе работы холодильных машин на частично хлорированные (переходные) и нехлорированные (озонобезопасные) хланоды используют синтетические масла на основе многоатомных спиртов и сложных эфиров, предельная концентрация влаги в которых в 100 и более раз больше, чем в известных холодильных маслах. По данным [4] для холодильных машин, работающих на хладонах R-22, R-134a с синтетическими маслами, предельно допустимая безопасная концентрация влаги в рабочей среде значительно превышает нормируемый порог, приведенный в [3] и составляет, например, для хладона R-134a от 3010^-4 до 10010^-4 мас. %, а влажность рабочей среды в работающей машине может превышать 100010^-4 мас.%.

Ближайшим аналогом заявляемого решения является способ приготовления чувствительных элементов индикаторов влажности по [1]. В табл.2 приведены данные по контролю влажности в маслохладоновых смесях на основе R-134a чувствительными элементами, приготовленными по [1] и [2] , по ГОСТ 24614 "Жидкости и газы, не взаимодействующие с реактивом Фишера. Кулонометрический метод определения воды".

Недостатками чувствительных элементов, приготовленных по [1] и [2], являются потеря обратимости при концентрациях воды в рабочих средах холодильных машин, реальных для маслохладоновых смесей на основе хладонов типа R-134a и несовпадение диапазоны индикации влаги с нормируемым диапазоном ее концентрации от 3010^-4 до 10010^-4 мас.%.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение контроля влажности и маслохладоновых смесей при концентрациях воды до 100010^-4 мас.% чувствительными элементами с диапазоном индикации влаги от 3010^-4 до 10010^-4 мас.%.

С этой целью, при использовании признаков известного способа приготовления [1] в качестве основы чувствительного элемента индикатора влажности применяли фильтровальную бумагу, а для приготовления пропитывающего раствора использовали водный раствор бромистого кобальта, к которому по предлагаемому способу приготовления чувствительных элементов добавляли иод в растворе иодистого калия с последующим добавлением тиосульфата натрия.

Соли и тиосульфат натрия увеличивают водостойкость солей кобальта на бумаге после нанесения пропитывающего раствора, препятствуют вымыванию солей кобальта из чувствительного элемента при высоких концентрациях воды в контролируемой среде и увеличивают диапазон индикации влаги за счет широкого спектра изменения окраски чувствительного элемента от ярко сине-зеленой через зеленую, светло-зеленую, болотную, бледно-болотную до бежевой.

Предлагаемый способ приготовления чувствительных элементов индикаторов влажности позволяет использовать их для контроля влажности рабочих сред холодильных машин при концентрации воды до 100010^-4 мас.%, при этом чувствительные элементы индикаторов влажности имеют фиксированный порог изменения окраски в диапазоне индикации влаги от 3010^-4 до 10010^-4 мас.% и обратимо изменяют окраску в спектре от ярко сине-зеленой через зеленую, светло-зеленую окраску, болотную, бледно-болотную до бежевой.

Пример реализации изобретения.

Чувствительные элементы индикаторов влажности приготавливают предлагаемым способом следующим образом.

Готовят два водных раствора.

Раствор 1. Навеску калия иодистого массой 14,36 г растворяют в 100³ дистиллированной воды. В полученный раствор калия иодистого вносят навеску иода массой 4,00 г.

Раствор 2. Навеску бромистого кобальта массой 14,14 г растворяют в 60 см³ дистиллированной воды.

Затем раствор 2 вводят в раствор 1, оставляют на сутки, фильтруют и добавляют навеску тиосульфата натрия массой 7,50 г. При указанной дозировке компонентов пропитывающий раствор имеет светло-коричневый цвет.

Бумажные фильтры опускают в пропитывающий раствор на время от 10 до 15 с, затем их высушивают в потоке сухого воздуха и разрезают в соответствии с формой матрицы чувствительного элемента индикатора влажности.

Приготовленный описанным способом чувствительный элемент индикатора влажности при контроле озонобезопасного хладона R-134a в системе холодильной машины сохраняет свою обратимость при концентрации воды до 100010^-4 мас.% с диапазоном индикации влаги от 3010^-4 до 10010^-4 мас.%. При этом изменение цвета чувствительного элемента с изменением концентрации воды в контролируемой среде не превышает 5 мин.

В табл.3 приведены данные по калибровке чувствительного элемента индикатора влажности, приготовленного предлагаемым способом на маслохладоновых смесях на базе хладонов R-134а и R-22.

Результаты приведенных испытаний (табл.3) показали, что поставленная задача достигнута полностью. Чувствительные элементы индикатора влажности, приготовленные по предлагаемому изобретению, дают возможность контролировать концентрацию влаги в маслохладоновых смесях на основе частично хлорированных и нехлорированных хладонов.

Приведенное соотношение компонентов в пропитывающем растворе обеспечивает указанный цветовой спектр чувствительного элемента индикатора влажности. Растворы, приготовленные с выходящим за указанные пределы содержанием компонентов, в случае меньшей массы одного из них дают недостаточно интенсивную и четкую окраску чувствительного элемента; в случае большей массы одного из компонентов окраска чувствительного элемента имеет повышенную интенсивность, что приводит к необратимости окраски элемента.

Заявленное техническое решение полностью решает задачу, стоящую перед изобретением, и соответствует критериям, предъявляемым к методам полуколичественного визуального определения в аналитической химии малых концентраций.

Заявленное техническое решение с характеризующими его отличительными признаками в настоящее время в Российской Федерации и за границей не известно и отвечает требованиям критерия "новизна".

Заявленное техническое решение является оригинальным, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и отвечает требованиям критерия "изобретательский уровень".

Заявляемый состав может быть изготовлен промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 501344, G 01 N 25/56, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 1516927, G 01 N 25/56, 1989.

3. Л.Ш. Малкин и В.Л. Колин "Осушка и очистка малых холодильных машин", М.: Легпищемаш, 1982, с.48-49.

4. Dil Kaltl und Klimatechnik, 9, 1995, с.614-618.