溶解氧分析仪（精选12篇）
溶解氧分析仪 篇1
随着生物工程时代的到来以及动植物细胞培养技术的发展,在许多研究、生产领域都需要测量一些介质的溶解氧含量。溶解氧的测量方法分为库仑法、原电池电极法和极谱型电极法。库仑法测量氧含量工艺复杂繁琐,不能用于在线测量,而且电解液有毒,既污染环境又不利于生产使用;原电池电极法测量范围窄,测量精度低。现在较为理想的测量方法是极谱型电极法,近几年从国外引进的大多数溶解氧分析仪表都采用极谱型法,主要有瑞士MT、德国E+H等公司的产品。
国内生产的溶解氧分析仪多采用原电池法且不防爆,测量范围窄(通常是0.001‰),精度低(大多为3%),而国外的此类仪器测量范围可达到0.01‰,精度上也高出许多,仪器电路也采用了先进的电子器件,使操作非常方便。
笔者设计的溶解氧分析仪主要采用极谱型复膜电极,实现了水中溶解的微量氧的测量和信号远传,要求测量精度高、稳定可靠,测量误差可达到±0.5%。
1 关键问题
1.1 电极信号特殊性的要求
由于电极输出的是微小电流,同时在阴极和阳极之间要加入0.6～0.8V负电压,因此,阴极与阳极之间电压的选择是使氧能被充分还原的关键。另外,电极输出的信号很弱,实现电路对信号的处理也有较大的困难。
1.2 温度影响对测量的要求
由于测量系统中温度的变化电极膜的透气率会发生变化,随着温度的上升,电极膜中氧穿透系数会增加,氧在电解质溶液中的扩散系数会增大,电极化学反应速度也增大。因此温度补偿在溶解氧测量系统中起着重要的作用。
1.3 压力影响
根据Henry定律,气体的溶解度与其分压成正比。氧分压与该地区的海拔高度有关,高原地区和平原地区的差可达20%,使用前必须根据当地大气压进行补偿。
1.4 电极残余电流影响
残余电流定义为在无氧情况下溶氧电极稳定输出电流,也称为氮电流或零氧电流。残余电流要求越小越好,其大小一般与三方面因素有关:一是电解质溶液中所含的杂质;二是漏电;三是内相氧的扩散。
1.5 仪表抗干扰
工业现场有各种噪声干扰存在,降低测量值中的噪声成分是仪表准确工作的前提。工业在线检测的溶解氧系统一般要求放大器的输入阻抗大于20MΩ,如果接地输入阻抗过小,可能会造成仪表显示跳动,甚至无法标定和测量。
2 测量原理
氧在水中的溶解度取决于温度,水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高水溶解氧的能力就越大,其关系由Henry定律和Dalton定律确定。一般情况下,如果气体与液体接触,那么某些气体将被吸收,直到达到平衡。假如气体压力增加一倍,则在单位液面上碰撞的气体分子也增加一倍,进入液体的数量也如此。Henry定律认为气体的溶解度与其分压成正比。
溶解氧分析仪传感器部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6～0.8V的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接收电子,产生电流,整个反应过程为:
阳极 Ag+Cl-→AgCl+2e-
阴极 O2+2H2O+4e-→4OH-
整个反应 4Ag+O2+2H2O+4Cl-→4AgCl+4OH-
根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。因此,通过高输入阻抗电流放大器测量出溶解氧电极中的电流大小,再经过电信号转换和数据处理,就形成了能够测量并显示水中溶解的氧值的溶解氧分析仪。
3 系统硬件电路
该设计用溶解氧传感器和温度传感器将被测溶液的氧含量和温度转换为电信号,经过前置的电流-电压转换、放大、滤波电路处理后变为0～2.5V的电压信号,送到液晶显示电路进行显示,同时经过4～20mA输出电路处理后,通过安全栅实现参数的远传。
系统硬件包括:电源模块、信号采集处理模块、信号输出模块及显示模块等。
3.1 电源模块
电源模块结构如图1所示,24V电源经反接保护二极管D9后,由两级场效应管Q1、Q2(3DJ7H)恒流后将仪表的总功耗限制在4mA,然后经过D4、D5、D6、D7、D8和Q7两级稳压后,电源输出为+5、-5V,为各放大器、液晶显示提供正常的工作电压。同时也为溶解氧电极的极化电压提供稳定的+5V电源。
3.2 信号采集处理模块
信号采集处理模块如图2所示,通过电阻R7将D0的测量信号引入高输入阻抗放大器U1进行阻抗变化,由第六脚将变换后的信号输出,然后再经R19、R20、R21、R22作电流电压转换后进入下一级,同时作为反馈信号经过U2进行缓冲放大,使信号更加稳定,经电位器SPAN改变整个放大器的放大倍数,回到U1的输入端,形成了一个电流输入电压反馈的正反馈回路,实现阻抗匹配和电流电压的转换和放大。
放大器U1、U2选用ICL7611BCPA,其工作电压选择±5VDC,输入阻抗高达1TΩ,功耗20μW,输入偏置电流5pA,完全满足设计的要求。
3.3 信号输出模块
4～20mA电流输出是国际电工技术委员会(IEC)推荐的统一信号标准,便于信号的远距离传输,能避开元器件的死区和初始非线性段,有利于检测断线故障。
图3所示为信号输出模块,为保证输出放大器的通带和负载能力,使用Q3、Q4组成复合管,并与放大器U4连接成电压控制的电流源。当前级放大后的信号加在运算放大器U4的同相输入端时,根据运算放大器虚短的原理,很容易得到I=Ui/(R27+R26)。电路的总体功耗在4mA,因此要求I在0～16mA,求得前置放大器的输出应在0～2.5V,从而保证仪表的输出为4～20mA。
3.4 显示模块
液晶显示器采用EDA802A,显示驱动控制器采用ICL7126,它是一个低功耗,±5V供电,专门用于显示数字、符号的字符型显示器、转换器。其电路如图4所示。
3.5 仪表的抗干扰
电路的基本单元是元器件,选择合适的元器件是抑制干扰的基本保证。电阻器全部选用金属膜电阻,电容器采用纸介电容器,电缆采用带金属网屏蔽的线。接地技术是抑制干扰的有效技术之一,是屏蔽技术的重要保证。
4 结束语
通过分析,笔者设计的溶解氧分析仪完全满足设计预期要求,达到了设计性能标准,经过测试表明其测量数据准确、功能完备、运行稳定可靠以及结构合理紧凑。仪表的各项技术参数达到了设计要求,满足了工业在线测量仪表的要求。
溶解氧分析仪 篇2
【本章结构】
（一）本章在全书中的地位
《第六章 溶解现象》是初中化学课程一级主题《身边的化学物质》的重要组成部分。首先，作为一种不可缺少的身边的化学物质，溶液它是继学生探究认识气体（空气、氧气、二氧化碳等）、固体（碳单质、常见的金属）、液体（自然界中水）后,接触到的一类成分更为复杂的化学物质。它是学生在日常生活中比较熟悉的一类分散体系，它也是学生在上册的化学学习中经常遇到的一类物质（如澄清石灰水、稀盐酸等）。但学生虽然熟悉溶液和溶解现象，却缺乏深入的了解，也不曾从化学的视角去研究。所以让学生集中和系统的学习一些溶液和溶解现象的知识，对于提高学生对溶液和溶解认识和理解是很必要的，也有利于学生更好地利用有关溶解知识去解释、解决生活中的常见问题。在下一章，将要学习的酸、碱、盐的知识，几乎它们之间的化学反应都是在溶液中发生的，要学好后续内容，就有必要要求学生比较系统的学习与掌握溶液的相关知识，因此本章的教学也正好为下一章的学习提供了知识，当然也为深入学习分散系的有关知识做了准备。
其次，引导学生从量的方面去认识溶液的组成，是溶液知识的深化，它既能帮助学生加深有关概念的理解和化学计算能力，更是学生将有关溶液知识科学运用到日常生活实际和生产及科学实验的必须。
（二）本章知识结构 本章知识共分三节：
第一节物质的溶解，是有关溶液的初步知识，主要包括溶液的基本特征、溶液的某些性质和用途和乳化现象及其应用、溶解现象（溶解过程中物质变化和能量变化）及其用途等知识。首先，本节从学生熟悉的分散现象事例和用途出发，引导学生从宏观上认识溶液和乳浊液的特征，从微观上认识溶液和乳浊液是分散质以微粒形式分散到分散剂中形成的稳定或较为稳定的分散体系，从而在此基础上使学生建立一个有关溶液的较为科学的概念，为后几节知识如溶解度、溶液的组成等的学习作一些必要的准备。其次，学生通过对溶解现象（溶解过程中物质变化和能量变化）和乳化现象的学习和了解，加深了对溶液在生产和生活中重要应用价值的理解。
第二节溶液组成的表示，主要内容有：溶液组成的定性表示：溶液=溶质+溶剂，溶液的组成定量表示：溶质的质量分数。这一节是对溶液知识的深化，学生将认识到除了水这一种常见的溶剂外，汽油、酒精等也是常见的溶剂；学生更将认识到，定量表示溶液的组成，是溶液知识运用到生产、生活实际和科学实验的必要前提。
第三节 物质的溶解性，主要包括影响物质溶解性的因素和物质溶解性的定量表示、结晶现象及其应用等知识。学生主要通过学习认识溶液可分为饱和溶液与不饱和溶液，继而认识到可以用溶解度定量表示物质的溶解性，从而找到了用于解释经常遇到的易溶、难溶、微溶等现象的科学依据，同时也为认识理解结晶现象提供了理论依据。
【重点、难点】 第一节 物质的溶解
1、重点：
（1）了解溶液的概念与特征，溶液的微观知识。（2）认识乳化现象及其在生活中的应用。（3）认识溶解现象及其在生活中的应用。
2、难点：
（1）从微观上认识溶液、乳化 第二节 溶液组成的表示
1、重点：
（1）掌握溶液组成的定量表示方法，认识溶质、溶剂与溶液三者的辨证关系。（2）进行溶质质量分数的简单计算。
（3）初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。
2、难点：
（1）涉及溶质质量分数的各类计算。（2）溶液的配制。第三节 物质的溶解性
1、重点：
（1）建立溶解性、溶解度、饱和溶液与不饱和溶液、溶解度、结晶的概念。（2）知道影响物质溶解性与固体溶解度的因素。（3）知道饱和溶液与不饱和溶液相互转化的方法。（4）学会描绘和使用溶解度曲线。
2、难点：
（1）建立饱和溶液的概念。
（2）正确理解固体溶解度的概念，区分溶解性与溶解度在概念上的不同。（3）利用结晶方法，分离几种可溶性固体物质的混合物的原理。【教学建议】
一、课时安排：
第一节
物质的溶解
2课时 第二节
溶液组成的表示
5课时 第三节
物质的溶解性
3课时 本章复习
1课时 本章测试
1课时
二、教法设想与建议：
1、P152页[你已经知道什么]，应让学生展开充分的讨论，以激发学生学习的欲望，让学生认识到学习本节的意义。
2、P153页的[活动与探究]中，建议再增加一些常见悬浊液与乳浊液的例子，如把面粉放入水中，动物油脂放入水中，从而让学生了解生活的化学存在；建议对[实验1]中现象的描述加上“静置后观察到的现象”，便于学生归纳和加深对溶液均一性与稳定性特点的理解，如能把三种液体的形成过程能用简单动画演示其微观产生过程，让学生对其微观过程有直观的认识，将能使学生更好的理解溶液的形成。
3．由于学生见到的无色溶液较多，所以很容易把无色也当作是溶液的特征。所以建议在教学过程中可多展示几种有色的溶液，纠正学生的想法，并为以后利用溶液的颜色鉴别物质打下基础。
4．水溶液能够导电的原因，建议也可用多媒体课件加以演示，加强直观性，加深学生的理解与记忆。
5．P160页通过图6—9讲述溶液的组成，宜通过学生的动手操作（称取、量取等）让其感受溶液各组分的“量”，通过计算与操作，感受到溶液各组分的量关系，甚至可以提供体积量的关系比较，帮助学生从感性到理性，顺理成章的引出质量分数。
6．P161页 [活动与探究]中教师要重视对学生的实验规范教育。
7．P163页[观察与思考]可结合本页[拓展视野]的无土栽培相关知识，利用综合实践课
程或校本课程进行实践，比较水与溶液的“营养价值”，但书中所提供的种子大多冬天难以发芽，建议选择豌豆等。
8．关于溶质质量分数的计算，书上的例题的要求是比较低的，但是这部分内容考试的要求还是比较高的，所以在这里要补充一些内容：（1）涉及体积、密度的溶质质量分数的计算。（2）溶液稀释的计算。（3）与方程式计算相结合的溶质质量分数的计算。
9．P166页可以补充有关影响气体物质溶解性的实验，以拓宽知识面，增加课堂的趣味性。
10．P164页“交流与讨论”中，第二题“毛料衣物干洗的原理”：可设计成课题，让学生比较干洗与普通洗衣的原理上的差别。
11．P167页[交流与讨论]可通过补充熟石灰的饱和溶液是稀溶液与蔗糖的不饱和溶液是相对而言的浓溶液来加深学生对饱和溶液与不饱和溶液、浓溶液与稀溶液之间的区别和联系的理解。
12．作图法是解决化学问题的常用方法。P169页的[活动与探究]中，学习溶解度曲线的绘制时，应该以学生在数学上已经学习并掌握的函数解析式和函数图象的绘制为基础。也应通过从图中找几种温度下物质的溶解度来加深学生对用作图法是解决化学问题方法的理解。
13．P171页[活动与探究] 增加一个分离硝酸钾与氯化钠的实验帮助学生正确区分蒸发结晶与冷却热饱和溶液结晶两种方法的区别与适用范围。
【问题讨论】
1．物质分散系中有关乳化中的“乳浊液”的概念是否有必要适时让学生了解。2．在讲述某些物质的水溶液能导电时，是否可提出电离的概念，和电离方程式的书写。为第7章的学习做适当铺垫？
【参考资料】
根据《标准》提供的学习情景素材 胆矾晶体的形成
方法一：用CuO和稀硫酸反应后滤液结晶得到
实验用品：铁架台（带铁圈）、蒸发皿、坩埚钳、玻璃棒、烧杯、量筒、漏斗、滤纸、剪刀、药匙、氧化铜、稀硫酸（1:4）
实验步骤：
1．用量筒量取15 mL稀硫酸（1:4）倒入一个蒸发皿里，蒸发皿放在铁架台的铁圈上，用酒精灯加热到将近沸腾（但不要使稀硫酸沸腾）。然后注意保持这个温度，一边用玻璃棒进行搅拌，一边慢慢地撒入氧化铜粉末，直到氧化铜不再溶解为止。记录观察到的现象。
2．装置好漏斗，趁热过滤（过滤时不溶性物质可以留在蒸发皿里，不必转移到滤纸上）。将滤液收集在烧杯里。使滤液逐渐冷却，仔细观察晶体生成时所发生的现象，并记录晶体的颜色和形状。如果滤液放置一段时间后，没有晶体生成，可以把滤液倒入洗净的蒸发皿里蒸发几分钟，再放置冷却，就会有晶体生成。
方法二：硫酸铜晶体溶解后利用晶种再结晶得到
称取75 g硫酸铜晶体放在烧杯里，加水200 mL。当晶体完全溶解后过滤，得到澄清的硫酸铜饱
~ 天，把上述晶体和溶和溶液。取一块硫酸铜小晶体作晶种，用细铜丝扎牢后吊入溶液中。每隔2 3液转入另一烧杯中，除去烧杯底部析出的小晶粒。一段时间后晶体不断长大，并且从不规则形逐渐变成规则的晶体。晶体长大后从溶液中取出，擦干表面后涂上清漆或其他保护层，以防止表面风化 说明：配置的硫酸铜溶液必须是饱和的。硫酸铜溶解时可以稍加热，然后冷却到室温后过滤。
海水制盐（日晒法）
选择海滨平坦坚实的地方做成的浅池叫盐田。由水沟引海水入储海水池内，静置，使泥沙沉降，再引入二次蒸发池中，利用日光、风力等自然蒸发作用使含盐水浓缩至接近饱和后，导入结晶池，水分继续蒸发，溶液浓缩到1.21 g／cm左右，即有食盐晶体析出。此法适用于气温较高、湿度低、雨量少、多风的近海地区，我国东北及河北的一些盐区，都用此法生产。
有机玻璃的溶解与粘接 服装干洗
何谓干洗：干洗是以挥发性有机溶剂清洗织物达到去除污垢的一种洗涤方式。
干洗是利用有机溶剂如石油溶剂或精制烃类物来洗涤衣物，而普通洗涤是以水作溶剂。洗涤时，溶剂中常添加特制洗涤剂，以提高洗涤过程中的去污和除渍能力。此外，现代洗涤剂还可使衣服产生再膨化效应改善其手感。两种洗涤方法相同之处，是在衣服烘干之前，均采用高速离心法甩干衣服中的水或溶剂。而其差异则表现在甩干衣服后之各道工序。
在普通洗衣过程中，洗涤工序完成后，大多数洗衣机需取出潮湿衣服，采用自然蒸发干燥（例如晾干衣服），或滚筒甩干。但在干洗时，“潮湿”的衣服实际上饱浸干洗剂，而不是水。所以，不宜选择室外晾干方式，而是利用干洗机已改进的滚筒甩干法，从衣服中去除剩余的干洗剂，并把它回收再用。
对干洗溶剂的要求：
a:能迅速有效溶解油脂、脂肪等物； b:不影响织物的染色； c:不伤害织物的组织结构； d:洗后不残留气味； e:便于蒸馏回收；
f:烘干衣物时适当温度下即可蒸发；
g:毒性在允许范围内，不伤害操作者，非易燃； h:售价合理。
溶剂种类：
石油、四氯乙烯、氟类、二氧化碳。
石油溶剂的特点： a:密度比水小，为0.78:1 b:沸点：141 ℃ c:易燃
d:空气中最多含量：350 ppm 缘何干洗：在日常生活中，因为衣服弄脏而需清洗。在大多数服装上，均缝有衣物保养标签，标有如何洗涤本服装等建议。这些建议是制造厂商或它指定的实验室，按照适合的标准，对类似服装进行试验后得出的结果。虽然，精心的手洗和使用某些新型的专用洗衣机可以有效地洗涤标有只能干洗的服装，但是，这种洗涤过程还是应由有关的干洗工负责完成。一般来说，除极少数以外，一些名牌的羊毛、粘胶和丝绸类的服装，不宜选择水洗方式。另外，皮革和羊毛制特殊服装通常也缝有只准干洗的标签。
衣服要求干洗主要基于两方面原因：
其一是，在普通洗衣机洗涤过程中，水和机械的综合作用会引起服装纤维产生不可恢复的变形，导致尺寸收缩或其他损伤；
其二是，水的化学作用同用于这类服装面料的大多数染料不相容，导致染料扩散或褪色等。
干洗所用的各种干洗剂不是水基溶剂，它们不会“浸湿”衣服，故其纤维很少甚至不发生膨胀。这就是“干洗”一词的由来。此外，这些干洗剂通常具有良好的化学相容性，因此对服装的尺寸稳定性和颜色性能影响很小。
衣服要求干洗还有一个原因是，有机干洗剂的除污能力比水强。例如，工程行业的工作服装遭受
严重的油和油脂污染，加之，它们通常是全棉织品，为避免普通水洗的收缩问题，故常采用干洗方法。
干洗原理：衣物上的脏物大多是空气中尘埃附着油或油脂后粘附在纤维上形成的。油或油脂主要来自人体分泌脂肪、烹调油和汽车排气等。干洗所用干洗剂的功能是可迅速溶解使灰尘粘着于纤维的油或油脂。干洗剂中添加特选干洗助剂则可使灰尘悬浮出来并防止其再次沉积在衣物上。然后，通过过滤或蒸馏处理，可把游离的污垢从干洗剂中分离出来。
水溶性的污垢如污泥、食品和饮料的污渍，只使用干洗剂不易除掉。为增强这方面的去污能力，通常在干洗过程中，加入少量的水与干洗助剂的混合液。而现代的干洗助剂配方一般都含有足够的水分，故毋须另加水。
干洗助剂与水的混合物，也可在干洗之前，直接用来刷洗衣物上的污渍。这样，少量的水就以乳化液形式引入干洗剂系统。这种工艺方法通常称之为前去污。由于加水量很少，所以干洗机内基本上还是保持“干洗”条件，缩水、褪色、变形以及所有通过干洗剂可避免的其他问题均可减至最低程度。
去垢原理：
污垢四大类及对应去除方法：
a:溶于有机剂—溶剂溶性污垢，如油脂，用溶剂去除； b:溶于水的污垢—水溶性污垢，如盐、糖，用加枧油去除；
c:不溶于溶剂，也不溶于水—非溶性污垢，如粉尘、金属氧化物，用机械力去除； d:需特殊处理的局部污垢—污渍、墨水，用特殊化学品在去渍台上去除
一般衣物的干洗工艺（石油溶剂干洗机）
预处理：小心地对污渍和醒目处进行处理（10 20~ 分钟后洗涤）
溶剂量：滚筒1/3高度时为最佳。溶剂进入洗涤室时间为30秒。
溶剂：良好状态的石油洗净液
洗涤方法：过滤器循环洗涤
洗涤剂浓度：配溶剂2%，配合方法：中性亲油洗涤剂/水/石油系干洗溶剂
~ 分钟
洗涤时间：20 30
洗涤温度：20 30~ ℃
~ 分钟
脱液时间：3
4干燥温度：出口温度在60℃时20分钟左右（实际45℃以内）
溶剂的酸碱性：尽量保持碱性
干洗时间、烘干时间、脱液时间根据不同衣物而定
干洗流程：干洗流程 收衣—分类—预处理—洗衣—烘干—熨烫—包装—出衣 洗衣流程 上液—洗涤—脱液—烘干回收—开门取衣 干洗前准备：
（1）衣物分类：
a: 颜色：红、蓝绿、橘黄、玫瑰红、橡胶色，要小心；
b: 脏净程度：先洗浅色和不太脏的衣物，再洗深色和较脏的衣物； c: 装袋：羊毛衫、针织品、领带，要装在袋中洗，否则熨不平。
（2）验扣：易溶解的扣子拆，金属扣易发萎用锡纸包起来，合成革扣子拆下，装饰物要注意。
（3）掏袋：检查口袋内可有异物
溶解氧分析仪 篇3
关键词：难溶电解质；Ksp；溶解度；离子对；配位反应
文章编号：1005–6629（2015）8–0087–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
课堂上笔者以AgCl、BaSO4这两种难溶电解质为例，通过计算揭示了难溶电解质溶度积与溶解度之间存在相互换算关系后，进一步分析：“2014年高考新课标卷第11题考查了利用溴酸银的溶解度计算其溶度积，就是把难溶电解质的饱和溶液中，溶解度（S）、离子的平衡浓度（c）、溶度积（Ksp）这三个重要物理量综合起来设计试题；今后的考试，很有可能把该知识点设计成主观试题，进一步考查同学们对这三个重要概念及其换算关系的掌握情况”。话音刚落，不少学生露出了“钦佩”的目光，笔者心里不禁暗自得意。不料，第二天三名学生拿着写有计算过程的作业本找到笔者说：“我们用教材上硫酸钙的溶度积计算其溶解度，发现硫酸钙的计算溶解度与教材上提供的实测溶解度相差较大，是什么原因呢？”笔者闻之立即进行了验算，结果可想而之，面对硫酸钙的计算溶解度小于其实测溶解度，一时语塞，尴尬万分。随后笔者带领学生探究，“发现”了难溶电解质的计算溶解度小于其实测溶解度的“奥秘”，希望能对高中化学教师的教学有一些启迪和参考作用。
1 发现问题
1.1 溶度积和溶解度的相互换算
讲完溶度积的概念后，笔者对学生说：“现在学习的溶度积和初中学习的溶解度，都可以用来表示难溶电解质的溶解性，二者之间能否相互换算呢？”学生讨论后认为：难溶电解质的饱和溶液是极稀的溶液，将溶液的密度近似看作1 g/cm3，就能依据溶解度（或溶度积）计算出饱和溶液中各离子的物质的量浓度，进而得出溶度积（或溶解度）。然后，学生分为甲、乙两组进行计算、展示、交流。
3 教学建议
溶度积和溶解度这两个物理量都可以用来表示难溶电解质的溶解性，教学过程中，既要讲清二者的联系，又要讲清二者的区别。
溶度积和溶解度之间的联系，主要是指溶度积与计算溶解度之间存在相互换算关系。对于多数难溶电解质而言，溶度积与实测溶解度之间不存在类似的相互换算关系。其次，对同一类型的难溶电解质而言，溶度积与计算溶解度成正相关，即溶度积越大计算溶解度越大；溶度积与实测溶解度不存在正相关。
溶度积和溶解度之间的区别，是指影响溶度积的因素与影响实测溶解度的因素不同。由于溶度积只描述饱和溶液中未溶解的固体与溶液中的离子之间的平衡，所以影响溶度积的因素只有温度（即计算溶解度只与温度有关）。影响实测溶解度的因素除了温度以外，还与难溶电解质的饱和溶液中可能同时存在的“离子对”、部分电离、分步电离、水解、配位反应等多种平衡有关，因此，计算溶解度往往小于实测溶解度。
古人云：“学起于思，思源于疑。”教学过程中，教师要鼓励学生质疑，须正确地对待学生的质疑。对于教师一时也无法解答的问题不要敷衍搪塞、轻易放过，要能够带领学生一起积极探究，把思维的触角伸向课外。这样既能更好地为学生释疑解惑，又能把师生互动引向深层次，真正起到教学相长的作用。
参考文献：
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[5] http：//zh.wikipedia.org/wiki/氰化银.
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[7] http：//zh.wikipedia.org/wiki/溶解度表.
[8][9]宋天佑等编.无机化学（下册）[M].北京：高等教育出版社，2010：823；818.
溶解氧分析仪 篇4
关键词：环境工程,溶解氧的测定,碘量法
溶解氧 (DO) 是指溶解于水中的呈分子状态氧的含量, 以每升水中氧气的毫克数表示。水中溶解氧的含量是评价水体质量、水体生态系统和水体自净能力的关键指标之一, 是环境监测部门、自来水厂、污水处理厂、化工业、水产养殖业必不可少的检测项目[1,2]。
水中溶解氧的含量与大气压、水温及水的含盐量有关。大气压越高、水温越低、水中含盐量越少, 水中溶解氧的含量越高。当水体受到氮、磷等营养元素污染时, 溶解氧呈过饱和状态, 而对于一般清洁水体, 溶解氧呈接近饱和状态, 当水体中含有较多的耗氧有机物时, 水中溶解氧的消耗速度超过空气向水体的扩散及水中生产者向水中的供氧速度, 溶解氧在水中的含量会减少, 当水体中溶解氧的含量低于3~4mg/L时[3], 水中好氧生物开始死亡, 水体生态环境被破坏, 进入缺氧条件, 出现水体发黑、发臭等水质严重恶化情况[4]。因此在各项水体相关的测定、评价中, 溶解氧测定都是一项关键指标。
碘量法是水中溶解氧测定最经典的方法, 它被列为我国环境监测的统一方法 (《水质溶解氧的测定碘量法》 (GB7489-1987) ) 。笔者在日常教学与实践的基础上, 对溶解氧测定过程做了总结, 从实际操作方面对若干影响因素与注意事项进行分析。
1 方法原理、仪器与试剂
1.1 方法原理
在水样中加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液, 生成氢氧化锰沉淀[5]。此时氢氧化锰性质极不稳定, 迅速与水中溶解氧化合成锰酸锰:
加入浓硫酸使已固定的溶解氧 (以Mn Mn O3的形式存在) 与溶液中所加入的碘化钾发生反应, 而析出碘。
用移液管量取一定量上述反应完毕的水样, 以淀粉为指示剂, 用硫代硫酸钠标准溶液滴定, 计算水样中溶解氧的含量。
1.2 仪器与试剂
仪器:采水器、溶解氧瓶、碘量瓶。
试剂:浓硫酸、硫酸锰溶液、淀粉溶液、硫代硫酸钠标准溶液、碱性碘化钾溶液。
2 实验操作及影响因素分析
水中溶解氧的测定主要分为:样品采样、溶解氧的固定、析出碘与滴定4个操作步骤。
2.1 样品采样
样品采集的关键在于保持水样原状, 尽量减少水样与空气接触而引起水中溶解氧的增减, 针对于不同的采样水体 (地表水、自来水) 采样时的注意事项也不相同。
2.1.1 自来水采样
采样前应放水2~3min, 目的是排出给水去管中的死水, 因其可能长时处于相对静止状态, 水体中微生物的好氧反应及给水管道与水中溶解氧发生反应, 都会导致支管水样中溶解氧含量减少[6]。试水, 开打水龙头, 调整流速, 至水流较缓出水, 将水龙头出水口深入碘量瓶中, 溢流0.5min, 在自来水采样中, 这一步是采样步骤的核心操作, 深入瓶中的目的是, 让水流由瓶底部反冲至瓶口, 可以将先期与空气接触的水样排除到瓶外, 而使后继没有被空气影响的水样存留于瓶中。盖好瓶塞, 将碘量瓶取下, 略侧倾, 盖好瓶塞, 倒转碘量瓶, 观察有没有气泡上浮, 如无气泡, 采样成功, 如有气泡, 重新采样。
2.1.2 地表水 (河、湖、库) 采样
地表水采样一般需用水桶 (水位较低) 或采水器采样, 采水器、样品瓶要用地表水进行充分润洗, 采样时注意观察, 不能使枯枝烂叶进入采水器中。水样从地表水取出后要尽快移入样品瓶中, 并进行溶解氧固定操作, 如使用较先进的贯通单层采水器, 取完水后应将采水器侧面胶管没入样品瓶中, 溢流数秒钟, 减少空气对水样的影响, 加瓶塞, 倒转, 观察有无气泡上浮, 如无气泡, 采样成功, 如有气泡, 重新采样。采水器中剩余水样不能倾回原水体中, 应使用专门的废液桶回收, 采样完成后要做好样品采集表登记与填写。
2.2 溶解氧的固定
此步骤应注意移液管的规范化操作。1) 要注意移液管的正确使用方法, 这些操作的规范化, 是试验结果准确度、精密度的必须保障。不同试剂应使用不同的移液管, 此实验如交叉使用移液管, 在管中立刻会出现白色乳状沉淀, 如不及时用酸液清洗, 会堵塞管口而使移液管报废。加入试剂时应将移液管插入液面下0.5~1cm处, 不可触底, 加完后应悬停10s, 不可甩、磕移液管, 加液前后应及时处理管尖;2) 混匀, 加完试剂后加塞, 一手托住碘量瓶底, 一手按瓶塞, 来回颠倒摇, 注意不应只用一手握住瓶颈, 上下震荡摇动, 这样很容易将瓶塞甩出, 出现事故;3) 充分摇匀后静置至沉淀沉降一半, 再颠倒摇数次, 静置, 待用。
2.3 析出碘
该操作应注意加入硫酸试剂后要使棕色沉淀充分溶解, 溶解后要在避光条件下充分反应[7]。1) 应注意移液管的正确使用方面;2) 加入硫酸后, 经压实沉淀的白色沉淀物会立刻起反应, 水样颜色变成棕色, 同时出现片状沉淀物, 应注意采用颠倒摇匀的办法, 使其完全溶解, 可在碘量瓶后放一白纸, 对比观察;3) 充分反应, 为使反应充分进行, 应在避光条件下将碘量瓶放置、反应15min。
2.4 滴定
反应完成后, 将碘量瓶取出, 用大肚移液管吸取100m L溶液于锥形瓶中, 滴入淀粉指示剂, 滴定管中加入硫代硫酸钠溶液进行滴定操作。1) 熟悉所用滴定管的特性, 由于在初期滴定管的安装中加入的润滑油量的不同, 不同滴定管的灵活度也不尽相同, 在实验准备阶段器皿洗涤与试漏阶段, 应重点熟悉所用滴定管的特性, 一般要求在洗涤干净的滴定管中加入蒸馏水, 先自行练习数次, 确定开、关及旋转的力度与角度;2) 注意滴定操作的规范化, “成滴不成线”、“半滴操作”是最根本的要求, 滴定前期可放液略快, 待观察到滴入液较慢扩散时, 控制阀门, 减至低速, 等蓝色溶液变淡时, 采用半滴操作, 直至变为无色[8]。
3 结语
碘量法测定水中溶解氧是各监测机构与部门非常重要的测定项目, 国家标准对其测定方法有所规定, 但在实际操作中, 还存在一些细节性的操作问题, 导致测定结果不准确、差异大, 通过以上总结与分析, 将会有效提高操作的精准度, 从而在操作过程中有效控制, 保证结果的准确性。
参考文献
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[5]GB/T7489-1989, 水质溶解氧的测定碘量法[S].
[6]李国刚, 齐文启.水和废水监测分析方法指南[M].北京:中国环境科学出版社, 1997.
[7]安卫东, 陶良瑛.碘量法测定水中溶解氧测量不确定度的评定[J].化学分析计量, 2003, 12 (6) :5-7.
溶解氧分析仪 篇5
臭氧氧化对城市二级处理水中溶解性有机物特性的影响及反应动力学分析
通过试验研究了臭氧氧化对城市二级处理水中有机物特性的影响.结果表明,适当的条件下臭氧氧化可提高水的可生化性,不同接触时间水中有机物的分子量分布特征不同;臭氧对水中有机物的`氧化过程分为3个阶段,均属于一级反应,并得出了相应的动力学方程.利用上述结果,选择适当的控制条件,为臭氧预氧化与不同型式膜组合实现城市污水的高效低耗的再生利用提供一定的理论依据.
作 者：王磊 王旭东 段文松 刘莹 作者单位：西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安,710055刊 名：环境工程 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)：200523(4)分类号：X7关键词：臭氧氧化 二级处理水 臭氧反应动力学 污水回用
溶解氧分析仪 篇6
【摘要】利用CT引导，使颈?腰椎间盘突出症的患者在安全?有效?损害小的基础上得到治疗?CT导向下臭氧溶解术治疗颈腰间盘突出症，其手术创伤小，不破坏脊柱的正常骨性结构，并发症少，恢复快，臭氧疗法不反复，具有以上长处，尚有其独特之处.
1 资料与方法
1.1 一般资料 2009年-2012年共选取180例颈?腰椎间盘突出患者，其中颈椎间盘突出30例，腰椎间盘突出150例?男性患者119例，女性患者61例?年龄19-87岁，平均57岁?
1.2 设备 CT机；臭氧发生器；18～25 G穿刺针；医用纯氧?
1.3 治疗方法 颈椎间盘突出患者取仰卧位，腰椎間盘突出患者取俯卧位，行病变间盘常规扫描，层厚3mm，确定突出间盘的部位和形态?于CT扫描显示器上利用测量软件标定表皮预穿刺点，并测量标定点至间盘的距离，穿刺进针角度及进针深度?开激光定位灯，将扫描床移动到预穿刺层面并按照上述测量在患者皮肤上标记穿刺进针点?常规消毒，铺洞巾，以0.1%的利多卡因做局部麻醉?穿刺针采用美国Cook公司生产的22G薄壁千叶针，外径为0.7mm?
2 穿刺途径
颈椎间盘突出：采用侧前缘穿刺途径，经颈动脉鞘内缘穿刺颈椎间盘，详细路径为皮肤—皮下脂肪—颈动脉鞘内缘—颈前筋膜—纤维环—间盘中央?
腰椎间盘突出根据突出物的位置选择穿刺途径：中央和旁中央型突出物位于患侧神经根内侧者，穿刺针经神经根与硬膜囊之间进入盘内，详细路径为皮肤—皮下脂肪—骶棘肌—黄韧带—神经根内侧间隙—突出物—盘内?
后外侧型突出物位于神经根外侧者穿刺经神经与上关节突出缘之间进入盘内，详细穿刺路径为皮肤—皮下脂肪—骶棘肌—黄韧带—神经根内侧间隙—突出物—盘内?穿刺针尖抵达黄韧带时，进针阻力增大有坚韧的感觉，此时经CT扫描证实穿刺针尖位于黄韧带内，抽出针芯连接含5ml过滤空气的注射器，进针时给予注射器轻度压力，针尖安全穿过黄韧带达硬膜外腔注射阻力骤减遂将3—5ml气体注入，再次CT扫描证实硬膜囊被注射气体推移至对侧，穿刺针前方无障碍可将针经突出物刺入盘内?
部分L3-4和L4-5间隙由于后部骨性椎板阻挡无法进行后路穿刺者，则采用弯针技术经椎旁后外途径将套针穿刺达盘内，然后经套针穿入弯针，调整弯针与外套针，使针尖达突出物外?
2.1 注射方法
颈椎间盘采用2ml注射器抽取浓度为60ug/ml的臭氧缓慢加压注射，反复扫描观察臭氧弥散情况，分次注射，总量不超过6ml?
腰椎间盘突出者采用5ml注射器抽取浓度为60u/ml的臭氧，首先在椎间盘髓核腔内分次反复注射，经扫描观察臭氧盘内分布满意，然后按照测量针尖至突出物中央的距离，缓慢将针退到突出物中央，再次扫描确定针尖位置，缓慢注射60ug/ml的臭氧5ml?突出物CT值超过60Hu者，首先注入10%的高渗盐水2ml，再行臭氧注射?对于神经根增粗明显者，将针尖退出达神经根旁，注入40ug/ml的臭氧5ml，得保松1ml?再次CT扫描对溶解情况进行观察，拔针，局部穿刺点粘贴，送患者返病房?术后卧床3天，常规静脉给予抗生素3—5天?
术后处理 术后卧床2天，静脉滴注或口服抗生素3天，症状较重的患者用20%的甘露醇250 ml，加5 mg的地塞米松，静滴3 h?2周后进行腰肌锻炼?部分患者术后第3天开始给予中频照射治疗或较小牵引力的腰椎牵引治疗，以促进康复，6个月内严禁剧烈运动?
3 结果
我们共选择180例颈?腰间盘突出患者，其中颈椎间盘突出30例，腰椎间盘突出150例?男性患者119例，女性患者61例?年龄19-87岁，平均57岁?术前的经CT或MRI确诊?严格选择适应症，无合并骨性椎管狭窄，侧隐窝狭窄，椎体滑脱，黄韧事肥厚等异常?患者最短病程3个月，最长病程29年.
4 讨论
4.1 目前对臭氧治疗腰椎间盘突出症的机制尚不十分明确，臭氧的强氧化性可避免椎间盘感染，起到抗炎作用?
4.2 适应证和禁忌证 最佳适应证：（1）有明显椎间盘突出的临床症状，如持续性坐骨神经痛或（和）腰背疼痛，无严重神经功能缺失；（2）CT或MRI检查确诊椎间盘突出；（3）经6周左右保守治疗效果不佳?禁忌证：（1）各种类型的椎管狭窄?严重的小关节退性变，病变区椎间隙明显变窄和黄韧带肥厚；（2）椎管内有椎间盘游离块或游离骨片，椎间盘钙化，或脱出的髓核有钙化；（3）椎间盘突出并存椎体?椎管肿瘤?结核等病变；（4）锥体Ⅱ度滑脱?
4.3 二次治疗 本组病例中24例患者首次治疗的症状有缓解，但仍有明显症状，1周行第2次臭氧治疗，疗效均有明显提高，考虑可能与臭氧的半衰期较短?臭氧与髓核的作用时间有限有关，通过临床观察患者治疗，二次治疗对椎间盘进一步减压，有明显疗效?
CT引导下经皮穿刺椎间盘内外注射臭氧治疗LDH与其他治疗相比，具有创伤小?疗效好?安全性高?并发症极少?年龄适应证范围广，具有广阔的前景，值得临床大力推广?
参考文献
“溶解度”考点分析 篇7
溶解度是初中化学的重要内容, 也是高考考查的热点知识.现将其基本知识和常见考点总结如下.
一、重视基础知识, 形成知识规律
1.定义
(1) 固体的溶解度
在一定温度下, 某固态物质在100 g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量, 叫做该物质在这种溶剂里的溶解度.
(2) 气体的溶解度
在压强为101 kPa, 一定温度时溶解在1体积的水里达到饱和状态时的气体体积.
2.关于溶解度的计算方法
(1) 温度不变时, 蒸发溶剂或加入溶剂时, 求析出或溶解溶质的质量 x:
(2) 若溶剂不变, 改变温度, 求析出或溶解溶质的质量 x:
(3) 溶剂和温度改变时, 求析出或溶解溶质的质量 x:
其方法是:先求饱和溶液中溶质和溶剂的质量, 再求形成的新饱和溶液中溶质和溶剂的质量, 并与新饱和溶液的溶解度构成比例关系计算.
(4) 加入或析出的溶质带有结晶水:
即要考虑溶质质量的变化, 又要考虑溶剂质量的变化, 一般情况下, 先求原饱和溶液中溶质和溶剂的质量, 再求形成的新饱和溶液中溶质和溶剂的质量.
二、常见考点分析
1.对溶解度曲线的考查
温度作横坐标, 溶解度作纵坐标, 画出的溶解度随温度变化的曲线称为溶解度曲线.如何看懂溶解度曲线图并且运用于计算, 是溶解度的重要知识之一.要掌握:①曲线图所画的任何曲线上表示的溶质质量, 都是指100 g 水中所溶解的最大量, 若溶剂为其它任意值, 应按比例关系推算, 也同样可以依此算出饱和溶液的溶质的质量分数;②从溶质溶解度曲线的走势可判断出该物质溶解性随温度的增减趋势;③多条溶解度曲线在图中的交汇点, 表示在该点对应温度下, 溶解度恰好相等.
例1 某物质的溶解度曲线如图1所示, 试回答:
(1) A、B、C三点的含义__.
(2) A、B、C三点的溶质的质量分数的大小__.
(3) D、B、E三点的溶质的质量分数的大小__.
(4) 将C点溶液变成饱和溶液应采取的措施是__.
解析: (1) 点B在溶解度曲线上, B点为饱和溶液;过A、C两点作温度轴的垂线与溶解度曲线的交点中, A与溶解度曲线的交点在A之下, 表明A点为过饱和溶液;C与溶解度曲线的交点在C之上, 表明C点为不饱和溶液. (2) 由 (1) 的分析可知A点多出的溶质不会溶解, 仍为饱和溶液, 故溶质的质量分数A=B>C. (3) 由图示可知, 在100 g 水中, D、B、E三点所含溶质的质量相等, D点是过饱和溶液, 有未溶解的晶体, 故其质量分数小于B、E两点, 所以质量分数B=E>D. (4) 要使不饱和溶液变为饱和溶液, 可采用降温、蒸发溶剂、加入溶剂等措施.
答案: (1) A点为过饱和溶液, B点为饱和溶液, C点为不饱和溶液.
(2) A=B>C
(3) B=E>D.
(4) 降温、蒸发溶剂、加入溶剂.
2.利用实验现象比较溶解度大小
通过实验现象, 主要是固体的溶解和沉淀间的转化来判断某些物质溶解度的大小, 也是考查溶解度的重要方法.
例2 在2 mL NaCl溶液中, 加入1滴硝酸银溶液, 有白色沉淀生成, 再加入1滴碘化钾溶液, 沉淀转化为黄色, 然后再加入1滴硫化钠溶液, 沉淀又转化为黑色 (以上所用溶液物质的量浓度均相同) , 下列表示各沉淀物溶解度由大到小的顺序正确的是 ( )
(A) Ag2S>AgI>AgCl
(B) AgCl>AgI>Ag2S
(C) AgI>AgCl>Ag2S
(D) AgCl>Ag2S>AgI
解析:在溶液中, 沉淀有向更难溶的方向发展的趋势, 故Ag2S<AgI<AgCl.答案: (B) .
3.利用溶解度差别进行物质的制备
多离子溶液中的任何一种阳离子与任何一种阴离子相结合都可以构成溶液中的一种溶质.若忽略同离子之间和盐之间的相互影响, 当溶液中各离子浓度相等时, 蒸发溶剂或改变温度 (一般是降低温度) , 都是溶解度最小的溶质首先析出.且析出盐的阳离子 (或阴离子) 与溶液中的其它阴离子 (或阳离子) 不会结晶析出, 但与析出盐晶体中阴、阳离子无关的其它阴、阳离子所形成的溶质有析出的可能.若溶液中各种离子浓度不同, 则有析出多种晶体的可能.
例3 下面是四种盐在不同温度下的溶解度 (g/100 g 水)
(假定:①盐类共存时不影响各自的溶解度;②过滤晶体时, 溶剂损耗忽略不计.)
某同学设计用物质的量比为1 ∶1的NaNO3和KCl为原料, 加入一定量的水制取KNO3的实验, 其流程如图2所示.
(1) 在①和③的实验过程中, 关键的实验条件是__.
(2) 分离出晶体的②和④两操作是__ (填“倾倒”、“蒸发”、“结晶”、“过滤”中的一种) .KNO3是晶体__ (填“A”或“C”) .
(3) 粗产品中可能含有的杂质离子是__, 检验的方法是__.
(4) 将该粗产品提纯, 可采取的方法是__.
解析: (1) 物质的量比为1 ∶1的NaNO3和KCl溶于水后, 所形成的四种物质皆易溶于水, 要分离它们只能根据不同温度下溶解度的不同进行, 因此, 实验①和③的关键是温度. (2) 分离KNO3 (NaCl) 晶体与溶液的操作为过滤.根据题目所给溶解度数据, 100 ℃时蒸发水后得到NaCl晶体 (NaCl溶解度最小) , 冷却后得到的主要是KNO3 (KNO3溶解度之差最大) , 故C是KNO3. (3) 在100 ℃时NaCl溶液已饱和, 故降温冷却过程中, 在得到KNO3晶体的同时, 有少量NaCl析出, 即晶体中含Na+、Cl-, Na+用焰色反应检验, Cl-用AgNO3溶液和稀HNO3检验. (4) 对含有少量NaCl的KNO3可用重结晶的方法提纯.
答案: (1) 温度; (2) 过滤 C
(3) Na+ Cl-, Na+用焰色反应检验, Cl-用AgNO3溶液和稀HNO3检验;
(4) 重结晶.
4.考查溶解度、物质的量浓度、质量分数间的关系
在解答溶解度、物质的量浓度、质量分数间相互转化的题目时, 应抓住三者间相互转化的公式, 特别注意当用溶解度计算物质的量浓度和质量分数时, 一定是饱和溶液.
例4 某温度下, 100 g 饱和氯化钠溶液中含有氯化钠26.5 g, 若向此溶液中添加3.5 g 氯化钠和6.5 g 水, 则所得溶液的溶质质量分数是 ( )
解析:本题主要考查学生对饱和溶液、溶解度概念的理解, 能检测学生思维的敏捷性.解答时不能盲目套用公式, 关键是要判断溶液是否饱和.若饱和, 则温度一定, 溶液的质量分数不变;若不饱和, 则溶液的质量分数改变.由100 g 饱和氯化钠溶液中含有氯化钠26.5 g 可知:10 g 饱和氯化钠溶液中含有氯化钠2.65 g.因此, 若向此溶液中添加3.5 g 氯化钠和6.5 g 水, 则还有3.5 g-2.65 g=0.85 g 氯化钠未溶解, 所得的溶液仍是饱和溶液, 故溶液的质量分数仍是26.5%.答案: (C) .
5.有关溶解度的综合计算
有关溶解度的综合计算常涉及结晶水合物的析出, 求析出结晶水合物的质量, 常有两种思维: (1) 过程思维:按晶体析出过程计算的一种方法, 思维过程明显易于接受, 但计算量大; (2) 终态思维:摒弃晶体析出过程, 直接由最终结果计算的方法, 优点是计算量相对较小.
例5 t ℃时向 a g 饱和Na2CO3溶液中加入1.06 g 无水Na2CO3, 搅拌后静置, 冷却到原温度, 结果溶液全部变为晶体 (Na2CO3·10H2O) .求:
(1) S (Na2CO3) 与a的关系, S=__ (S代表溶解度) .
(2) a 的取值范围.
解析: (1) 最后所得晶体质量为 (a+1.06) g, 其中含Na2CO3质量为106 (a+1.06) /286 g, 含水质量为180 (a+1.06) /286 g, 则:
(2) 由于S>0, 所以2650 g-4470>0, 故 a>1.8.
脑桥外髓鞘溶解症8例临床分析 篇8
关键词：脑桥外髓鞘溶解,脑桥,临床分析
中枢髓鞘溶解症是一种快速纠正慢性低钠血症后发生在中枢神经系统的特殊脱髓鞘疾病。根据发生部位的不同, 分为脑桥中央髓鞘溶解症 (central pontine myelinolysis, CPM) 和脑桥外髓鞘溶解症 (extrapontine myelinolysis, EPM) 。近来, 国内也有不少相关病例的报道。我们报道8 例EPM病例, 影像表现类似缺血缺氧性脑病, 以期提高临床医生的认识。
临床资料
2009 年8 月-2014 年12 月收治EPM患者8 例, 回顾分析临床、影像表现及预后。其中男5例, 女3例, 平均年龄43岁 (25~57 岁) , 8 例均有快速纠正血钠病史, 其中2 例因肺咯血合并用垂体后叶素。临床表现:4 例表现为突发昏迷, 3例出现锥体外系症状-肌张力障碍, 1 例表现为精神症状, 1例出现癫痫表现, 其中6例出现双侧巴氏征阳性。MRI影像表现:8例均出现双侧基底节对称性信号长T1 长T2 信号, 5 例出现对称弥漫性脑皮层肿胀, 5 例均进行了增强扫描, 其中4例有脑回样的强化, 有4 例早期MRI检查正常, 1 周后复查出现异常表现;8 例均未出现脑桥症灶。8 例临床上均给激素、大量维生素B族, 支持对症治疗。临床预后:3 个月随访MRS评分0 分1例, 1分2例, 2分4例, 6分1例。
讨论
CPM是Adams等于1959首先报道的[1], 1982 年发现脑桥以外区域也可受累, 称EPM, EPM至少10%出现在CPM中, 也可单独出现[2]。快速纠正低钠血症 (尤其慢性低钠血症) 对CPM/EPM发病起重要作用, 尤其合并危险因素, 如低钾、肝肾疾病和糖尿病时更易发生。CPM以构音障碍、吞咽困难 (皮质延髓束受累) 和四肢瘫 (皮质脊髓束受累) 为临床特征, 也可出现闭锁综合征, 病理基础是脑桥基底部髓鞘脱失。EPM病灶主要见于基底节、小脑的白质、大脑皮质深层和邻近白质等部位;早期病理表现为髓鞘间质肿胀、血脑屏障破坏和少突神经胶质细胞变性。EPM临床症状与受累部位有关, 包括意识障碍 (约70%) , 吞咽困难、构音障碍等脑神经功能障碍 (约40%) , 肢体瘫痪或闭锁综合征 (约33%) , 癫痫 (约25%) , 以及膀胱直肠括约肌功能障碍、自主神经功能紊乱、精神症状等少见症状[3]。MRI对本病诊断有决定性价值, CPM为脑桥基底部对称性长T1、长T2异常信号, EPM则对称性累及基底节、丘脑及小脑皮层下等部位, 无占位征象, 强化少见, 或为轻度均一, 或周边强化。治疗包括免疫干预治疗 (皮质类固醇、免疫球蛋白和免疫抑制剂) 和支持对症治疗。
本组8 例患者均因为低钠血症后快速纠正血钠而出现临床症状, 4例出现意识障碍起病, 影像表现示对称弥漫性脑皮层肿胀, 呈长T1长T2信号, 局部皮层呈层状坏死的改变, 增强后部分皮层出现脑回样的强化, 且出现双侧尾状核及豆状核对称性异常信号, 这种临床表现及影像表现与缺血缺氧性脑病表现相似, 但4 例患者在整个病程中均未有过缺血缺氧的过程, 且患者临床症状均为快速纠正血钠后出现, 故临床上诊断为EPM, 这种类似缺血缺氧性脑病弥漫性的脑损害国内外报道相对较少, 国内黄燕飞等曾报道一例EPM累及皮层的MRI表现[4], 但未行增强扫描, 国外Calakos等曾先后报道EPM出现脑皮层损害, MRI上出现层状坏死的表现, 与我们的病例相似, 目前产生的具体机制仍不清楚[5~9]。我们的病例并发脑出血, 考虑可能为患者有高血压病史, 在病程中血压控制不好, 在EPM的基础上并发了脑出血。
通过这8 个病例的临床分析及治疗, 我们体会到两点: (1) 患者发病后的影像都正常, 1~2 周后复查影像改变明显, 所以对于考虑EPM诊断, 早期MRI正常并不能排除本病的可能, 随访复查是很有必要。 (2) 我们的2例患者早期临床症状及影像均类似重症缺血缺氧性脑病的表现, 但经积极的治疗预后却比缺血缺氧病好得多, 这与Calakos报道的结果是一样的, 说明EPM急性期严重程度与预后不一定呈正相关, 同时也说明EPM的影像学表现并不能判断患者预后, 故对于EPM的积极治疗是很有意义的。
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溶解氧分析仪 篇9
1 分析油中溶解气体的原理
油侵电力变压器当中的绝缘油, 一般都是按照油纸相互组成的形式组成了绝缘体。在电力设备实际的运行过程当中, 因为各种不能控制的因素会出现一些电弧放电或火花放电以及高温等现象, 当这些故障出现后, 便会给油纸绝缘组实际的工作性能造成最直接的影响, 在电力设备当中绝缘油本身的化学成分非常的复杂, 基本上都是由碳氢分子构成了它的整体。在碳氢分子当中本身就存有大量碳氢元素, 由C-C与C-H这两种化学物质共同构成了碳氢集团。在绝缘油实际的使用过程当中, 在电力设备内部运行的过程中, 一旦出现放电或者是过热的情况, 化学物质C-C与C-H受热以后, 极有可能会发生断裂的现象, 出现断裂以后氢原子与碳氢化合物会产生相互间的自由组合, 会有大量各种类型的烃类气体产生, 这也是缘缘油的内部溶解气体之所以形成的主要因素。
在电力设备的内部绝缘油的分子分解的程度与设备本身所形成的过热的温度的高低有着最直接的关联。由于电力设备内部高温现象的影响, 烷烃、炔烃、烯烃等类型的化合物质是绝缘油分解出的主要溶解气体。造成这些化学物质形成最主要的原因, 就是设备的运行当中出现的非常极端的一些故障现象, 所以, 只有对这些不同类型的化学气体有了全面的了解, 并对这些气体形成的速率以及其具体的出现点进行具体的观察和分析, 并建立健全数据分析库, 才可以更加切实而有效的对电力设备的相关故障进行准确的判断分析, 并以最快的速度将故障解决, 确保电力设备能够稳定并安全的运行。
按照绝缘油中各种气体以及不同的指标能力, 对绝缘油中溶解气进行故障判断比较有价值的气体主要有以下七种即:乙烷C2H6) 、乙炔 (C2H2) 、氢气 (H2) 、乙烯 (C2H4) 、甲烷 (CH4) 、一氧化碳 (CO) 以及二氧化碳 (CO2) , 以上这些气体通常被叫作特征气体。这其中的甲烷、乙烷、乙炔和乙烯的总和被称为总烃。按照我国当前的执行标准, 电力设备内部油中总烃类的化合物含量以及总烃产生的速率一旦比相关数值要高, 必须马上采取相关措施对设备进行检查。
2 对油中溶解气体进行分析对故障进行诊断
2.1 通过对油中溶解气体的分析来判断是否发生
当前, 通过对油中溶解气体的成分对变压器故障进行诊断, 并决定其是否发生的方法有两种:第一, 按照气体的尝试去判断变压器内部的故障是否发生;第二, 按照气体产生的速率去判断变压器内部的故障是否发生。
2.1.1 判断气体浓度的方法
侵油电力变压器在运行的过程当中其状态在完全正常时, 绝缘油中存有的气体含量非常低, 在变压器因某些因素发生故障时, 绝缘油则会大量的进行分解, 同时绝缘油当中气体的浓度会持续的增多。在对绝缘油当中的溶解气体进行了比较面的分析以后, 就可以快速的判断变压器本身是否发生了比较严重的故障, 并根据分析采取相对应的措施进行快速修复。
2.1.2 判断气体速率的方法
很多变压器发生的故障都有较大的潜伏性, 应用对气体的浓度进行判断的方法在故障的最初阶段很难判断, 但应用判断产气速率的方法则可以及时的进行检测。
2.2 运用绝缘油中的气体组成对故障的种类进行判断
2.2.1 特征气体判断法
经过上述分析可以看出, 在电力设备出现故障时对故障判断的过程当中, 可按照绝缘油中气体不同的组合与变化来判断电力设备内部出现的变化。因此, 特征气体判断法的基本思路就是对绝缘油进行气体浓度的检测以后就可以快速的对有关的故障类型进行分类, 这一方法的针对性较强, 操作比较简便, 结果也非常直观。但是, 由于是检测气体的浓度, 无法对特征气体进行量化分析。
2.2.2 三比值判断法
这一方法的原理与特征气体判断法的区分并不大, 同样都是通过绝缘油当中气体的浓度和温度的变化间的关系来分析。这两种方法的主要区别就是三比值判断法应用了更为精准的数据处理与分析的方法, 即从特征气体中五种碳氢气体当中选取两种气体进行分组, 大概可分为甲烷氢气、乙炔乙烯和乙烯乙烷。这三组气体当中每组当中的两种气体无论是在溶解度还是在扩散的系数上都极为相近, 因此也构成了三组比值数据, 较特征气体判断法更为准确, 但三比值判断法仍有一定的局限性。
2.2.3 油中微水测试法
应用油中微水测试是检测变压器是否受潮和进水的主要方法。在变压器内水会和铁产生反应, 通过高压分解还会释放氧气与氢气, 这一特点和油中局部放电的现象非常相似, 尤其是在某些特定的条件下, 由于水的存在也会产生局部放电现象。一旦发生这种情况, 应用前两种方法将难以区分。因此, 通过上述两种检测方法对变压器的故障判断为局部放电时, 还须测定绝缘油当中微水的含量, 判断故障是不是因为变压器内部进行或受潮而发生的放电现象, 测试的最终结果可以作为维修的根据。
总之, 由绝缘油本身的质量与性能是否良好, 可以对电力设备运行当中的安全性产生直接的影响。电力设备在运行的过程当中, 一旦电力设备本身运行的状态发生异常, 与之相关的一些症状会直接在绝缘油当中反应出来, 因此, 一定要明确绝缘油中溶解气体与电力设备故障间存有问题的关系, 让电力设备的故障可以尽快的找出, 并及时给予修复, 让电力设备的运行具有稳定性与安全性的保障。
参考文献
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变压器油中溶解气体故障分析技术 篇10
利用气相色谱分析变压器油中的气体来监测设备的运行情况, 在我国电力行业已经有较长的使用经验, 实践证明:运用变压器油中溶解气体故障分析技术, 检查充油变压器内部潜伏性障碍, 已经成为变压器类设备绝缘监督的一个重要手段。DGA可以在设备不停电状态下进行, 分析诊断方法简捷。我国运用DGA技术对充油电气设备, 特别是电力变压器内部潜伏性故障分析诊断上, 积累了丰富的实践经验, 一方面改进了取样、脱气和分析技术;另一方面, 在油中溶解气体分析数据的解释和判断上取得较大成绩。
油中溶解气体分析的试验过程包括从变压器中取出油样, 从油样中脱出溶解气体, 利用色谱仪分析气体和数据处理四个环节。色谱分析为微量分析, 试验精度高, 可以达到10-6级。DGA技术的一个基础:确保变压器油中特征气体组分 (CO2、CO。C2H2、H2等) 测试结果的灵敏度和精确度必须要符合《变压器油中溶解气体分析和判断导则》。那么我们在诊断变压器内部的现有故障和潜伏性故障时, 可以以油中产生故障气体的原理为基础, 综合考虑如下几方面, 就能比较准确地判断出变压器的内部故障的类型以及产生故障的位置。
1产生故障的时间上累计
变压器设备故障和潜伏性故障生成的气体 (可燃性) 大部分会溶于变压器油内。随着产生故障的时间累计, 这些气体也在变压器油中不断地累积, 直至其溶解度达到饱和状态甚至产生气泡。因此, 变压器油中可燃性气体的含量的累计度, 是判断故障是否存在以及故障发展的一个主要依据。
2产生故障气体的速度
一般情况下, 变压器在热和电场的作用下, 变压器油和绝缘件也会老化分解出少量的可燃性气体, 但此种原因产生气体速率较慢, 只有当内部有故障发生时, 才会明显加速这些气体的产生。所以, 故障气体的产生速度是判断故障是否存在以及故障发展的另一个依据。在实际运行中, 变压器内故障的类型、趋势不同, 其产气速率也不同。
3不同故障的产气特征
变压器不同故障时, 形成的可燃性故障气体各有不同。例如拉弧放电时会产生乙炔, 局部过热会产生乙烯, 局放时会产生用氢气。因此, 故障的产气特征是诊断故障类型的又一个依据。
由于气体的易扩散性, 使得油中溶解的气体分析的试验要比其他油质试验偏差大, 并且油中组分含量越小, 试验相对偏差越大。因此《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》中对两次平行试验的重复性作出如下规定:“有中锋溶解气体浓度大于10μL/L时, 两次测定值之差应小于平均值的10%;油中溶解气体浓度不大于10μL/L时, 两次测定值之差应小于平均值的15%加2倍该组气体最小检测浓度之和。该固定反映了气相色谱发存在很大的试验偏差。
一般情况下, 变压器内部的变压器油和绝缘件 (如层压木导线夹、层压纸板、压板、端圈等) , 在电场和负载产热的作用下, 会慢慢老化分解, 随着运行时, 会产生少量的氢气CO和CO2气体和烃类气体, 一旦变压器内部出现局放和局部过热情况, 上述的分解作用会立即显著增强。正常情况下, 由于不同类型的的故障, 变压器油和绝缘件分解的气体也不同 (前文已提到) ;并且针对同一性质的故障, 其发展程度不一样, 故障气体的量也是不同的, 因此, 分析变压器油中产生的故障的组分和含量, 能较准确判断故障性质和发展程度。
定期对变压器油中溶解气体的做色谱分析, 就能对变压器运行时出现的故障在早期给予诊断处理。能尽早的发现内部存在的潜伏性故障。对变压器顺利运行, 降低生产损失有显著作用。然而现实中没有任何技术时没有局限性的, 由于DGA技术的特点, 使它在变压器故障诊断上也存在以下不足:
(1) 目前的变压器油色谱分析都不是把目标作为一个整体看待, 只是针对分析目标所表现出来的信息特点分析属于哪种类型的故障, 但并没有将各种故障之间可能存在的相互联系有机的联系起来。目前在根据变压器油色谱分析的结果判断故障, 仍主要局限在对故障气体的分析。想要进行故障分析, 需要其他技术 (如超声波定位) 的分析结果。
(2) 会受到变压器油中溶解气体随时间的积累和取样误差的影响, 常规变压器油色谱分析很难在溶解气体含量较小的情况下进行故障分析, 当特征气体的量超过特定值时, 我们才认为根据DGA结果的判断是具有判断价值的。同时, 设备运行时出现的内部故障原因往往不是单一的, 而是由某一故障引发多故障或前期征兆信息微弱的潜伏性故障引发突发性故障。存在上述因素, 导致DGA诊断有效率和准确率不高。
(3) 正常运行变压器, 在绝缘允许温度下, 也会产生缓慢的分解反应, 产生气体, 而故障产气与正常运行的非故障气体在技术上不可分离, 加之不同类型故障 (如局部放电与进水受潮) 有类似的产气特征, 这就使得利用DGA技术进行设备状态诊断时可能得出错误的结果。
(4) 各种DGA诊断是基于在大量试验和实践数据基础上的, 正是因为简化了故障因素的产生原因以及各种故障之间的联系, 使得其正确性只能达到80%左右。
溶解氧分析仪 篇11
【关键词】凝结水；溶解氧；挡流板；疏水【中图分类号】TV523
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）10-0017-01
1 前言
现代大型火电机组凝汽器内大多设置有真空除氧装置，国产I00MW等级机组凝结器热井结构较为单一。国内某电厂使用的哈尔滨汽轮机厂设计改进的C100／N125-13.2／535／535机型，凝结器型号为N-6200-1型，凝汽器铜管的排列形式为双流程表面式，凝汽器管束9770根，结构较为紧凑换热面积小，凝汽器热井内管道设置不够合理，部分疏水至热井内汽水分离不充分，加之凝结水流量较大，机组的溶解氧长期处于超标状态，一般都在100ug／L以上，进行过系统查找及水位调整试验，收效甚微。
2 原因分析
该厂汽轮机组自投产以来凝结水溶解氧超标问题突出，凝结水溶解氧量大于100ug／L，多次查找影响该指标的原因未果，检修人员多次进入热井内部，通过对凝汽器热水井内部结构的勘察分析，热井上部设置有淋水角铁，作用在于汽轮机排汽凝结水回流至热井的过程中气水分离。凝汽器热井底部有多条管道连接，凝结水泵入口管与乙号本体疏水扩容器疏水管并行布置，且管口距离仅有200MM左右，极易造成汽水分离不彻底的凝结水直接被吸入凝泵。
低加至凝汽器紧急疏水和甲号本体疏水扩容器疏水管并行布置于另一侧，且管口标高都位于热井底部l00mm高，同甲号本体疏水扩容器的影响相同，本体疏水扩容器汽水混合流体极有可能在热井内汽水未完全分离后就被凝泵吸走，造成给水的溶解氧增大。初步判断热井连接的各疏水在热井内部与凝结水的混合状态影响凝结水品质。
3 改造方案与效果分析
2010年利用机组停备时机对凝汽器热水井内部进行改造，考虑到本体疏水在机组启运时期属汽水混合，疏水对凝结水品质影响最为严重。改造的思路为消除或减小热井内各疏水对凝结水泵入口管的紊流影响，通过有选择性了调整凝结水介质流向达到降低溶解氧的目的。在凝结水泵入口管焊接加装挡流板，从流体流向上引流远离各疏水的来水，改变凝结水泵入口管管口处流体流动方向，即抽吸热井底部的凝结水和靠近人孔门侧的凝结水，这样将增大各疏水至凝泵入口管的流程，有利于各疏水汽水有效分离，从而达到改善凝结水溶解氧超标的相应困扰。
对管口分布情况进行了检查，通过将全部热井进水与热井出水隔离，具体的做法如下：
1 凝泵入口管与甲号本体疏水扩容器至热井入口管并行布置，且距离仅有200MM左右，本体疏水扩容器汽水混合流体极有可能在热井内汽水未完全分离后就被凝泵吸走，造成给水的溶解氧增大。在热井水箱加装垂直挡板，本体疏水在热井入口处扩散被挡板阻隔后折流，从而缓冲疏水内携带气态介质影响凝结水含氧量；
2 凝结水泵入口管对向的本体疏水和低加至凝汽器疏水，在机组启停状态下可能携带气态介质冲击凝结水泵入口管，加装挡板可进一步缓冲混合疏水在凝汽器热井内的滞留时间，从而达到汽水进一步分离的作用，降低疏水对凝结水给水的影响；特别要求挡板的下边沿距离热井底部50mm，即挡板完全挡住凝泵吸入口；与凝泵吸入口平面距离控制在80-100mm，确保凝泵入口阻力在控制范围内；
3 考虑到进一步改善凝泵吸入口给水品质，加装挡板，一方面可以使凝结水从远离相关热井进水管道侧被吸入凝泵，即凝结水泵吸入的凝结水从热井人孔门和底部抽取；另一方面加设挡板可大大增强挡板的支撑强度，确保凝结水吸入口的稳定安全。
4凝汽器热井淋水角铁中部溢流孔加装直径57mm，长度200mm的延长管，可有效地引热流体至凝结水，起到加热凝结水降低过冷度的作用。
通过机组凝汽器热水井内部结构的改造，2011年经一年的运行检验及3次启停机状态下检查，凝结水溶解氧始终处于合格标准，启停机时溶解氧最大值30ug/L（国标规定的溶氧量为30g/L），机组运行时溶解氧在10ug/L以下，相较该厂另一台同型号机组凝结水溶解氧指标有着明显改善，可见凝结器热水井挡流板改造的效果是十分明显的。
4 改造效益分析
改造后凝结水溶解氧由100ug／L降到20ug／L以下，我们对各项效益节约情况进行分析，并考查其利润的可观性。
4.1 除氧药剂费用
4.1.1 联氨费用：凝结水中溶解氧含量降低80ug／L计，浓度为80％联氨（N2H4浓度为16mo1）价格17000元／t，每吨脱氧水消耗联氨O.167克，联氨费用=17元×0.000167=0.0028元／t；
4.1.2 水合硫酸铜价格以5000元／t计，每吨脱氧水消耗硫酸铜用量以5-8克计，平均6.5克，硫酸铜费用b=5×6.5／1000=0，0325元；
4.1.3 除氧药剂费用A=a+b=0.0028+0.0325=0.0343元／t。
4.2 药泵电费
药泵型号为BAWl50，功率1.5kw，流量5t／h，以出力10t／h为例，一个产水周期产水240t，药泵运行1小时，厂用电费为0.30元，每吨脱氧水承担电费B=0.30／240=0.00125元；
4.3 除氧节能费用
凝结水脱氧费用C=A+B=0.0343+0.00125=0.03555元／t；
按照125MW机组给水流量按330t／h计算（额定出力420t／h），年利用小时数约为8000小时，故凝结水脱氧费用D=0.03555×330×8000≈9.4万元／年；
5 结论
溶解氧分析仪 篇12
1.1 甲壳素的简介
甲壳素按照结晶结构的不同,可分为三种:α型、β型、γ型。其中,α型含量最丰富。β-甲壳素主要在鱿鱼的顶骨中。β-甲壳素的结晶结构是以平行链排列的,与比较分子间氢键作用力更小,因此,表现更好的溶解和化学活性[1,2]。
1.2 甲壳素的主要溶剂体系
根据文献报道,现有的甲壳素的溶剂主要有以下几种:水和能力强的无机盐、强酸、强极性溶剂、强碱、氟化试剂以及酰胺/氯化锂系统等[3]。此外以下几种为近几年研究比较多的新型溶剂体系:
(1) 钙溶剂体系[4] (2) 离子液体[5] (3)浓碱-冻融循环处理。
本文的主要研究方向就是β-甲壳素的溶解与α-甲壳素的比较,以及其溶液的相关流变性质的测试。主要实验LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系和浓碱-冻融循环体系,并初步研究溶液的可纺性。为方便起见,LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系称为溶剂L,浓碱-冻融循环体系称为溶剂N。
2 实验原料和方法
2.1 原料
鱿鱼软骨;α-甲壳素,上海蓝季科技发展有限公司。
2.2药品与仪器
HCl ;NaOH;LiCl; N-甲基吡咯烷酮;尿素;无水乙醇。红外光谱( FTIR); XP—201型偏光显微镜;NDJ—1型旋转黏度计;上海安德仪器设备;MCR301型旋转流变仪;德国安东帕公司。
2.3 实验方法
2.3.1 β-甲壳素的制备
去鱿鱼软骨粉碎, 用浓度c( HCl) = 0. 5 mol/ L的HCl 溶液浸泡2 h脱无机盐。水洗至中性,然后用用浓度c (NaOH) = 2.4 mol/ L 的NaOH 溶液于40 ℃下脱蛋白质2 h,水洗至中性,70 ℃烘干至恒重,备用。
2.3.2 β-甲壳素的分子量测定
乌氏黏度计法测黏均分子量。采用溶剂LiCl/DMAC体系,其中k=0.24 mL/L,α=0.69[6,7]Mη=1.16×106。
2.3.3 β-甲壳素的溶解
(1)LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系的配置,将5 g LiCl加入到100 mL N-甲基吡咯烷酮中[8],搅拌3 h到4 h。分别取1gβ、α-甲壳素溶解在100 mL上述溶剂中。在室温下,密封搅拌超过24 h。标号分别为样品1、样品2。
(2)NaOH/尿素体系的配置[9],NaOH∶尿素∶水=8∶4∶88比例配置溶液。
分别将1gβ、α-甲壳素加入到溶液中溶胀约1 h。在冰水混合物中慢慢搅拌3 h,将其在-10 ℃中放置24 h,取出融化搅拌。分别叫做样品3、样品4。
(3)甲壳素膜的制备,将配置好的甲壳素溶液分别涂抹在玻璃片上。其中溶剂L采用酒精为凝固浴,水洗,干燥,备用。溶剂N系采用10%硫酸溶液做凝固浴,水洗,干燥,备用。
2.3.4 样品分析
(1)红外谱图:
将上述的两种溶液涂的膜小心揭下来,烘干水分,测试,分别叫做样品1,样品2。
(2)流变性能分析:
配置一系列的β-甲壳素溶液,采用LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系,浓度为0.2%、0.3%、0.4%、0.45%、0.5%进行流变测试。
3 结果分析
3.1 溶解性分析
从上述偏光显微镜的图片中可以看出,在相同条件下,β-甲壳素比α-甲壳素更容易溶解在上述两种溶液中,很少出现不溶物。而且β-甲壳素在上述两种体系的溶解都很好。
3.2 溶液的流变学分析
由图2可以看出曲线光滑此溶液体系溶解均匀;随着浓度的升高表观黏度上升;在浓度一定的情况下,在极小的剪切速率(<0.1)下液体的曲线出现很小的平台,在此范围内,此液体为牛顿流体,此区域为牛顿区域;随着剪切速率的升高,溶液出现剪切变稀的现象,为假塑性区域,由此可知,此溶液为非牛顿流体中的假塑性流体。
由图3可以看出溶液的剪切力随剪切频率的升高而升高,高分子溶液偏离牛顿流体的程度可用非牛顿指数n(n=dlgτ/dlgγ)来表示,n越小,非牛顿流体程度越大,即随着剪切速率的增加,剪切力升高,从图中可以求出,随着溶度的升高,非牛顿指数n依次为n1=0.359,n2=0.278 9, n3=0.220 2, n4=0.201 8, n5=0.197 5。可见,随着溶液浓度的升高,牛顿指数也随之降低。表明随着溶度的升高,溶液非牛顿性越强。回归图3可以看出随着浓度的升高,溶液的黏度随剪切频率的升高降低越明显。这是因为浓度提高后,大分子链间的缠结密度增加,使大分子间的相对运动变得困难,溶液的松驰率减慢所致。
3.3 红外谱图分析
图中1表示N溶剂经凝固浴后的红外图像,2表示L溶剂经凝固浴后的红外图像。与α-甲壳素相比较,β-甲壳素的酰胺Ⅰ谱带只有一个1 660 cm-1的单峰,而α-甲壳素则有1 656 cm-1和1 621cm-1两个峰,这是由于两者的晶型结构不同导致,可以作为区分两种类型甲壳素的依据。溶剂L溶解的甲壳素经凝固浴凝固后没有出现酰胺谱带没有出现新峰,所以未发生变化。但是,溶剂N溶解的甲壳素经硫酸凝固后出现了新的峰,说明甲壳素的晶型发生了改变,由β型向α型转变,分析原因,可能是碱液对其产生的影响,致使晶型的转变[10]。
4 结论
(1)β-甲壳素的晶型是平行链状排列,区别于α-甲壳素的反平行链状排列,因此β-甲壳素结晶结构松散,导致了β-甲壳素比之α-甲壳素更容易溶解。
(2)β-甲壳素在两种溶解中的溶解性比较好,其中,在LiCl/N-甲基吡咯烷酮体系中溶解大约1%左右。在NaOH/尿素体系中大约溶解1.5%左右。
(3)由LiCl/N-甲基吡咯烷酮溶液的流变图像可以看出,此溶液的黏度随浓度的升高而升高,在0.3%出现黏度突变;溶液出现剪切变稀的现象,是非牛顿流体中的假塑性流体;随着溶度的升高,随着溶液浓度的升高,牛顿指数也随之降低,表明,随着溶度的升高,溶液非牛顿性越强,这是因为浓度提高后,大分子链间的缠结密度增加,使大分子间的相对运动变得困难,溶液的松驰率减慢所致。
(4)由红外谱图可以分析得出,β-甲壳素经过溶剂L的溶解后,仍为β型,未发生变化,而经过溶剂N溶解后出现晶型的变化,由β型向α型转变。说明溶剂L比之溶剂N对β-甲壳素更稳定。
参考文献
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