CN109142161B - 一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法 - Google Patents
一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109142161B CN109142161B CN201811235319.7A CN201811235319A CN109142161B CN 109142161 B CN109142161 B CN 109142161B CN 201811235319 A CN201811235319 A CN 201811235319A CN 109142161 B CN109142161 B CN 109142161B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- light intensity
- solid
- solubility
- computer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 86
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 37
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 23
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- DZHMRSPXDUUJER-UHFFFAOYSA-N [amino(hydroxy)methylidene]azanium;dihydrogen phosphate Chemical compound NC(N)=O.OP(O)(O)=O DZHMRSPXDUUJER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/59—Transmissivity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/02—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种固体在液体中溶解度自动测定***，包括平衡釜、恒温循环水浴、激光光源、光源接收器、光强测试仪、变频仪、液体溶剂储罐、液体进料泵和计算机，平衡釜的外壁设有夹套，夹套内部与恒温循环水浴连通；平衡釜的内胆与液体进料泵的出口连通，液体进料泵与液体溶剂储罐连通；激光光源的发射方向正对平衡釜和光源接收器，光源接收器与光强测试仪相连，光强测试仪与计算机相连；变频仪分别与计算机和液体进料泵的电源相连。本发明还公开了一种固体在液体中溶解度自动测定方法。本发明的有益效果为：利用激光光强的变化自动判断溶解平衡点，反馈控制进料的加入速度，实现全过程溶解度的自动测定，自动化程度高，且溶解度数据准确、重复性好。
Description
技术领域
本发明涉及溶解度测定技术设备领域，具体涉及一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法。
背景技术
固体在不同溶剂中不同温度下的溶解度是其重要的理化性质，是固体结晶、分离、纯化等过程设计和操作的重要依据。目前，溶解度的测定方法主要有稳态平衡法和动态合成法。稳态平衡法是指在固定温度下将过量固体溶质与液体溶剂经过长时间的平衡之后，将溶解饱和的清液取出进行组成分析从而得到溶解度，测试过程必须保持操作条件稳定。稳态平衡法的优点是测定装置和测量过程简单，只需稳定好温度，平衡过程无需人为监控。稳态平衡法的缺点是：1、达到平衡所需要的时间需要根据体系的不同经过反复实验确定；2、该方法需要取样离线测量组成，对于偏离室温较大的测试温度，难以保证从取样到分析过程中样品的状态与平衡釜内饱和溶液一致；3、组成分析过程往往分析比较复杂，所采用的的仪器和操作人员的熟练程度对测试结果影响较大，尤其是对于混合溶质或混合溶剂的测量。特别是后两点，使得不同操作者对同一体系相同条件下的测试结果往往相差较大。
相比于稳态平衡法，动态合成法无需取样分析平衡组成，但需要动态改变某一操作条件逼近溶解平衡，目前可分为恒温变组成和恒组成变温两类。恒组成变温法是将准确称量的溶质和溶剂同时加入平衡釜，然后对体系在按一定程序升温，固体溶质在升温过程逐渐溶解，当溶质完全溶解溶液澄清时的温度，即为加入组成下对应的平衡温度。该方法对升温速率的控制要求很高，尤其是接***溶解衡时，升温速率要求很慢，否则由于热惯性使得记录的平衡温度偏高，从而使溶解度结果偏大；测试时间非常长且目前的温控技术仍然很难针对不同体系实现精确控制升温速率。恒组成变温法是将准确称量的溶质加入平衡釜，保持***恒温，然后将溶剂在按一定流速加入体系，固体溶质在溶剂量增加过程逐渐溶解，当溶质完全溶解溶液澄清时根据溶剂加入量和溶质质量折算的浓度，即为平衡温度温度下的溶解度。该方法对溶剂的加入速率的控制要求很高，尤其是接近溶解平衡时，溶剂加入速率要求很慢，否则极易造成溶剂添加过量从而使溶解度结果偏大。由于动态合成法的动态特性使得测试过程的变化参数需根据溶解情况时时调整，同时变化过程的溶液澄清点需要准确判断。目前还缺乏有效的自动控制技术和平衡点检测技术，同时在高温下溶剂的挥发现象也没有有效校正，动态合成法结果的重复性差。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种基于恒温变组成动态合成法的、测定时间短、准确度高的固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法。
本发明采用的技术方案为：一种固体在液体中溶解度自动测定***，包括平衡釜、恒温循环水浴、激光光源、光源接收器、光强测试仪、变频仪、液体溶剂储罐、液体进料泵和计算机，所述平衡釜的外壁设有夹套，夹套内部与恒温循环水浴连通；平衡釜的内胆通过进料管与液体进料泵的出口连通，液体进料泵的入口与液体溶剂储罐连通；所述激光光源的发射方向正对平衡釜和光源接收器，光源接收器的输出端与光强测试仪的输入端相连，光强测试仪的输出端与计算机相连；所述变频仪的输入端与计算机相连，变频仪的输出端与液体进料泵的电源相连。
按上述方案，所述平衡釜的内胆上口设有密封塞，密封塞上开设有进料孔，所述进料管经进料孔伸入平衡釜的内胆。
按上述方案，所述密封塞上开设有测温孔，测温孔内插有温度计。
按上述方案，所述测定***还包括搅拌器，搅拌器为磁力搅拌器，其设于平衡釜的底部；平衡釜的内胆设有与磁力搅拌器相配合的搅拌转子。
按上述方案，搅拌转子的长度为内胆直径的1/3～1/2。
按上述方案，所述激光光源的输出功率3～10mW，发射的激光波长为400～1100nm；光强测试仪分辨率不高于0.001mW。
本发明还提供了一种固体在液体中溶解度测定方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、提供权利要求1所述的固体在液体中溶解度自动测定***；
步骤二、开启恒温循环水浴进行内循环，保证恒温循环水浴的水温在设定温度下恒温；
步骤三、称取质量为W1的固体溶质，与搅拌转子一起放入平衡釜的内胆，盖上密封塞并***温度计；在密封塞的外边缘与平衡釜内胆的壁面之间夹入滤纸，密封塞与滤纸的总质量为W0；
步骤四、向液体溶剂储罐加入液体溶剂，通过计算机控制液体进料泵，直至整个加料管路充满溶剂；关闭液体进料泵，将进料管从密封塞上的进料孔***平衡釜的内胆，称量此时液体溶剂储罐内液体溶剂的质量W2；
步骤五、调节液体进料泵，将液体溶剂加入平衡釜的内胆，直至内胆的液体高度在搅拌转子以上1～2cm，关闭液体进料泵；
步骤六、开启恒温循环水浴的外循环，使恒温水稳定通过平衡釜的夹套；开启磁力搅拌器，使平衡釜的内胆内固液相均匀混合，当平衡釜的内胆内温度稳定在测定温度时停止搅拌；
步骤七、观察平衡釜内胆中的溶质，如果内胆内溶质全部溶解，继续加入质量为W1`的溶质，直至加入的溶质不能完全溶解而沉积；调节激光光源和光源接收器的相对位置，使激光光源发射的激光稳定通过内胆的澄清液体后进入光源接收器，光源接收器接收光线信号并发送至光强测试仪，光强测试仪测试光线强度并将光强数据发送计算机；计算机收集采样点的光强数据值，其值应稳定在光源输出功率的70％以上，光强平均变化率应小于30μW/采样点，计算机将此值记为测量过程中的光强最大值；
步骤八、再次开启磁力搅拌器，调至合适搅拌速率，保证平衡釜内胆内固液相均匀混合，同时计算机采集实时光强数据；随着液体溶剂的加入和固体溶质的不断溶解，采集到的光强值逐渐升高；根据光强的绝对值和变化率，计算机调节变频仪输出电压的频率，进而调节液体溶剂的加入速率；当光强的绝对值高且变化率基本为零时，内胆内的溶质与溶剂达到溶解平衡，计算机自动关闭液体进料泵；
步骤九、称量液体溶剂储罐内剩余液体溶剂的质量，记为W3；取出滤纸并称量质量，记为W4，则测试温度下该溶质在溶剂中的溶解度采用以下公式计算：
S＝(W1+W1`)/(W2-W3-(W4-W0))，S单位为g/g溶剂。
按上述方案，在步骤七中，计算机收集光强数据的采样频率在0.25～3s。
按上述方案，在步骤八中，计算机程序控制变频仪，根据实时采集的光强绝对值和实时计算的光强变化率自动调节液体溶剂进料流量。
按上述方案，在步骤八中，计算机调节液体溶剂进料量的方法为：当光强的绝对值低于步骤七中光强最大值的10％，此时仍有大量的固体溶质尚未溶解，液体溶剂加入速率调为最高；当近三分之一的采样点的平均光强变化率大于100μW/采样点且当光强的绝对值大于最大值的20％，表明此时固体溶质已经开始加速溶解，液体溶剂加入速率减慢为最大流量的50％左右；当光强的绝对值高于最大值的50％且近三分之一的采样点的平均光强变化率仍然大于100μW/采样点，此时溶质溶解接***衡，液体溶剂加入速率调整为最小值，即不高于1mL/h；当全部的光强绝对值大于最大值的90％且光强平均变化率小于30μW/采样点时，溶解平衡已经达到，计算机程序控制关闭液体进料泵。
本发明的有益效果为：1、本发明所述测定***利用激光光强的变化自动判断溶解平衡点，并利用计算机和变频仪反馈控制进料的加入速度，实现全过程溶解度的自动测定，测定过程简单，自动化程度高，大幅降低了测试时间，且溶解度数据准确，重复性好；2、测试对象固体溶质可以是单一物质也可以是混合物质，液体溶剂可以是单一物质也可以是混合物质，应用范围广；3、采用滤纸吸附测试过程挥发的溶剂用以校正溶解度数据，大幅提高了数据的准确度和重复性，并使得本发明的装置和方法可用于强挥发性溶剂，进一步扩大了其应用范围；4、本发明结构设计合理，可行性好，可靠性高。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的示意图。
图2为实施例1的光强动态变化图
图中，1、计算机；2、温度计；3、液体溶剂储罐；4、恒温循环水浴；5、光源接收器；6、激光光源；7、搅拌器；8、液体进料泵；9、光强测试仪；10、变频仪；11、平衡釜；11.1、夹套；12、密封塞。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种固体在液体中溶解度自动测定***，包括平衡釜11、恒温循环水浴4、激光光源6、光源接收器5、光强测试仪9、变频仪10、液体溶剂储罐3、液体进料泵8和计算机1，所述平衡釜11的外壁设有夹套11.1，夹套11.1内部与恒温循环水浴4连通；平衡釜11的内胆通过进料管与液体进料泵8的出口连通，液体进料泵8的入口与液体溶剂储罐3连通；所述激光光源6的发射方向正对平衡釜11和光源接收器5，光源接收器5的输出端与光强测试仪9的输入端相连，光强测试仪9的输出端与计算机1相连；所述变频仪10的输入端与计算机1相连，变频仪10的输出端与液体进料泵8的电源相连。
优选地，所述平衡釜11的内胆上口设有密封塞12，密封塞12开设有进料孔，所述进料管经进料孔伸入平衡釜11的内胆。所述密封塞12上开设有测温孔，测温孔内插有温度计2(温度计2测量内胆液体的温度)。
优选地，所述测定***还包括搅拌器7，搅拌器7为磁力搅拌器，其设于平衡釜11的底部；平衡釜11的内胆设有与磁力搅拌器相配合的搅拌转子。
本发明中，所述平衡釜11由高透明玻璃制成，其高度为100～200mm；所述平衡釜11的内胆壁面平整，凸起不超过2mm；平衡釜的内胆直径为50～100mm，搅拌转子的长度为平衡釜11内胆直径的1/3～1/2；所述夹套11.1的厚度为8～12mm；所述激光光源6为点状激光光源，其输出功率3～10mW，发射的激光波长为400nm～1100nm；对应的光强测试仪9分辨率不高于0.001mW；所述温度计2为高精度铂电阻温度计，其分辨率为0.01℃；所述恒温循环水浴4的控温范围为-40～99℃，温度稳定性维持在±0.1℃的误差内。
本发明还提供了一种固体在液体中溶解度自动测定方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的固液溶解度自动测定***；
步骤二、开启恒温循环水浴4进行内循环，保证恒温循环水浴4的水温在设定温度下恒温；
步骤三、在分析天平上准确称取质量为W1的固体溶质，与搅拌转子一起放入平衡釜11的内胆，盖上密封塞12；将温度计2从密封塞12上的测温孔***平衡釜11的内胆，调节温度计2的***高度；在密封塞12的外边缘与平衡釜11内胆的壁面之间夹入滤纸1-2张，滤纸的总质量为W0；
步骤四、向液体溶剂储罐3加入足量的液体溶剂，通过计算机1控制液体进料泵8，直至整个加料管路充满溶剂；随后关闭液体进料泵8，将进料管从密封塞12上的进料孔***平衡釜11的内胆，称量此时液体溶剂储罐3内液体溶剂的质量W2；
步骤五、调节液体进料泵8，将液体溶剂通过进料管加入平衡釜11的内胆，直至内胆的液体高度在搅拌转子以上1～2cm，关闭液体进料泵8；
步骤六、开启恒温循环水浴4的外循环，使恒温水稳定通过平衡釜11的夹套11.1，恒温水在夹套11.1内不应产生气泡；开启磁力搅拌器，使平衡釜11的内胆内固液相均匀混合(搅拌过程不产生气泡和旋涡)，直至平衡釜11的内胆内温度稳定在预测温度±0.1℃以内后停止搅拌；
步骤七、观察平衡釜11内胆溶质，如果平衡釜11的内胆内溶质全部溶解，继续加入质量为W1`的溶质，直至加入的溶质不能完全溶解而沉积；调节激光光源6和光源接收器5的相对位置，使激光光源6发射的激光稳定通过平衡釜11内胆的澄清液体后进入光源接收器5，光源接收器5接收光线信号并发送至光强测试仪9，光强测试仪9测试光线强度并将光强数据发送至计算机1；计算机1收集采样点的光强数据值(采样点不低于100个，以每次300个为例)，其值应稳定在光源输出功率的70％以上，采样点的光强平均变化率应小于30(μW/采样点)，计算机1将此值记为测定过程中的光强最大值；
步骤八、再次开启磁力搅拌器，调至合适搅拌速率，保证平衡釜11内胆内固液相均匀混合；同时计算机1采集实时光强数据；随着液体溶剂的加入和固体溶质的不断溶解，采集到的光强值逐渐升高；根据光强的绝对值和变化率，计算机1设定程序自动调节变频仪10输出电压的频率，从而调节液体溶剂的加入速率；当光强的绝对值高且变化率基本为零时，内胆内的溶质与溶剂达到溶解平衡，计算机1自动关闭液体进料泵8；
步骤九、称量液体溶剂储罐3内剩余液体溶剂的质量，记为W3；取出滤纸并称量质量，记为W4，则该溶质在测试温度下的溶解度采用以下公式计算：
S＝(W1+W1`)/(W2-W3-(W4-W0))，其中S单位为g/g溶剂。
优选地，在步骤七中，计算机1收集光强数据的采样频率在0.25-3秒。在步骤八中，计算机1调节液体溶剂进料流量的方法为：计算机1程序控制变频仪10根据实时采集的光强绝对值和实时计算的光强变化率，在0-60Hz的频率区间内分为四档自动调节液体进料流量：当光强的绝对值低于步骤七中光强最大值的10％，此时仍有大量的固体溶质尚未溶解，液体溶剂加入速率调为最高；当三分之一的采样点(以步骤七中所述的300个采样点为例，该处三分之一的采样点也即100个采样点)的平均光强变化率大于100(μW/采样点)且当光强的绝对值大于最大值的20％，表明此时固体溶质已经开始加速溶解，液体溶剂加入速率减慢为最大流量的50％左右；当光强的绝对值高于最大值的50％且近100个采样点的平均光强变化率仍然大于100(μW/采样点)，此时溶质溶解接***衡，液体溶剂加入速率调整为最小值，即不高于1mL/h；当全部采样点(也即近300个采样点)的光强绝对值大于最大值的90％且光强平均变化率小于30(μW/采样点)时，溶解平衡已经达到，计算机1程序控制关闭液体进料泵8。
本发明中，光强变化率的具体计算为：光强变化率和光强值都是实时的，不是一个定值；以步骤七中的300个采样点为例，光强变化率是以当前点为基准，向前推300个采样点，计算这300个采样点的变化率，也即每个采样点都包括计算的前300个点的光强变化率，全实验过程的总采样点和变化率的值个数至少在5000个点以上，数目的多少取决于采样频率和溶解速率。
本发明所述方法的测定温度范围取决于恒温源的温度和加热功率，使用水或其他流体，温度可达-40-150℃，压力为常压下操作。本发明所述方法涉及到的固体溶质可以是单一物质也可以是混合物质，液体溶剂可以是单一物质也可以是混合物质，只需均相液体即可；可以应用于易挥发液体溶剂，只需其泡点温度高于测试温度范围。
实施例1：测定磷酸脲在水中30℃下的溶解度，验证本***溶解度测定的准确性。
(1)开启恒温循环水浴4内循环使得水温在30℃下恒温，在分析天平上称取干燥的磷酸脲90.0900g与搅拌转子一起放入图1所示平衡釜11的内胆，盖上密封塞12，将铂电阻电子温度计(分辨率0.01℃)***平衡釜内胆，调节***高度；在密封塞12的外边缘与平衡釜11的内胆壁面之间夹入一张滤纸，滤纸和密封塞的总质量为179.9561g；
(2)在液体溶剂储罐3内加入水，通过计算机1控制液体进料泵8，使整个加料管路充满水，关闭液体进料泵8；进料管从密封塞12上的进料孔***平衡釜的内胆，随后称量液体溶剂储罐3内水的质量为199.6973g；
(3)调节液体进料泵8，将液体溶剂加入平衡釜11的内胆，直至内胆中液体高度在搅拌转子以上1cm，关闭液体进料泵8。
(4)开启恒温循环水浴4外循环，使得恒温水稳定通过夹套11.1，开启磁力搅拌器，保持内胆内固液相均匀混合，直至温度计2的测量温度稳定在预测温度±0.1℃以内。
(5)停止搅拌，此时内胆内还有相当数量磷酸脲尚未溶解沉积在内胆的下部时，无需添加固体，调节激光光源6和光源接收器5的相对位置，使得激光光源6发射的激光稳定通过内胆中的澄清液体后进入光源接收器5，同时计算机1收集稳定的光强数据值，其值稳定在1.06±0.01mW。
(6)再次开启搅拌，调至合适搅拌速率，保持平衡釜11的内胆内固液相均匀混合，计算机1按固定频率收集光强数据，结果如图2所示，同时计算机1根据实时采集的光强绝对值和计算的光强变化率控制变频仪10，使其按四档调节方式自动调节液体进料泵8的流量，达到溶解平衡时自动停止加料，测试完成。
(7)称量液体溶剂储罐3内水的质量为127.8912g，称量滤纸和密封塞12的总质量为179.9910g，则30℃的情况下，磷酸脲在水中的溶解度S为S＝90.0900/(199.6973-127.8912-(179.9910-179.9561))＝1.2552g/g水，文献参考值为1.2692g/g水，相对偏差1.10％。
实施例2：测定预测温度为74℃的情况下磷酸脲在水中的溶解度，进行2次测量，考察本发明装置及方法的重复性以及对挥发性溶剂的适用性。
测试步骤与实施例1完全相同，仅将预测温度设为74℃。
第一次实验，称取干燥好的磷酸脲87.270g，测试前液体溶剂储罐3内水的质量为164.867g，滤纸和密封塞12的总质量为179.873g。按实施例1步骤完成测试，实验过程温度恒定在73.9±0.1℃。停止测试后，称量液体溶剂储罐3内水的质量为146.627g，称量滤纸和密封塞12的总质量为180.184g，则计算预测温度为74℃的情况下磷酸脲在水中的溶解度为4.8675g/g水。
第二次实验，称取干燥好的磷酸脲79.336g，测试前液体溶剂储罐3内水的质量为188.406g，滤纸和密封塞12的总质量为179.852g。按实施例1步骤完成测试，实验过程温度恒定在74.1±0.1℃。停止测试后，称量液体溶剂储罐3内水的质量为171.966g，称量滤纸和密封塞12的总质量为179.945g，则计算溶解度为4.8533gg水，与第一次试验测定结果的相对偏差0.29％。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种固体在液体中溶解度自动测定***，其特征在于，包括平衡釜、恒温循环水浴、激光光源、光源接收器、光强测试仪、变频仪、液体溶剂储罐、液体进料泵和计算机，所述平衡釜的外壁设有夹套，夹套内部与恒温循环水浴连通；平衡釜的内胆通过进料管与液体进料泵的出口连通，液体进料泵的入口与液体溶剂储罐连通；所述激光光源的发射方向正对平衡釜和光源接收器，光源接收器的输出端与光强测试仪的输入端相连，光强测试仪的输出端与计算机相连；所述变频仪的输入端与计算机相连，变频仪的输出端与液体进料泵的电源相连，计算机控制变频仪，根据实时采集的光强绝对值和实时计算的光强变化率自动调节液体溶剂进料流量。
2.如权利要求1所述的固体在液体中溶解度自动测定***，其特征在于，所述平衡釜的内胆上口设有密封塞，密封塞上开设有进料孔，所述进料管经进料孔伸入平衡釜的内胆，实验结束前进料管不再取出。
3.如权利要求2所述的固体在液体中溶解度自动测定***，其特征在于，所述密封塞上开设有测温孔，测温孔内插有温度计。
4.如权利要求1所述的固体在液体中溶解度自动测定***，其特征在于，所述测定***还包括搅拌器，搅拌器为磁力搅拌器，其设于平衡釜的底部；平衡釜的内胆设有与磁力搅拌器相配合的搅拌转子。
5.如权利要求4所述的固体在液体中溶解度自动测定***，其特征在于，搅拌转子的长度为内胆直径的1/3～1/2。
6.如权利要求1所述的固体在液体中溶解度自动测定***，其特征在于，所述激光光源的输出功率3～10mW，发射的激光波长为400～1100nm；光强测试仪分辨率不高于0.001mW。
7.一种固体在液体中溶解度测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、提供权利要求1所述的固体在液体中溶解度自动测定***；
步骤二、开启恒温循环水浴进行内循环，保证恒温循环水浴的水温在设定温度下恒温；
步骤三、称取质量为W1的固体溶质，与搅拌转子一起放入平衡釜的内胆，盖上密封塞并***温度计；在密封塞的外边缘与平衡釜内胆的壁面之间夹入滤纸，滤纸的总质量为W0；
步骤四、向液体溶剂储罐加入液体溶剂，通过计算机控制液体进料泵，直至整个加料管路充满溶剂；关闭液体进料泵，将进料管从密封塞上的进料孔***平衡釜的内胆，称量此时液体溶剂储罐内液体溶剂的质量W2；
步骤五、调节液体进料泵，将液体溶剂加入平衡釜的内胆，直至内胆的液体高度在搅拌转子以上1～2cm，关闭液体进料泵；
步骤六、开启恒温循环水浴的外循环，使恒温水稳定通过平衡釜的夹套；开启磁力搅拌器，使平衡釜的内胆内固液相均匀混合，当平衡釜的内胆内温度稳定在测定温度时停止搅拌；
步骤七、观察平衡釜内胆中的溶质，如果内胆内溶质全部溶解，继续加入质量为W1`的溶质，直至加入的溶质不能完全溶解而沉积；调节激光光源和光源接收器的相对位置，使激光光源发射的激光稳定通过内胆的澄清液体后进入光源接收器，光源接收器接收光线信号并发送至光强测试仪，光强测试仪测试光线强度并将光强数据发送计算机；计算机收集采样点的光强数据值，其值应稳定在光源输出功率的70％以上，光强平均变化率应小于30μW/采样点，计算机将此值记为测量过程中的光强最大值；
步骤八、再次开启磁力搅拌器，调至合适搅拌速率，保证平衡釜内胆内固液相均匀混合，同时计算机采集实时光强数据；随着液体溶剂的加入和固体溶质的不断溶解，采集到的光强值逐渐升高；根据光强的绝对值和变化率，计算机调节变频仪输出电压的频率，进而调节液体溶剂的加入速率；当光强的绝对值高且变化率基本为零时，内胆内的溶质与溶剂达到溶解平衡，计算机自动关闭液体进料泵；
步骤九、称量液体溶剂储罐内剩余液体溶剂的质量，记为W3；取出滤纸并称量质量，记为W4，则测试温度下该溶质在溶剂中的溶解度采用以下公式计算：
S＝(W1+W1`)/(W2-W3-(W4-W0))，S单位为g/g溶剂。
8.如权利要求7所述的固体在液体中溶解度测定方法，其特征在于，在步骤七中，计算机收集光强数据的采样频率在0.25～3s。
9.如权利要求7所述的固体在液体中溶解度测定方法，其特征在于，在步骤八中，计算机程序控制变频仪，根据实时采集的光强绝对值和实时计算的光强变化率自动调节液体溶剂进料流量。
10.如权利要求9所述的固体在液体中溶解度测定方法，其特征在于，在步骤八中，计算机调节液体溶剂进料量的方法为：当光强的绝对值低于步骤七中光强最大值的10％，此时仍有大量的固体溶质尚未溶解，液体溶剂加入速率调为最高；当近三分之一的采样点的平均光强变化率大于100μW/采样点且当光强的绝对值大于最大值的20％，表明此时固体溶质已经开始加速溶解，液体溶剂加入速率减慢为最大流量的50％左右；当光强的绝对值高于最大值的50％且近三分之一的采样点的平均光强变化率仍然大于100μW/采样点，此时溶质溶解接***衡，液体溶剂加入速率调整为最小值，即不高于1mL/h；当全部的光强绝对值大于最大值的90％且光强平均变化率小于30μW/采样点时，溶解平衡已经达到，计算机程序控制关闭液体进料泵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811235319.7A CN109142161B (zh) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811235319.7A CN109142161B (zh) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109142161A CN109142161A (zh) | 2019-01-04 |
| CN109142161B true CN109142161B (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=64809548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811235319.7A Active CN109142161B (zh) | 2018-10-23 | 2018-10-23 | 一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109142161B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110907420B (zh) * | 2019-12-04 | 2021-07-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种不互溶液-液相间传质平衡时间的测量装置及利用其的测量方法 |
| CN111474143A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-31 | 山东省交通规划设计院有限公司 | 岩溶区水环境激光衰减特性试验装置及方法 |
| CN111624235A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-09-04 | 西安交通大学 | 一种流动式高温高压溶解度在线测定装置及其测定方法 |
| CN113029857B (zh) * | 2021-03-05 | 2023-03-31 | 浙江工业大学 | 一种测定疏水性有机物在水中溶解度的装置及方法 |
| CN113607607A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-05 | 中山大学 | 一种同时测定固体在不同溶剂中溶解度的方法 |
| CN116500290B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-08 | 长沙海纳光电科技有限公司 | 一种基于透射法的过饱和固体药剂添加装置和方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102768180A (zh) * | 2012-07-29 | 2012-11-07 | 浙江大学 | 溶解度测定装置 |
| CN203122123U (zh) * | 2013-03-01 | 2013-08-14 | 北京德御坊食品技术研究院（有限合伙） | 具有温度控制和定量取料功能的电控冲调粉速溶制饮机 |
| CN103940693A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-23 | 陕西师范大学 | 一种利用激光光强检测固液溶解度的装置 |
| CN105987862A (zh) * | 2015-01-28 | 2016-10-05 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 溶解度和粘度的测试装置及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6750966B2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-06-15 | Dow Global Technologies Inc. | Real time monitoring of small particle dissolution by way of light scattering |
| CN101273264A (zh) * | 2005-09-22 | 2008-09-24 | 阿凡田国际有限公司 | 用于确定溶解度曲线和亚稳区的***和方法 |
| CN101907549B (zh) * | 2010-07-06 | 2013-03-13 | 南京工业大学 | 一种同时获取固体溶质在液相中饱和溶解度和扩散系数的测试方法及测试装置 |
| CN202983623U (zh) * | 2013-01-05 | 2013-06-12 | 江西华农恒青农牧有限公司 | 配料***变频喂料装置 |
| CN105067536A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-11-18 | 中山大学 | 一种基于激光折射的物质溶解度高精度测量装置 |
| CN108426868B (zh) * | 2018-03-13 | 2020-11-13 | 浙江工业大学 | 原位在线测定二氧化碳在纯水中溶解度的方法 |
| CN207964631U (zh) * | 2018-04-14 | 2018-10-12 | 骆俊良 | 一种固体溶解度测量装置 |
-
2018
- 2018-10-23 CN CN201811235319.7A patent/CN109142161B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102768180A (zh) * | 2012-07-29 | 2012-11-07 | 浙江大学 | 溶解度测定装置 |
| CN203122123U (zh) * | 2013-03-01 | 2013-08-14 | 北京德御坊食品技术研究院（有限合伙） | 具有温度控制和定量取料功能的电控冲调粉速溶制饮机 |
| CN103940693A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-23 | 陕西师范大学 | 一种利用激光光强检测固液溶解度的装置 |
| CN105987862A (zh) * | 2015-01-28 | 2016-10-05 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 溶解度和粘度的测试装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109142161A (zh) | 2019-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109142161B (zh) | 一种固体在液体中溶解度自动测定***及测定方法 | |
| CN105548018B (zh) | 一种固液体系中固含量的测量装置及测量方法 | |
| CN102768180B (zh) | 溶解度测定装置 | |
| Christensen et al. | An isothermal titration calorimeter | |
| CN106153498A (zh) | 一种检测溶液中溶质浓度的新方法及其装置 | |
| JP3775541B2 (ja) | クロマトグラフィーカラム用のキャリブレーション方法 | |
| Simpson | Practical techniques for ion-selective electrodes | |
| CN109596890A (zh) | 一种电阻温度系数测试仪 | |
| CN112816425B (zh) | 一种利用hgb校准能力优化全血样本检测流程的方法 | |
| Bowie et al. | Development of an aqueous temperature-indicating technique and its application to clinical laboratory instrumentation. | |
| US4180440A (en) | Variable endpoint analyzer | |
| CN112255198B (zh) | 一种检测物质光敏性的方法 | |
| CA2370154C (en) | Method of determining the salt content of liquids and device for practicing the method | |
| Nilsson et al. | A flow-microcalorimetric vessel for solution of small quantities of easily or slightly soluble liquids. Solution of benzene in water at 298.15 K | |
| US4114421A (en) | Apparatus for measuring the concentration of impurities within a substance | |
| JPS6243133B2 (zh) | ||
| Starostin et al. | Development of a self-contained device for rapid detection of volatile impurities in the oil system of a turbine | |
| Lopez-Garcia et al. | Slurry sampling device for use in electrothermal atomic absorption spectrometry | |
| CN116736916B (zh) | 单一盐溶液湿度控制下土体变形与土水特性试验装置 | |
| JPS5560855A (en) | Method of automatic chemical analysis | |
| CN217305146U (zh) | 一种水质测量的性能测试装置 | |
| Incardona et al. | Measurement of temperature within the sample cell during sedimentation velocity experiments | |
| CN211374575U (zh) | 基于脉冲核磁共振的航空燃油氢含量检测设备 | |
| CN212646552U (zh) | 一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备 | |
| Bishop et al. | Gas‐solution microcalorimeter for determining heat binding curves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240522 Address after: No.2, Jinpan Road, Wuxue City, Huanggang City, Hubei Province 435400 Patentee after: HUBEI XUNDA PHARMACEUTICAL Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 430074, No. 693 Xiong Chu street, Hongshan District, Hubei, Wuhan Patentee before: WUHAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY Country or region before: China Patentee before: HUBEI XUNDA PHARMACEUTICAL Co.,Ltd. |