[發明專利]一種測定弱電解質溶液解離常數的方法

在審

• 申請號: 201510887233.2
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105548272A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 梁志武;劉彬;童柏棟;劉賀磊;鄧志凱
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N27/06
• 分類號: G01N27/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種測定弱電解質溶液解離常數的方法。

背景技術

近年來，人類經歷了由于全球氣候變暖帶來的種種災難，進而對全球氣候變暖問 題達成了共識。由于溫室氣體排放過量而造成的全球氣候變暖及其帶來的各種環境問題已 經成為全球關注的焦點。溫室氣體種類繁多，其中CO₂尤以突出，大氣中CO₂含量的提高是造 成全球變暖的主要原因之一。因此，尋找到有效的減排和隔離二氧化碳的方法已成為世界 各國的共識，同時進行了許多討論與實踐。其中，有機醇胺化學吸收法由其吸收高效、低成 本等優點迅速成為工業氣體凈化的主要方法之一，但傳統MEA吸收方法無法滿足日益增長 CO₂捕集需求。為了研究不同有機胺吸收/解吸CO₂的特性，從而為確定一種新型的捕集CO₂的 方法提供必要的理論指導，對各種體系的反應機理和動力學模型的研究已成為重中之重。 解離常數是一種特定類型的平衡常數，能為分析不同反應條件對反應速率的影響，提供化 學反應的反應機理和過渡態的信息，是化學反應過程中研究反應速率必不可少的關鍵信 息。因此，開發出高效、快速的解離常數的測定方法可為CO₂捕獲領域提供更加快速便捷的 研究手段。

發明內容

本發明解決的技術問題是，提供一種采用快速動力學停流裝置(stopped-flow)測 定弱電解質溶液的解離常數的新方法。

本發明的技術方案是，提供一種測定弱電解質溶液解離常數的方法，所述弱電解 質溶液的解離常數K_b利用快速動力學停流裝置進行測定；

(1)在某一測定溫度下，將快速動力學停流裝置的所有儲液單元均注入同種相同 濃度c的弱電解質溶液，測定弱電解質溶液在該濃度下的表觀摩爾電導率Λ_m；

(2)在該測定溫度下，改變弱電解質溶液的濃度，再重復進行步驟(1)表觀摩爾電 導率Λ_m的測定；依次類推，分別測定出弱電解質溶液在不同濃度下的表觀摩爾電導率Λ_m；

(3)根據公式以對cΛ_m作圖，截距即為再根據直線的斜率即可求得在該測定溫度下此弱電解質溶液的解離常數K_b；

其中，表示無限稀時摩爾電導率，c^θ表示標準摩爾濃度1mol/L。

進一步地，所述測定溫度為10-60℃。

進一步地，所述弱電解質溶液為醇胺溶液。

進一步地，所述醇胺溶液為甲基二乙醇胺溶液，濃度為0.01-0.05mol/L。

進一步地，所述醇胺溶液為一乙醇胺溶液，濃度為0.001-0.005mol/L。

現有技術中，Stopped-flow通常應用在快速反應動力學的測定和反應機理的研究 方面，(參見：AliSH,MerchantSQ,FahimMA.Reactionkineticsofsomesecondary alkanolamineswithcarbondioxideinaqueoussolutionsbystoppedflow technique.SeparationandPurificationTechnology.2002；27:121-36.)，未有直接使 用Stopped-flow手段直接測定解離常數的報道。本發明根據Stopped-flow在測定反應動力 學方面的工作機理提出在儲液單元注入同一液體，通過Stopped-flow的氣動推送系統將液 體注入電導池單元，經系統自動數據采集系統和自帶軟件可直接得到相應濃度和溫度下溶 液的表觀電導率進而得到相應的解離常數K_b、K_a及Δ_rG_m。

本發明提出了一種采用快速動力學停流裝置(stopped-flow)測定解離常數的新 方法：利用stopped-flow測定不同濃度下溶液的電導率，根據Ostwald的稀釋定律求得弱電 解質溶液的解離常數，本發明還可以測試不同溫度下弱電解質溶液的解離常數。

本發明的有益效果是，可直接快速得到弱電解質在不同溫度下準確可靠的解離常 數，實驗操作簡單、結果準確性高、可重復性強，僅耗試劑220微升，大大節省原料并能取得 非常好的技術效果。

附圖說明