[发明专利]一种测定弱电解质溶液解离常数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定弱电解质溶液解离常数的方法。

背景技术

近年来，人类经历了由于全球气候变暖带来的种种灾难，进而对全球气候变暖问 题达成了共识。由于温室气体排放过量而造成的全球气候变暖及其带来的各种环境问题已 经成为全球关注的焦点。温室气体种类繁多，其中CO₂尤以突出，大气中CO₂含量的提高是造 成全球变暖的主要原因之一。因此，寻找到有效的减排和隔离二氧化碳的方法已成为世界 各国的共识，同时进行了许多讨论与实践。其中，有机醇胺化学吸收法由其吸收高效、低成 本等优点迅速成为工业气体净化的主要方法之一，但传统MEA吸收方法无法满足日益增长 CO₂捕集需求。为了研究不同有机胺吸收/解吸CO₂的特性，从而为确定一种新型的捕集CO₂的 方法提供必要的理论指导，对各种体系的反应机理和动力学模型的研究已成为重中之重。 解离常数是一种特定类型的平衡常数，能为分析不同反应条件对反应速率的影响，提供化 学反应的反应机理和过渡态的信息，是化学反应过程中研究反应速率必不可少的关键信 息。因此，开发出高效、快速的解离常数的测定方法可为CO₂捕获领域提供更加快速便捷的 研究手段。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种采用快速动力学停流装置(stopped-flow)测 定弱电解质溶液的解离常数的新方法。

本发明的技术方案是，提供一种测定弱电解质溶液解离常数的方法，所述弱电解 质溶液的解离常数K_b利用快速动力学停流装置进行测定；

(1)在某一测定温度下，将快速动力学停流装置的所有储液单元均注入同种相同 浓度c的弱电解质溶液，测定弱电解质溶液在该浓度下的表观摩尔电导率Λ_m；

(2)在该测定温度下，改变弱电解质溶液的浓度，再重复进行步骤(1)表观摩尔电 导率Λ_m的测定；依次类推，分别测定出弱电解质溶液在不同浓度下的表观摩尔电导率Λ_m；

(3)根据公式以对cΛ_m作图，截距即为再根据直线的斜率即可求得在该测定温度下此弱电解质溶液的解离常数K_b；

其中，表示无限稀时摩尔电导率，c^θ表示标准摩尔浓度1mol/L。

进一步地，所述测定温度为10-60℃。

进一步地，所述弱电解质溶液为醇胺溶液。

进一步地，所述醇胺溶液为甲基二乙醇胺溶液，浓度为0.01-0.05mol/L。

进一步地，所述醇胺溶液为一乙醇胺溶液，浓度为0.001-0.005mol/L。

现有技术中，Stopped-flow通常应用在快速反应动力学的测定和反应机理的研究 方面，(参见：AliSH,MerchantSQ,FahimMA.Reactionkineticsofsomesecondary alkanolamineswithcarbondioxideinaqueoussolutionsbystoppedflow technique.SeparationandPurificationTechnology.2002；27:121-36.)，未有直接使 用Stopped-flow手段直接测定解离常数的报道。本发明根据Stopped-flow在测定反应动力 学方面的工作机理提出在储液单元注入同一液体，通过Stopped-flow的气动推送系统将液 体注入电导池单元，经系统自动数据采集系统和自带软件可直接得到相应浓度和温度下溶 液的表观电导率进而得到相应的解离常数K_b、K_a及Δ_rG_m。

本发明提出了一种采用快速动力学停流装置(stopped-flow)测定解离常数的新 方法：利用stopped-flow测定不同浓度下溶液的电导率，根据Ostwald的稀释定律求得弱电 解质溶液的解离常数，本发明还可以测试不同温度下弱电解质溶液的解离常数。

本发明的有益效果是，可直接快速得到弱电解质在不同温度下准确可靠的解离常 数，实验操作简单、结果准确性高、可重复性强，仅耗试剂220微升，大大节省原料并能取得 非常好的技术效果。

附图说明