Определение дисперсности НДС методом турбидиметрии

Однимиз количественных методов определения дисперсности высокодисперсных систем – растворов нефти и нефтяных остатков – является метод турбидиметрии. В основе метода лежит явление светорассеяния на оптических неоднородностях среды, то есть на частицах дисперсной фазы НДС. Коллоидные растворы, размер дисперсных частиц которых меньше длины волны падающего света, подчиняются закону Рэлея.

Зависимость светорассеяния в дисперсной системеот длины волны (закон Рэлея) в общем виде описывается уравнением вида

где D – оптическая плотность,

I_o – интенсивность падающего света,

I – интенсивность прошедшего света,

п - волновой экспонент, зависящий только от радиуса частиц дисперсной фазы,

λ – длина волны.

Используя калибровочную кривую n=f(r), где r - размер частиц, построенную независимым путем измерения размеров частиц методом электронной микроскопии, оказывается возможным оценить размер частиц исследуемой НДС. На рис. 15 приведена калибровочная кривая n=f(r), полученная на основе измерения оптической плотности латексов полистирола, истинный размер частиц которых определялся независимо методом электронной микроскопии.

Рис. 15. Зависимость волнового экспонента «n» от размера частиц «r». Такимобразом, измерение размеров частиц, рассеивающих падающий свет, сводится к определению волнового экспонента п на основе экспериментальных значений D и λ.

При исследовании дисперсности НДС методом турбидиметрии следует учитывать следующие обстоятельства:

1. Применение данного метода для определения дисперсности НДС, особенно остаточных нефтепродуктов,невозможно без применения соответствующих растворителей из-за больших значений оптической плотности подобных систем.

2. Перед проведением измерений необходимо убедиться, что в исследуемом диапазоне длин волн не происходит поглощение света НДС и выбранным растворителем. Установлено, что в области 500-750 нм поглощение света нефтяными системами и обычно применяемыми растворителями (гексан, толуол, бензол) незначительно.

3. Данный метод позволяет получитьтолько эффективное среднее значение радиуса монодисперсной системы, рассеивающий свет так же, как и исследуемая полидисперсная система.

4. В исходных НДС (до введения растворителя размеры частиц асфальтенов существенно больше по сравнению с определяемыми данным методом частицами наноразмеров, модифицированных введением растворителей в исходные НДС