На примере четырех групп модельных растворов сульфата кальция четырехкратного пересыщения (С(CaSO4) = 0.0598 моль/л) относительно равновесной концентрации (С*(CaSO4) = 0.0145 моль/л) с добавкой антискалантов с люминесцентной меткой исследован процесс образования осадка. Первая и вторая группы растворов содержали антискалант на основе полимера PAA с добавкой люминофора F1 и F2 (PAA-F1 и PAA-F2), третья группа - содержала антискалант на основе органофосфонатов HEDP с добавкой люминофора F (HEDP-F) и четвертая - антискалант на основе полиимидов PSI с добавкой люминофора NI (PSI-NI). Холостой раствор сульфата кальция четырехкратного пересыщения служил раствором сравнения. С помощью комплексонометрического и электрохимического методов анализа, основанных на различных физических принципах, получены кинетические зависимости С(СaSO4) = f(τ), рН = f(τ), χ = f(τ) при температурах 25°С, 35°С и 45°С. Сопоставление кривых позволило сравнить эффективность антискалантов по продолжительности периода нуклеации. Установлено, что продолжительность периода нуклеации, оцениваемая кондуктометрическими методами анализа раствора почти в 2 раза больше периода нуклеации, оцениваемого комплексонометрическим методом анализа. Предположительно, это объясняется адгезией ингибитора с добавкой люминофора на датчиках, вызывающей погрешность измерения значений удельной электропроводности и рН, а, следовательно, и ошибочной интерпретации полученных данных. Показано, что в рекомендуемых производителями дозах наибольшей эффективностью обладают антискаланты первой и второй группы (PAA-F1 и PAA-F2), обеспечивающие стабильность растворов четырехкратного пересыщения свыше 91 дня при Т=25°С. Обнаружена термическая нестабильность люминофоров, приводящая к существенному снижению их эффективности и погрешности количественного анализа, что необходимо учитывать в каждом конкретном приложении. В целях рационального применения целесообразно снижение рекомендуемой производителями дозы антискалантов А1 и А2.
The process of sediment formation was studied using four groups of model calcium sulfate solutions with fourfold supersaturation (C(CaSO4) = 0.0598 mol/l) relative to the equilibrium concentration (C*(CaSO4) = 0.0145 mol/l) with the addition of antiscalants with a luminescent label as an example. The first and second groups of solutions contained an antiscalant based on the PAA polymer with the addition of phosphors F1 and F2 (PAA-F1 and PAA-F2), the third group contained an antiscalant based on HEDP organophosphonates with the addition of phosphor F (HEDP-F), and the fourth group contained an antiscalant based on PSI polyimides with the addition of phosphor NI (PSI-NI). A blank solution of calcium sulfate with fourfold supersaturation served as a comparison solution. Using complexometric and electrochemical methods of analysis based on different physical principles, kinetic dependences C(CaSO4) = f(τ), pH = f(τ), χ = f(τ) were obtained at temperatures of 25°C, 35°C and 45°C. Comparison of the curves allowed us to compare the efficiency of antiscalants by the duration of the nucleation period. It was found that the duration of the nucleation period estimated by conductometric methods of solution analysis is almost 2 times longer than the nucleation period estimated by the complexometric method of analysis. Presumably, this is explained by the adhesion of the inhibitor with the phosphor additive on the sensors, causing an error in measuring the values of specific electrical conductivity and pH, and, consequently, an erroneous interpretation of the data obtained. It has been shown that the antiscalants of the first and second groups (PAA-F1 and PAA-F2) are the most effective in the doses recommended by the manufacturers, ensuring the stability of solutions of fourfold supersaturation for over 91 days at T=25°C. Thermal instability of luminophores has been detected, leading to a significant decrease in their effectiveness and quantitative analysis error, which must be taken into account in each specific application. For the purpose of rational use, it is advisable to reduce the dose of antiscalants A1 and A2 recommended by the manufacturers.