младший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а;
Диаграмма растворимости системы Cа(CIO3)2-CH3COOH·NH2C2H4OH-Н2О при 25 °С
Soliblity of system diagram Cа(CIO3)2-CH3COOH·NH2C2H4OH-Н2О at 25 degrees Celsius
25.04.2018
1122
Цитировать:
Диаграмма растворимости системы Cа(CIO3)2-CH3COOH·NH2C2H4OH-Н2О при 25 °С // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Эргашев Д.А. [и др.]. 2018. № 4 (49). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/5804 (дата обращения: 19.04.2024).
АННОТАЦИЯ
Изотермическим методом изучена растворимость и характер твердых фаз в системе хлорат кальция – ацетат моноэтаноламмония - вода при 25 °С. Равновесие фаз в системе при температуре 25 °С устанавливалось при непрерывном перемешивании и термостатировании через 2-3 суток. Анализ диаграммы растворимости показывает, что при совместном присутствии хлората кальция и ацетата моноэтаноламина их растворимость в воде уменьшается, из-за взаимного высаливающего действия компонентов друг на друга. Кривая ликвидуса диаграммы растворимости системы Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O характеризуется наличием трех ветвей кристаллизации твердых фаз: Ca(ClO3)2·2Н2О; CH3COOH∙NH2C2H4OH и в качестве новый фазы соединения Ca(CH3СOO)2·H2O, ветвь кристаллизации соединения занимает большую часть диаграммы, что объясняется наименьшей растворимостью его относительно других компонентов системы. Образованное соединение выделено в кристаллическом виде и идентифицировано химическим, термогравиметрическим и рентгенофазовым методами анализа. По данным рентгенофазового анализа исходных хлората кальция, ацетата моноэтаноламина и соединения Ca(CH3COO)2·H2O можно отметить, что все рефлексы на дифрактограммах, как правило, характеризуются собственными углами отражения, набором межплоскостных расстояний и интенсивностей дифракционных линий. Термический анализ показал, что на кривой нагревания образца обнаружены шесть эндотермических эффектов.
ABSTRACT
Solubility and behaviour of the solid phases in the system calcium chlorate-mono ethanolamine acetate – water at 25 °С were studied by isothermal method. Equilibrium of phases in the system at 25 °С was established when continual stirring and thermostating during 2-3 days. Analyses of solubility diagram showed that when combined presence of calcium chlorate and mono ethanolamine their solubility is decreased in water due to mutual salt action of components each other. Liquidus curve of solubility diagram of Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O system is defined presence of three branches of solid phases crystallization: Ca(ClO3)2·2Н2О; CH3COOH∙NH2C2H4OH and Ca(CH3СOO)2·H2O as a novel phase. The branches of compounds crystallization holds large part of the diagram that can be explained lesser solubility it relative to other system components. Formation of the compounds was recovered in crystal form and it was identified by chemical, thermogravimetric and X-ray methods. A basis of the X-ray analysis initial compounds such as calcium chlorate, mono ethanolamine and Ca(CH3COO)2·H2O can be noted that all reflex on diffraction patterns is determined own angles of reflection using set of interplanar space and intensity diffraction lines. The thermal analyses showed that six endothermic effects were displayed on curve heating.
Ключевые слова: дефолианты, физиологически активные вещества, изотерма, растворимости, хлорат кальция, уксусная кислота, моноэтаноламин, ацетат моноэтаноламина, дериватограмма, рентгенограмма.
Keywords: defoliants, physiological active substances, isothermal, solubility, calcium chlorates, acetic acid, mono-ethanolamine, mono- ethanolamine acetate, thermogravimetric, radiograph.
Для качественной уборки урожая выращенного хлопка-сырца, необходимо своевременное удаление листьев хлопчатника. Большой проблемой хлопководства является отсутствие дефолиантов, которые соответствуют всем требованиям сельского хозяйства. Существующие хлоратсодержащие дефолианты не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к дефолиантам. Известно, что дефолирующее действие хлоратов всегда в той или иной степени сопровождается десикационным эффектом. Кроме того, они не обладают полифункциональным действием. В синтезе новых эффективных дефолиантов представляет значительный интерес использование моноэтаноламинных солей уксусной кислоты, являющихся активными стимуляторами роста растений.
Из литературы известно, что этаноламины и их производные являются эффективными физиологически активными веществами [8]. В составе дефолиантов они усиливают действие активных компонентов, одновременно устраняя отрицательное воздействие препаратов на растения [6]. Препараты на основе уксусной кислоты и этаноламинов в растениях подвергаются гидролизу. В результате чего образуется этилен, избыток этилена нарушает гормональный баланс растений, что в свою очередь приводит к усилению различных физиологических реакций. Одной из таких реакций является сбрасывание листьев [7].
С этой целью для обоснования процесса получения «мягко» действующего дефолианта, обладающего способностью ускорять созревание и раскрытие коробочек хлопчатника на основе хлорат кальций-магниевого дефолианта и ацетата моноэтаноламина нами изучено взаимное влияние компонентов в системе Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O.
Объектами исследования являются хлорат кальция и ацетат моноэтаноламина. Хлорат кальция получали на основе обменной реакции плавленого хлористого кальция с хлоратом натрия в ацетоновой среде по методике [1]. Ацетат моноэтаноламина синтезировали путем взаимодействия уксусной кислоты с моноэтаноламином, взятых при мольном соотношении 1:1 при интенсивном перемешивании.
При изучении системы использован изотермический метод исследования [2].
При количественном химическом анализе применяли общеизвестные методы аналитической химии, в частности: хлорат-ион определяли объемным перманганатометрическим методом [4]; кальций определяли объемным комплексонометрическим методом [9]. Содержание элементного азота, углерода, водорода проводили согласно методике [5].
Твердые фазы идентифицировали химическими и различными методами физико-химического анализа. Термический анализ исследуемых новых фаз проводили на дериватографе системы Паулик – Паулик – Эрдей. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре Дрон – 2,0. Значения межплоскостных расстояний находили по справочнику [3] согласно углу отражения, а интенсивность дифракционных линий оценивали по сто- бальной шкале.
Равновесие фаз в системе при температуре 25 ºС устанавливалось при непрерывном перемешивании и термостатировании через 2-3 суток. На основе химического анализа составов жидких и твердых фаз (табл.) построена изотермическая диаграмма растворимости этой системы при 25 ºС (рис.1).
Из диаграммы растворимости следует, что при совместном присутствии хлората кальция и ацетата моноэтаноламина уменьшается растворимость их в воде из-за взаимного высаливающего действия друг на друга. Кривая ликвидуса диаграммы растворимости системы Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O характеризуется наличием трех ветвей кристаллизации твердых фаз: Ca(ClO3)2·2Н2О; CH3COOH∙NH2C2H4OH и в качестве новый фазы соединения Ca(CH3СOO)2·H2O.
Образующаяся новая фаза т.е. Ca(CH3СOO)2·H2O кристаллизуется при 25 ºС в пределах 5,3-66,5% Ca(ClO3)2 и 4,5- 84,1% CH3COOH∙NH2C2H4OH.
Как видно из диаграммы растворимости, ветвь кристаллизации соединения Ca(CH3COO)2·H2O занимает большую часть диаграммы, что объясняется наименьшей растворимостью его относительно других компонентов системы.
/Eshpolatova.files/image001.jpg)
Рисунок 1. Изотермическая диаграмма растворимости системы Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O при 25 ºС.
Таблица 1.
Данные по растворимости системы Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O при 25 ºС
|
№ |
Состав жидкой фазы,% |
Состав твердого остатка,% |
Твердая фаза |
||||
|
Ca(ClO3)2 |
CH3COOH∙ NH2C2H4OH |
H2O |
Ca(ClO3)2 |
CH3COOH∙ NH2C2H4OH |
H2O |
||
|
1 |
68.5 |
- |
31.5 |
85.19 |
- |
14.81 |
Ca(ClO3)2·2Н2О |
|
2 |
67.2 |
2.2 |
30.6 |
78.8 |
0.5 |
20.7 |
То же |
|
3 |
66.5 |
4.5 |
29.0 |
80.0 |
1.2 |
18.8 |
Ca(ClO3)2·2Н2О+ Ca(CH3COO)2·H2O |
|
4 |
66.4 |
4.7 |
28.9 |
60.8 |
31.5 |
7.7 |
Ca(CH3COO)2·H2O |
|
5 |
57.2 |
7.8 |
35.0 |
59.7 |
31.8 |
8.5 |
То же |
|
6 |
48.8 |
11.4 |
39.8 |
58.5 |
31.9 |
9.6 |
То же |
|
7 |
42.4 |
14.7 |
42.9 |
57.6 |
32.3 |
10.1 |
То же |
|
8 |
33.6 |
19.8 |
46.6 |
55.7 |
32.4 |
11.9 |
То же |
|
9 |
26.0 |
24.5 |
49.5 |
54.1 |
33.2 |
12.7 |
То же |
|
10 |
19.2 |
30.2 |
50.6 |
53.3 |
34.6 |
12.1 |
То же |
|
11 |
14.5 |
34.8 |
51.0 |
54.1 |
35.2 |
10.7 |
То же |
|
12 |
10.0 |
40.0 |
50.0 |
51.9 |
35.9 |
12.2 |
То же |
|
13 |
8.0 |
45.8 |
46.2 |
53.6 |
36.2 |
10.2 |
То же |
|
14 |
6.3 |
55.7 |
38.0 |
54.4 |
37.0 |
8.6 |
То же |
|
15 |
5.8 |
63.8 |
30.4 |
53.7 |
38.2 |
8.1 |
То же |
|
16 |
5.6 |
72.6 |
21.8 |
55.4 |
38.1 |
6.5 |
То же |
|
17 |
5.0 |
79.9 |
15.1 |
52.9 |
40.4 |
6.7 |
То же |
|
18 |
5.2 |
84.0 |
10.8 |
55.2 |
39.5 |
5.3 |
Ca(CH3COO)2·H2O + CH3COOH· NH2CH2CH2OH |
|
19 |
5.3 |
84.1 |
10.6 |
1.1 |
97.0 |
1.9 |
CH3COOH· NH2CH2CH2OH |
|
20 |
2.3 |
84.9 |
12.8 |
0.4 |
95.0 |
4.6 |
То же |
|
21 |
- |
85.5 |
14.5 |
- |
100 |
- |
То же |
Новая фаза, образующаяся в изученной системе, выделена в кристаллическом виде и идентифицирована методами химического и физико-химического анализа.
Химический анализ твердой фазы, выделенной из предполагаемой области кристаллизации Ca(CH3COO)2·H2O, дал следующие результаты: найдено, %: Са2+-22,73; C-6,82; O-9,09; H-0,57.
Для Ca(CH3COO)2·H2O вычислено, %: Са2+-22,62; C-6,74; O-8,78; H-0,41.
Сравнивая данные рентгенофазового анализа исходных хлората кальция, CH3COOH∙NH2C2H4OH и соединения Ca(CH3COO)2·H2O можно отметить, что все рефлексы на дифрактограммах, как правило, характеризуются собственными углами отражения, набором межплоскостных расстояний и интенсивностей дифракционных линий (рис.2). Это свидетельствует об индивидуальности кристаллической решетки Ca(CH3COO)2·H2O.
Термический анализ показал, что на кривой нагревания образца обнаружены шесть эндотермических эффектов при 90, 138, 537, 750, 808, 877 ºС и семь экзотермических эффектов при 182, 210, 276, 351, 465, 658 и 700 ºС. Все обнаруженные термоэффекты сопровождаются с уменьшением массы. Общая убыль массы в диапазоне температур 60-900 ºС на кривой термогравиметрии составляет 85,59% (рис.3).
/Eshpolatova.files/image002.jpg)
Рисунок 2. Рентгенограммы Ca(ClO3)2·2H2O (1), CH3COOH·NH2C2H4OH (2), Ca(CH3COO)2·H2O (3)
/Eshpolatova.files/image003.png)
Рисунок 3. Дериватограмма соединения Ca(CH3COO)2·H2O
Заключение. Таким образом, изучение взаимного влияния компонентов в системе Ca(ClO3)2 - CH3COOH∙NH2C2H4OH - H2O показало, что на её диаграмме растворимости кроме ветви кристаллизации исходных компонентов выявлена ветвь кристаллизации новой фазы Ca(CH3COO)2·H2O.
Полученные результаты могут служить научной основой при получении нового комплекснодействующего препарата на основе хлорат кальций-магниевого дефолианта и ацетата моноэтаноламина.
Список литературы:
1. А.с. 1143691 СССР. Способ получения хлорат-хлорид кальциевого дефолианта / М.Н. Набиев, Р. Шамма-сов, С. Тухтаев, Х. Кучаров и др. (СССР) -№3620951/23-26; заявлено 23.05.83.; опубл. 07.03.85 //Открытия, изобретения. – 1985. -№9. – С.84.
2. Бергман А.Г., Лужная Н.П. Физико-химические основы изучения и использования соляных месторождений хлорид-сульфатного типа. –Москва: АН СССР, 1951. – 232 с.
3. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. Т.2., М.: Недра, 1966. -330 с.
4. Жидкий хлорат магниевый дефолиант. Технические условия. Ts 00203855-34: 2015. – 14 с.
5. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1975. – 224 с.
6. Патент 4425 Узбекистан. Состав для дефолиации / Тухтаев С., Кучаров Х., Усманов С.У., Мухаммадалиев Ш.С., Хайдаров Г.Ш. (Узбекистан). -1НДР 9600598.1.; заявл. 19.06.96.; опубл. 30.09.97 // Расмий ахборотнома. -1997. -№3. – С.13-14.
7. Ракитин Ю.В. Химические регуляторы жизнедеятельности растений. –М.: Наука, 1983. – 260 с.
8. Хасанова В.М, Саибова М.Т., Исмаилова Г.Х. Изучение взаимодействия моноэтаноламина с серной кисло-той // Журн. неорган. химии. -1983 – Т.28; -вып. 1. – С. 228-231.
9. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – М.: Химия, 1970. – 360 с.
Информация об авторах
Junior researcher of Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek str., 77-а;
кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а;
Doctor of Chemical Sciences, academician, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek str., 77-а
младший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а
Junior researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, 77-а Mirzo Uiugbek str
старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения и автоматизация», Ферганского политехнического института, 150100, Узбекистан, г. Фергана, ул. Ферганская 86
Senior teacher, department «Mechanical engineering and automation», Fergana polytechnic institute, 150107, Uzbekistan, Fergana, Ferganskiy 86 str
д-р техн. наук, Ферганский филиал Ташкентского университета информационной технологии, 150118, Узбекистан, г. Фергана, ул. Мустакиллик, 185
Doctor of science in technics, Fergana branch of Tashkent university of information technology, 150118, Uzbekistan, Fergana, Mustakillik str., 185