Политерма растворимости системы диметилолмочевина - ацетат кобальта - вода

Целью настоящего исследования является разработка технологии синтеза химических протравителей семян растений на основе физи­ко-химического анализа установления равновесия между компонента­ми диметилолмочевина (ДММ) - ацетат кобальта – вода.

Изучение системы растворимости физиологические активные соединение еще обусловлено тем, что взаимное растворения бинарных компонентов дают возможность пред­сказать и определить технологические параметры синтеза новых веществ а равновесных фаз [1;2;8].

Данные химического анализа жидких и твердых фаз, проведенного общеизвестными методами аналитической химии, использовали для определения составов твердых фаз по Скрейнемакерсу [5;9]. Исходным компонентом использование диметилолмочевина синтезировали по методикам [10].

Политермическая диаграмма растворимости ДММ - ацетат кобальта - вода изучена нами впервые визуально - политермическим методом с помощью IX внутренних разрезов.

Бинарные системы ДММ - вода, ацетат кобальта - вода составля­ющие боковые стороны концентрационного треугольника, где образова­ние новых комплексов не наблюдается. В связи с сильным окраши­ванием растворов и расплавов плавкости системы ДММ - ацетат кобальта изучена с помощью дериватограммы, где образование новых комплексов не наблюдается. Эвтетическая точка способствует 48,5°С ацетат кобальта и 57 % ДММ.

Внутренние разрезы с I по V проведены со стороны Н₂О – ДММ к вершине Со(СН₃СОО)₂, а с VI по IX со стороны вода – ацетат кобальта к вершине ДММ. Выбранная система изучена до высокой концентрации растворов (50-70 % мас. составляющих.), т.к. растворы сильно окрашены и определение температур кристаллизации при таких концентрациях затруднительно.

Все полученные данные сведены в концентрационный треугольник Гиббса (рис.1.), где разграничены области льда, гидратные соединения ДММ и составляющие данной тройной системы ДММ-Со(СН₃СОО)₂-Н₂О

Изученная трехкомпонентная система относится к простому эвтоническому типу и образования новых комплексов не наблюдается. Самую большую область кристаллизации занимает Со(СН₃СОО)₂, кото­рый оказывает высаливающее действие на другие составляющие компоненты тройной системы Н₂О–ДММ–Со(СН₃СОО)₂, что подтверждает вы­пуклость политермы в диаграмме. Меньшую область занимает гидратные соединения ДММ.

На политерма растворимости Н₂О–ДММ–Со(СН₃СОО)₂ начерчены изотермы через каждые 10°С на основе полученных эксперименталь­ных данных (рис.1.).

Рисунок 1. Политерма растворимости системы диметилолмочевина - ацетат кобальта - вода

Состав выделенных кристаллических комплексов соединений ДММ с ацетатом кобальта определенных аналитическим путем, хорошо согласуется с расчетными данными (табл.1).[7]

Таблица 1.

Результаты элементного анализа

ИК-спектры поглощения исходных компонентов ДММ и кобальта исследуемых комплексов регистрировали на спектрофотометре UR-20 в области частот 4000-400 см^-1. Образцы готовили прессованием с KBr в виде таблеток.

Получения результаты свидетельствует о том, что ИК-спектры ДММ ацетата кобальта содержать все присущие им полосы валентных и деформационных колебание [7].

В ИК-спектрах двойных соединений, получений, полученных из ДММ с ацетата кобальта наблюдается, как следует из табл.1. и рис.2., основные полосы поглощения, соответствующие колебаниями молекул ДММ. При сопоставлении ИК-спектров существенный является высокочастотных сдвиг валентных колебаний С-N двойных соединений на основе ДММ соответственно относительно исходных ДММ. Это свидетельствует об упрочении связи С-N.

Полосы поглощения, характеризующие валентные колебании NН₂, сдвинуты на 10-35 см^-1 в область высоких частот, что обусловлено разрывом межмолекулярных водородных связей. Смещение полос валентных колебаний С=С связи в низкочастотную область от 1732 см^-1 до 1710 см^-1 в двойных соединениях ДММ соответственно позволяет предположить, что связи в них осуществляется через атом кислорода карбонильной группы ДММ. При сравнении ИК-спектров исходных веществ ДММ с двойными соединениями на их основе наблюдается также отличия, состоящие в относительном изменении полосы валентных колебаний иона при 1440 и 860 см^-1. У гидратных соединений проявляются полосы валентных и деформационных колебаний кристаллогидратной воды в области 1730 см^-1 соответственно, которые накладываются на колебания  (СО). Наличие либрационных колебаний воды в области 660-640 см^-1 у кристаллогидратов двойных соединений также свидетельствует о том, что вода в этих соединениях относится к кристаллизационному типу.

На рис. 3 представлены рентгенограмма [3;6] полученного двойного соединения Со(СН₃СОО)₂·4ДММ, отличается от рентгенограмм исходных компонентов, что подтверждает образование нового соединения. 

Таблица 2.

Некоторые отнесения колебательных частот (см^-1) в ИК-спектрах поглощения двойных соединений ДММ с ацетата кобальта

Отнесение частот	Со(СН3СОО)2·4ДММ
s(NH2)	3353
s(NH)	3100
(CH2)	2775
(CO), (H2O)
(NH2)	1585
(COO-)	1556
(COO-)	1444
(CH2)	1259
(CN)	1029
	885
Либрационные колебания воды	662
∆	615

При увеличении содержания четырехводного ацетата кобальта на рентгенограмме увеличивается рефлексы, отвечающие кристаллической решетке этого соединения, при этом интенсивность линий ослабевает, ряд слабых линий исчезают, что характерно для твердых растворов.

При этом межплоскостные расстояния равны: 6,98; 6,38; 6,02; 4,75; 4,43; 4,04; 3,82; 3,58; 3,19; 2,88; 2,70; 2,56; 2,42; 2,33; 2,19; 2,05; 1,93. 

Рисунок 2. ИК-спектры поглощения двойных соединений на основе ДММ и ацетата кобальта

Рисунок 3. Рентгенограммы: Со(СН₃СОО)₂·4ДММ

Таким образом, впервые визуально - политермическим методом изучена тройная система растворимости ДММ – ацетат кобальта – вода построено политермическая диаграмма раство­римости тройной системы. Результаты исследовании подтверждают образование нового двойного соединения состава 4ДММ · Со(СН₃ОО)₂. Обладающих ярко выражены индивидуальной особенностью.