Исследование и ИК-спектральный анализ синтеза нитрата гуанидина на основе нитрата аммония и мочевины

Synthesis and IR-spectral analysis of guanidine nitrate based on local raw materials
Цитировать:
Шарипов Б.Ш., Джалилов А.Т., Бекназаров Х.С. Исследование и ИК-спектральный анализ синтеза нитрата гуанидина на основе нитрата аммония и мочевины // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 3(84). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11442 (дата обращения: 22.06.2021).
Прочитать статью:

 

DOI: 10.32743/UniTech.2021.84.3-3.87-89

 

АННОТАЦИЯ

В статье описан процесс получения нитрата гуанидина. Рассмотрены перспективы использования нитрата гуанидина в сельском хозяйстве.

ABSTRACT

The article describes the process of obtaining guanidine nitrate. The prospects for the use of guanidine nitrate in agriculture are considered.

 

Ключевые слова: Нитрат гуанидина, нитрат аммония, минеральные удобрения, пестициды, азотные удобрения, аммиак.

Keywords: Guanidine nitrate, ammonium nitrate, mineral fertilizers, pesticides, nitrogen fertilizers, ammonia.

 

Введение: На сегодняшний день необходимо обеспечить быстрое развитие агропромышленного комплекса. Поднять сельское хозяйство до агропромышленного уровня можно за счет увеличения объемов производства и повышения качества в этой сфере. Для этого требуется не только увеличение количества продукции, но и комплексная интенсификация [1]. По мере того, как население мира быстро росло, росла и потребность увеличения продовольствия.  Проблема совместной продовольственной безопасности также становится более сложной с каждым годом. Особенно остро эти проблемы стоят в изготовлении пищевых продуктов. Сложно в странах, где нет роста производственных мощностей. Деградация окружающей среды все еще продолжается, непредсказуемые последствия изменения климата, частые засухи, нехватка воды, включая и орошение, истощение грунтовых вод, мелиорация земель, недостаточные инвестиции для восстановления производительности усугубляют эту проблему [2].

Необходимо создавать сегодня благоприятные условия для здоровья населения во всем мире. Важно использование ресурсов, создание и поддержание экологического баланса, социально-экономическое развитие, локализация каждого региона в повышении эффективности и устойчивости, увеличить использование сырья и возобновляемых природных богатств. Ресурсы развитых стран потребляют основную массу. Развиваются товары и услуги в этих странах. Общий объем производства удваивается в среднем каждые 15 лет. В результате атмосфера, водоемы и почва на этих территориях, соответственно количество загрязняющих отходов также увеличивается вдвое. Добавление в почву минеральных удобрений и пестицидов в больших количествах и при постоянном использовании химикатов, ухудшает состояние окружающей среды. Это экологические проблемы, которые представляют серьезную угрозу для здоровья населения. Роль страны состоит в развитии различных экономических отношений и механизма действия экономических законов продовольственной безопасности, аграрной политики [3].

Удобрения широко используются в сельском хозяйстве. Разработка новых видов удобрений, разработка новых методов получения существующих - одна из основных проблем современной науки. Гуанидин и некоторые его производные широко используются в качестве азотных удобрений.

Экспериментальная часть: В круглодонную колбу объемом 1 л, смешивая, засыпают 150 г мочевины (2,5 моль) (производство предприятии АО "НАВОИАЗОТ"  Республики Узбекистан) и 440 г нитрата аммония (5,5 моль) (производство предприятии АО "НАВОИАЗОТ"  Республики Узбекистан). Колбу помещают в масляную баню, нагретую до 110–140 °C, затем температуру бани повышают до 160 ° C и выдерживают при этой температуре в течение 3 часов. В течение первого часа кристаллы растворяются и превращаются в прозрачную жидкость, после чего вся масса затвердевает [4]. После нагревания в течение 3 часов масляную баню убирают, продукт охлаждают и полученную массу растворяют на кипящей водяной бане. Белый аморфный нерастворимый осадок аммелина и аммелида из раствора удаляется через вакуум-фильтр. Фильтрат содержит небольшое количество нитрата аммония вместе с нитратом гуанидина и очень небольшое количество нитрата мочевины и бигуанидина [5]. Фильтрат разбавляют 1,8 л воды, упаривают до 1/2 полученного раствора, и при охлаждении кристаллизованный нитрат гуанидина начинает оседать на дно раствора. Вторая часть кристаллов образуется повторным растворением фильтрата в 0,8 л воды и выпариванием до 250 мл [6]. Общий выход влажного нитрата гуанидина составляет 520-560 г (85-92% от теоретического). Разбавляют фильтрат в 1,5 литрах горячей воды, как и раньше, затем вновь начинают образовываться кристаллы при охлаждении. Когда фильтрат снова растворяется в 0,8 л воды и выпаривается до 250 мл, начинают образовываться кристаллы, раствор оставляют в емкости при комнатной температуре на сутки в закрытой колбе и фильтруют через вакуум-фильтр. Нитрат гуанидина начинает кристаллизоваться вскоре после понижения температуры. Затем его фильтруют и сушат. 


 

Таблица.

Растворители нитрата гуанидина

Название растворителя

Температура

Количество растворенного вещества (г)

Бензол

 

Не растворим

Ацетон

25 0C

хорошо растворяется

Вода

55 0C

47

Вода

90 0C

148

Этиловый спирт

30 0C

1,4

Этиловый спирт

78 0C

13


 

Проверяли растворимость нитрата гуанидина в различных   растворителях. Частично он растворился в спирте, но в воде растворяется лучше.


 

Рисунок. ИК-спектр

 

На ИК-спектре видно, что колебания в области 3100-3400 см-1     соответствуют NH2, NH и HNO3 группам. Осциллирующие линии вовлеченных групп NH2, NH и HNO3 указывают на наличие различных водородных связей. Спектральные линии в области 1642 см-1 соответствуют колебаниям группы -C=N-, линии в области 1537 см-1 соответствуют колебаниям группы NH2, а линии в области 1304 см-1 соответствуют деформационным колебаниям группы O-NO2.

Вывод:

Нитрат аммония получается с 10% -ным избытком, потому что дигуанид мононитрата, образующийся в качестве промежуточного продукта, имеет сильные щелочные свойства и поэтому может реагировать с непрореагировавшим нитратом аммония. Избыток нитрата аммония можно легко отделить от нитрата гуанидина перекристаллизацией из воды. Когда расплавленная масса нагревается до 160 °C, ее температура начинает подниматься выше температуры ванны и обычно достигает 200 ° C в течение 5-6 минут. Нет необходимости перемешивать массу в течение всей реакции, что особенно важно, пока смесь еще не полностью растворилась, поскольку температура может подняться даже выше, чем при перемешивании. Твердая масса очень медленно погружается в раствор, и требуется некоторое время для насыщения каждой части воды и ее отделения.

Нитрат гуанидина получен в результате реакции мочевины с нитратом аммония. Изменение аминогрупп подтверждается получением ИК-спектров полученного соединения.

Изучено влияние растворителей на синтезированный нитрат гуанидина. А также был определен лучший растворитель из нескольких растворителей.

 

Список литературы:

  1. О xоде и результатах реализации в 2009 году Государственной программы развития сельской экономики и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продуктов питания на 2008-2012 гг.: национальный отчет. Москва, 2010 // http://www.mcx.ru (данные обращения 25.04.2010).
  2. Абдуганиев А., Абдуганиев А.А. Аграрная политика и продовольственная безопасность (учебник) - Т.: ТГУ, 2004. - 304 с.
  3. Саидова Д.Н., Рустамова И.Б., Турсунов Ш.А. ―Аграрная политика и питание безопасности. Справочник по обучению. Т.: ―Академия наук УзР Главное Издательство «Библиотека», 2016. - 6 с.
  4. Ганголли С. Словарь веществ и их эффектов. - 2-е изд., Т. 4, EJ. - РКК, 1999. - с. 534
  5. Неорганические синтезы. - Т. 1. - Нью-Йорк и Лондон, 1939. - с. 94-99
  6. Некрасов Б.В. Основы общей химии. - Т.1. - М.: Химия, 1973. - с. 525
Информация об авторах

младший научный сотрудник ООО «Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», Узбекистан, Шурoбазар

Junior Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Shuro Baazar

академик, АН РУз, директор ООО Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии Республика Узбекистан, п/о Ибрат

Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Director of LLC “Tashkent Research Institute of Chemical Technology”, the Republic of Uzbekistan, Ibrat

д-р техн. наук, ведущий науч. сотр., Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Dr. Tech. Sciences, Leading Researcher Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top