ПОЛИТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ ТЕТРАКАРБАМИДОХЛОРАТА КАЛЬЦИЯ – МОНОХЛОРАТА МОНОЭТАНОЛАМИНА – ВОДЫ

POLYTHERM OF SOLUBILITY OF THE THREEUREACHLORATE SODIUM – NITRATА MONOETHANOLAMMONIUM – WATER SYSTEM
Цитировать:
ПОЛИТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ ТЕТРАКАРБАМИДОХЛОРАТА КАЛЬЦИЯ – МОНОХЛОРАТА МОНОЭТАНОЛАМИНА – ВОДЫ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Тураев К.А. [и др.]. 2021. 10(91). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12462 (дата обращения: 11.08.2022).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2021.91.10.12462

 

АННОТАЦИЯ

Исследована растворимость компонентов в системе Сa(ClO3)2·4CO(NH2)2-HOC2H4NH2·ClCH2COOH-Н2О визуально-политермическим методом. Система изучена с помощью  внутренних разрезов, на основе которых построена политермическая диаграмма растворимости системы. Поверхность ликвидуса политермической диаграммы растворимости системы разделяется на поля кристаллизации льда,  тетракарбамидохлората кальция и монохлорацетат моноэтаноламмония.

Изучена зависимость изменения физико-химических свойств растворов от состава компонентов системы [60%Ca(CIO2)3·4CO(NH2)2+40%H2O]- HOC2H4NH2·ClCH2COOH методом растворимости, плотности и вязкости. Построена диаграмма «состав-свойства» данной системы. Полученные данные по растворимости компонентов в изученной системе могут служить научной основой при получении нового комплексно действующего препарата на основе тетракарбамидохлората кальция и монохлорацетат моноэтаноламмония.

ABSTRACT

Solubility of the components in the Сa(ClO3)2·4CO(NH2)2-HOC2H4NH2·ClCH2COOH-Н2О system was investigated by visual-polythermal method. The system was studied using ten internal cuts, on which is built polytermic solubility diagram of the system. The surface of the liquidus of the polythermal solubility diagram of the system is divided into ice crystallization fields, calcium tetracarbamidochlorate and monoethanolammonium monochloroacetate.

The dependence of changes in the physicochemical properties of solutions on the composition of the components of the [60%Ca(CIO2)3·4CO(NH2)2+40%H2O]-HOC2H4NH2·ClCH2COOH system by solubility, density and viscosity was studied. The "composition-properties" diagram of this system is constructed. Study of the solubility diagram and rheological properties of solutions of the [60%Ca(CIO2)3·4CO(NH2)2+40%H2O]-HOC2H4NH2·ClCH2COOH system. The obtained data on the solubility of the components in the studied system can serve as a scientific basis for obtaining a new complex active preparation based on calcium tetracarbamidochlorate and monoethanolammonium monochloroacetate.

 

Ключевые слова: политерма, растворимость, поля кристаллизации, тетракарбамидохлорат кальция, монохлорацетат моноэтаноламмония, дефолианты.

Keywords: polytherm, solubility, area of crystallization, calcium tetracarbamidochlorate, monoethanolammonium monochloroacetate, defoliants.

 

Введение

В настоящее время для получения высоких урожаев хлопчатника с хорошими качествами применяются хлорат кальцийсодержащих, мягко- и комплекснодействующих дефолиантов с физиологически активными веществами [1, 2]. Одним из наиболее перспективных, агрохимических и экономически целесообразных способов повышения эффективности применяемых дефолиантов, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества сельскохозяйственной продукции является совместное применение дефолиантов с этиленпродуциентами и минеральными удобрениями [3-4]. В литературе недостаточно данных, позволяющих обосновать физико-химические основы и технологию получения комплекснодействующих дефолиантов на основе хлората кальция, содержащих физиологически активные вещества и питательные элементы.

Для физико-химического обоснования процессов получения мягкодействующих дефолиантов, необходимо знание растворимости солей в системах, включающих изучаемые компоненты и взаимодействие исходных компонентов в широком интервале температур и концентраций.

Исходя из вышеизложенного, нами изучено взаимодействие компонентов в водной системе с участием дикарбамидохлората кальция и монохлорацетат натрия в широком интервале температур и концентраций визуально-политермическим методом.

Объектами исследования являются тетракарбамидохлорат кальция и монохлорацетат моноэтаноламин. Тетракарбамидохлорат кальция был получен взаимодействием плавки карбамида с хлоратом кальция при молярном соотношении компонентов 4:1 4CO(NH2)2:Ca(ClO3)2 [5]. Монохлорацетат и моноэтаноламин были взяты в отношении 1:1 моль, в водяной бане монохлорацетат постепенно добавляются в моноэтаноламин и постоянным перемешиванием получается HOC2H4NH2·ClCH2COOH [6]. Результаты по изучению бинарной системе моноэтаноламин монохлорацетата–вода также согласуются с литературными данными [7].

Методика

Для количественного химического анализа применяли общепринятые методы аналитической химии, в частности, количество хлорат-иона определено объемным перманганатометрическим [8], кальция - объемным комплексонометрическим методами [9]. Для изучения растворимости компонентов использован визуально-политермический метод [10] Вязкость растворов измеряли с помощью вискозиметра ВПЖ, рН растворов на рН-metr FE20 METTLER TOLEDO, показатели преломления растворов с помощью цифрового рефрактометра (модель PAL-BX/RI, рефрактометр ATAGO) при температуре 20 оС.

Результаты и их обсуждение

Бинарная система HOC2H4NH2·ClCH2COOH -H2O в была изучена в интервале температур от -43.2. до 70.0 ºС. Политермическая диаграмма растворимости характеризуется наличием ветвей кристаллизации льда и монохлоруксусной кислоты натриевой соли при температуре -43.2 °С и концентрации 97.0% HOC2H4NH2·ClCH2COOH и 3.0% H2O [6-7].

Бинарная система Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2–H2O характеризуется ветвями кристаллизации льда и тетракарбамидохлората кальция с точкой перехода при -18.2°С, в которой концентрация Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2 составляет 52.0%. Результаты хорошо согласуются с литературными данными [5].

Растворимость в системе Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2- HOC2H4NH2·ClCH2COOH - H2O изучена с помощью девять внутренних разрезов. На основе результатов изучения боковых сторон системы и внутренних разрезов построена полная политермическая диаграмма системы в интервале температур от -46.8 до 70.0 ºС (рис.1).

 

Рисунок 1. Диаграмма растворимости системы

Ca(ClO3)2∙2CO(NH2)2- HOC2H4NH2·ClCH2COOH -Н2О

 

На политермической диаграмме растворимости разграничены поля кристаллизации: льда, Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2∙2H2O, HOC2H4NH2·ClCH2COOH. Указанные поля сходятся в один тройных узловых точках системы, для которых определены составы равновесного раствора и соответствующие им температуры кристаллизации (табл. 1). На политермической диаграмме состояния системы нанесены изотермы растворимости при температурах -20, -10, 0, 10, 20, 30, 40 °С.

Таблица 1.

Двойные и тройные узловые точки системы Ca(ClO3)24CO(NH2)2- HOC2H4NH2·ClCH2COOH2О

Жидкый фаза, %

Ткр.,

°С

Твердый фаза

Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2

HOC2H4NH2·ClCH2COOH

H2O

1

2

3

4

5

52.0

-

48.0

-18.6

Лед+Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2  ∙2H2O

48.3

11.1

45.4

-20.5

То же

43.1

22.9

42.8

-24.2

-//-

35.9

38.9

47.2

-30.5

-//-

16.0

65.1

47.0

-46.8

Лед+Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2  + HOC2H4NH2·ClCH2COOH

12.2

67.2

 

-45.6

-//-

5.0

76.1

43.0

-44.0

-//-

0

80.1

 

43.2

Лед + HOC2H4NH2·ClCH2COOH

15.8

68.0

45.9

-27.8

Ca(ClO3)2∙4CO(NH2)2  + HOC2H4NH2·ClCH2COOH

14.2

76.0

37.6

26.0

То же

14.1

77.0

41.8

38.2

-//-

14.0

86.0

36.0

67.8

-//-

 

С целью обоснования процесса получения эффективного дефолианта на основе тетракарбамидохлората кальция и монохлоацетат моноэтаноламин, нами были изучены растворимость и реологические свойства компонентов в системе [60%Сa(ClO3)2∙4CO(NH2)2+40%H2O]-HOC2H4NH2·ClCH2COOH, результаты которых приведены на рисунке 4 и табл. 2.

 

Рисунок 4. Зависимость изменения физико-химических свойств (, рН среды-1, плотности -2, вязкости-3, показателя преломления-5, tкр-5,) растворов от состава компонентов в системе [60%Сa(ClO3)2CO(NH2)2+40%H2O]- HOC2H4NH2·ClCH2COOH

 

Результаты исследования показывают, что при добавлении монохлоацетат моноэтаноламин к 24.09 %-ному насыщенному раствору тетракарбамида хлората кальция, температура кристаллизации первоначально снижается с +16.0 ºC до +10.0 ºC.

Изучение реологических свойств показало, что в системе не образуется новых соединений. Система относится к простому эвтоническому типу, и ее компоненты сохраняют свою индивидуальность.

Таблица 2.

Физико–химические и реологические свойства системы

[60%Ca(ClO3)2·4CO(NH2)2+40%H2O] - HOC2H4NH2·ClCH2COOH.

Содержания компонентов, %

Тем. крист., t, °С

Плотность d, /см3

Вязкость η, мм2

рН

Dn

Твердая фаза

60%Ca(ClO3)2·4CO(NH2)2+

40%H2O

HOC2H4NH2·ClCH2COOH

100

0

16.0

1.332

1.854

5.90

1.4263

Ca(ClO3)2

4CO(NH2)2  ∙2H2O

93,3

3.6

15.04

1.326

2.102

5.60

1.4292

То же

92,5

7.5

13.09

1.313

2.387

5.11

1.4325

 

88.6

11.4

12.09

1.305

2.635

4.88

1.4357

-//-

88.7

17.3

11.26

1.297

3.061

4.35

1.4409

-//-

75.91

24.09

10.0

1.291

3.381

3.90

1.4450

-//-

 

С увеличением концентрации монохлоацетат моноэтаноламин в системе наблюдалось увеличение плотности с 1,332 до 1,292 г/см3, вязкости с 1,854 до 3,381 мм, показателя преломления с 1.4263 до 1.4450 г и понижение pH раствора с 5.90 до 3.90 при повышении концентрации до 24.09 процента. Заметное изменение всех кривых подтверждает фазовый переход.

Выводы

Изучена растворимость компонентов в системе Сa(ClO3)2∙CO(NH2)2-CH2ClCOOH·NH2C2H4OH-Н2О визуально-политермическим методом. Таким образом на основе полученных сведение в системе [60%Ca(ClO3)2+40%H2O]-CH2ClCOOH·NH2C2H4OH по растворимости компонентов и физико-химических свойств (температура кристаллизации, плотность, вязкость, рН, преломление света) в системе не образуется новое соединение. Определено, что система относится к простому эвтоническому типу. Полученные сведения могут заслужить научным основанием для разработки технологии получения дефолианта хлопчатника нового состава.

 

Список литературы:

  1. Умаров А.А., Кутянин Л.И. Новые дефолианты: поиск, свойства, применения. М.: Химия. 2000. -87с.
  2. Тогашаров А.С., Шукуров Ж.С., Тухтаев С. Новые дефолианты на основе хлоратов и техногенных отходов хлопкоочистительных заводов / Ташкент: Навруз, 2019.
  3. Изучение процесса получения жидкого дефолианта на основе хлората кальция, карбамида и этиленпродуцентов // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Хамдамова Ш.Ш. [и др.]. 2019. № 10 (67). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7938 
  4. Teshaev F., Khaitov B. Effect of defoliants and fertilizers on yield and quality of upland cotton (Gossypium hirsutum L.) // Journal of Cotton Research and Development (CRDA). –India, 2015. -№1. рp. 57-60.
  5. Хамдамова Ш.Ш., Тухтаев С. Растворимость компонентов в системах хлорат (ди-, тетракарбамидохлорат) кальция – нитрат диэтаноламмония – вода // Kompozitsion materiallar. – Тошкент, 2017. №2. С. 89-94. (02.00.00. №4
  6.  Кучаров Б.Х., Лачинова Н.Х., Тухтаев С. “К вопросу получения новых дефолиантов хлопчатника”// Институт профессор – укитувчиларининг Узбекистон Республикаси мустакиллигининг 10 йиллигига багиищланган илмий-амалий конференциясининг матиаллари. Фаргона, 2001. -б.76-77.
  7.  Кучаров Б.Х., Озубеков Р.А., Тухтаев С “Исследование водных систем из трикарбамидохлората натрия, моно- трихлорацетата моно-триэтаноламмония” // Вестник ОшГУ. -Ош-2001 №3- Ч.1- С.34-36.
  8. Ts 00203855-43:2019. Дефолиант “УзДЕФ”. Стандарт организации. –Т.: Изд-во стандартов, 2019. -12 с.
  9. А.Л. Подкорытов, [и др.]. Екатеринбург Издательство Уральского университета – 2015, 19с. http://hdl.handle.net/10995/30960
  10.     Е. А. Фролова [и др.].  Журнал неорганической химии. 2021 T 66 № 4 С. 531-533 DOI: 10.31857/S0044457X21040115
Информация об авторах

стажёр-следователь, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент

trainee investigator Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,  Uzbekistan, Tashkent

стажёр-следователь Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Trainee investigator Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

д-р техн. наук, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Главный научный сотрудник, Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Science in Technics, Institute of General and Inorganic Chemistry of the AS RUz, Uzbekistan, Tashkent

доктор химических наук, академик, 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

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