ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ДИКАРБАМИДХЛОРАТ НАТРИЯ–МОНОЭТАНОЛАМИН ЯБЛОЧНОКИСЛЫЙ–ВОДА

АННОТАЦИЯ

С целью получения эффективного дефолианта изучена растворимость в системе дикарбамидхлорат натрия − моноэтаноламин яблочно-кислый – вода в интервале температур от -26.8^o C до 32.0^o С визуально-политермическим методом. На диаграмме растворимости нанесены изотермы через каждые 10°С. На основе бинарных систем и внутренних разрезов построена политермическая диаграмма растворимости системы, которая разделена на три поля, соответствующие полям кристаллизации льда, карбамида CO(NH₂)₂ и моноэтаноламина яблочно-кислого NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅. Полученные данные представляют интерес для получения эффективного, малотоксичного дефолианта.

ABSTRACT

The solubility of components of the system dicarbamide of chlorate sodium–monoethanolammonium of malic acid–water is studied by visual-polythermal method from eutectic freezing -26.8°С to 32.0^oС for obtaining an efficient operating defoliant. On the diagram of solubility are plotted isotherms throwing every 10°С temperature. On the basis of binary systems and internal sections is built polythermal solubility diagram of the system in which supposed a three area of crystallization: ice, carbamide CO(NH₂)₂ and monoethanolammonium of malic acid NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅. The results of conducted research are interesting to obtain effective and non-toxic defoliants.

Ключевые слова: растворимость, система, дикарбамидохлорат натрия, моноэтаноламин яблочнокислый, диаграммa.

Keywords: solubility, system, dicarbamide of chlorate sodium, monoethanolammonium of malic acid, diagram.

В настоящее время для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур широко применяются химические регуляторы роста растений. Регуляторами роста растений являются моноэтаноламин и его производные, играющие большую роль в окислительно-восстановительных процессах. Яблочная кислота относятся к промежуточным производным обмена веществ в живых организмах (в цикле трикарбоновых кислот). Моноэтаноламин и его производные в составе дефолиантов усиливают действие активных компонентов, одновременно устраняя негативное воздействие препаратов на растения [1-2]. В связи с этим для разработки физико-химических основ получения комплексно действующих дефолиантов, а также для характеристики поведения хлората натрия, карбамида и производных моноэтаноламина с яблочной кислотой при их совместном присутствии нами изучено растворимость водной системы NaClO₃·2CO(NH₂)₂-NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅-Н₂О в широком интервале температур и концентраций визуально-политермическим методом [3]. При количественном химическом анализе содержание хлорат-иона определяли объемным перманганатометрическим методом [4], натрия − методом пламенной фотометрии [5]. Содержание яблочной кислоты − по методике [6], карбамида − по амидному азоту спектрофотокалориметрически на ФЭК- 56 М [7].

В исследовании был использован дикарбамидохлорат натрия NaClO₃·2CO(NH₂)₂, синтезированный сплавлением карбамида с хлоратом натрия при мольном соотношении 2:1. После образования гомогенного расплава исходных компонентов, охлаждением выделены кристаллы соединения NaClO₃·2CO(NH₂)₂. Бинарная система NaClO₃·2CO(NH₂)₂-H₂O исследована нами в интервале температуры от -20.8 до 100.0°С. На кривой растворимости системы установлены ветви кристаллизации льда, карбамида, дикарбамидохлорат натрия, которые согласуются литературным способом [8].

Соединение моноэтаноламина с яблочной (оксиянтарной) кислотой в твердом виде получено при взаимодействии моноэтаноламина с яблочной кислотой в соотношениях 1:1. Синтезированное соединение хорошо растворяется в спирте, плохо в эфирах. Растворимость моноэтаноламина яблочно-кислого в воде нами изучена от температуры полного замерзания растворов от  -19.4 ^o C до точки плавления 30° С.

На основе полученных данных построена политермическая диаграмма растворимости бинарной системы: димоноэтаноламин яблочно-кислый – вода (рис.1). Система NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅-H₂O характеризуется наличием ветвей кристаллизации льда, моноэтаноламина яблочно-кислого NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅ с точкой перехода при -19.4^o C, в которой концентрация моноэтаноламина яблочно-кислого составляет 60.2%.

Рисунок 1. Бинарная система NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅-H₂O

Из диаграммы растворимости видно, что моноэтаноламин яблочно-кислый хорошо растворим в воде. Ветвь кристаллизации его очень широкая и простирается изученной нами области концентрации моноэтаноламина яблочно-кислого (от 0.1 до 80%), данные согласуются литературным способом [1].

Тройная система NaClO₃·2CO(NH₂)₂-NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅-Н₂О изучена шестью внутренними разрезами в интервале температур от -26.8^o C до 32.0^o С из которых I-III разрезы проведены со стороны NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅ к полюсу NaClO₃·2CO(NH₂)₂, а разрезы IV-VI наоборот со стороны NaClO₃·2CO(NH₂)₂ к полюсу NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅. Поверхность политермической диаграммы разделена на три поля, соответствующих полям кристаллизации льда, CO(NH₂)₂ и NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅ (рис.2). На политермической диаграмме состояния системы нанесены изотермические кривые растворимости через каждые 10⁰ С в интервале температур -20^о; -10 ^о; 0^o; 10^o; 20^o; 30^o С.

Рисунок 2. Политермическая диаграмма растворимости системы NaClO₃·2CO(NH₂)₂-NH₂C₂H₄OH^.C₄H₆O₅-Н₂О

Построены проекции политерм системы на боковые стороны моноэтаноламин яблочно-кислый − вода и дикарбамидхлорат натрия − вода (рис. 3) для установления состава и температуры кристаллизации узловых нонвариантных точек, и уточнение характера изменения в линии насыщения двух существующих твердых фаз. Точки состава, отвечающие изотермам растворимости, находили интерполяцией данных по политермическим разрезам.

Рисунок 3. Политермические проекции системы NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅ − H₂O и NaClO₃·2CO(NH₂)₂ − H₂O

Установлены две тройные и двенадцать двойных точек системы, для которых определены температуры кристаллизации и составы равновесных растворов (табл.). Из диаграммы растворимости и данных таблицы видно, что тройные точки совместной кристаллизации Лед+CO(NH₂)₂+NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅ и NaClO₃·2CO(NH₂)₂+CO(NH₂)₂+NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅ наблюдаются при температурах -26.8^оС и 3.6^оС соответственно.

Таблица 1.

Двойные и тройные точки системы NaClO₃·2CO(NH₂)₂ – NH₂C₂H₄OH·C₄H₆O₅-H₂O

Согласно приведенным данным, в изученном температурном интервале в системе не происходит образования ни твердых растворов на основе исходных компонентов, ни новых химических соединений. Система относится к простому эвтоническому типу. Компоненты системы сохраняют свою индивидуальность, а, следовательно, и необходимую физиологическую активность. Таким образом, изучение взаимодействия компонентов в системе дикарбамидхлорат натрия-моноэтаноламин яблочно-кислый – вода представляют интерес для получения комплексных и «мягко» действующих дефолиантов хлопчатника.

Список литературы:

1. Адилова М.Ш., Нарходжаев А.Х., Тухтаев С., Талипова Л.Л. Взаимодействие моноэтаноламина с яблочной кислотой // Журнал неорганической химии. –2005. – Т. 50. – №11. – С.1897-1901.
2. Нарходжаев А. Х. Физико-химические основы получения эффективных рост активирующих веществ на основе оксиянтарной и лимонной кислот // Узбекский химический журнал. – 2006. – № 2-3. – С. 34-40.
3. Трунин А. С., Петрова Д. Г. Визуально-политермический метод. – Куйбышев: Куйбышевский политехн. инс-т, 1977.
4. ГОСТ 12257 – 77 Хлорат натрия. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – № 548 – 78.
5. Полуэктов Н. С. Методы анализа по фотометрии пламени. – М.: Химия, 1967. – 307 с.
6. Барам Н. И. Синтезы на основе лимонной и яблочной кислот: автореф. дис. … канд. хим. наук. − Ташкент, 1964. − 19с.
7. Удобрения минеральные. Методы анализа. ГОСТ 20851. 1 – 75 – ГОСТ 20851. 4–75. – М.: Изд-во стандартов, 1977. – 56 с.
8. Shukurov Zh.S., Ishankhodzhaev S.S., Askarova M.K., Tukhtaev S. Solibulity in the NaClO₃·2CO(NH₂)₂–NH₂C₂H₄OH-H₂O system // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2010. Vol.55. N.10. Pp.1630-1633.