Изучение реологических свойств растворов в системе {[20,26%Ca(ClО3)2+15,76%Мg(ClО3)2+3,9%CaCl2+ 2,81%MgCl2+47,27%H2O]+10%CO(NH2)2} - C2H5OH

АННОТАЦИЯ

Изучена зависимость изменения физико-химических свойств растворов от состава компонентов в системе {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+ 3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} - C₂H₅OH. В изученной системе определены рН, вязкость, плотность и температура кристаллизации образующихся растворов. На основе полученных результатов построена диаграмма «состав-свойства» системы, на которой выявлены ветви кристаллизации [47,43%Ca(ClО₃)₂+36,88%Мg(ClО₃)₂+9,12%CaCl₂+ 6,57%MgCl₂] и CO(NH₂)₂. Из диаграммы «состав-свойства» изученной системы следует, что при растворении этанола в растворе {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} температура кристаллизации вновь образующихся растворов понижается до -10,0ºС в двойной точке. При этом образуется раствор, насыщенный одновременно {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+ 2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} и этанолом. С повышением в системе содержания этанола более 5,44 % наблюдается соответственно повышение температуры кристаллизации, вязкости и незначительное повышение pH среды растворов от 4,44 до 5,12. При этом значение плотности понижается с 1,4344 до 1,3532 г/см³. Это объясняется изменением кристаллизующихся фаз системы. На основе результатов изучения «состав-свойства» вышеуказанной системы следует, что для получения эффективного «мягко» действующего препарата, обладающего дефолиирующей и физиологической активностью, необходимо растворять этанол в растворе хлорат кальций-магниевого дефолианта и мочевины при массовом соотношении 0,045:1,0. Предлагаемый состав дефолианта обладает следующими физико-химическими свойствами: температура кристаллизации -7,5ºС, рН 4,48, вязкость 8,96 мм²/с, плотность 1,4378 г/см³.

ABSTRACT

The dependence of changes in physical and chemical properties of the solutions of components composition in the system {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+ 10%CO(NH₂)₂} - C₂H₅OH is under study. In the studied system pH, viscosity, density and temperature of the resulting crystallization solution are defined. Based on obtained results the diagram "structure-property" of the system is built on which crystallization branches [47,43%Ca(ClО₃)₂+36,88%Мg(ClО₃)₂+9,12%CaCl₂+ 6,57%MgCl₂] and CO(NH₂)₂ are revealed. From the diagram "structure-property" of the studied system it is followed that on ethanol dissolving in a solution {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+ 10%CO(NH₂)₂} crystallization temperature of the newly formed solutions is lowered to -10,0ºС in a double point. In this case a saturated solution {[20,26%Ca(ClО₃)₂+ 15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+ 10%CO(NH₂)₂} and ethanol is simultaneously formed. With the increase in the ethanol content of the system more than 5.44%, respectively, increase in crystallization temperature, viscosity and a slight increase in pH of the medium solutions from 4.44 to 5.12 is observed. The value of the density is reduced from 1.4344 to 1.3532 g / cm3. This is due to a change in the phase of crystallizing system. Based on study results of "structure-properties" of the above mentioned system, it follows that for an effective "soft" effect of the drug, which has defoliating and physiological activity, it is necessary to dissolve the ethanol in the solution of calcium chlorate and magnesium defoliant and urea in a weight ratio of 0,045:1,0. Proposed defoliant composition has the following physicochemical properties: crystallization temperature-7,5ºС, pH 4.48, viscosity 8.96 mm² / s, density 1.4378 g/cm³. 

Одним из важных условий успешной и качественной уборки урожая хлопка-сырца в доморозный период является проведение дефолиации хлопчатника. Это ускоряет полное созревание и раскрытие коробочек, что позволяет без снижения урожая хлопка-сырца осуществлять полную его уборку в сжатые сроки.

Значение и роль дефолиации в свете ускорения созревания хлопчатника возрастает в связи с принятой в республике новой политикой земледелия, заключающейся в повторном использовании земель и получения на них второго урожая другой культуры. Тем самым создается возможность круглогодичного оборота использования земель с сохранением их плодородия.

Хлорат содержащие дефолианты с точки зрения производства и применения являются наименее токсичными и дешевыми препаратами.

В производстве хлорат магниевого дефолианта 48% сырья (хлористый магний, бишофит) закупается за валюту за рубежом.

В настоящее время перед учеными-химиками остро стоят задачи создания новых импортозамещающих химических препаратов на основе местного сырья Узбекистана, в частности для получения малотоксичных, высокоэффективных и дешевых дефолиантов, ускоряющих созревание и раскрытие коробочек хлопчатника, что является одной из важных актуальных задач сегодняшнего дня.

Сотрудниками Института общей и неорганической химии АН РУз проведены научные исследования и разработаны физико-химические основы и технология получения хлорат кальций-магниевого дефолианта под названием «Фандеф» полностью из местного сырья [7].

С целью повышения дефолиирующей активности нового хлорат содержащего дефолианта, уменьшения «жесткости» действия на растения, а также ускорения созревания урожая хлопчатника проводятся исследования по синтезу новых препаратов комплексного действия, содержащих мочевину и этиленпродуценты.

Наличие удобрения в составе дефолианта позволяет снизить «жесткость» действия и повысить дефолиирующую активность, а также является дополнительной внекорневой подкормкой, способствующей лучшему и усиленному оттоку питательных элементов в плодовые органы, в результате чего повышается урожайность хлопчатника, его сортность, масличность семян и улучшается качество хлопка-волокна [1].

Применение этиленпродуцентов совместно с дефолиантами увеличивает содержание этилена в зоне опадения листьев, что может являться основным фактором формирования отделительного слоя в листовых черешках, т.е. ускорению опадения листьев, созреванию урожая [5].

В связи с этим для физико-химического обоснования и рекомендации процесса получения дефолианта комплексного действия на основе хлоратов кальция, магния, мочевины и этанола необходимы данные по изучению физико-химических свойств растворов от состава в системе, состоящей из вышеуказанных компонентов.

Объектами исследования являются хлорат кальций-магниевый дефолиант, карбамид и этанол. Хлорат кальций-магниевий дефолиант получали путем солянокислотного разложения доломита и последующей конверсией продуктов разложения с хлоратом натрия [7]. Kарбамид использовали марки «ч.д.а.», дважды перекристаллизованный, а этанол использовали 96,0%-ный.

При количественном химическом анализе применяли общеизвестные методы аналитической химии, в частности: хлорат-ион определяли объемным перменганатометрическим методом [3]; кальций, магний – объемным комплексонометрическим методом [6]; содержание хлор-иона – по методу Мора [2]. Содержание элементного углерода, водорода определяли согласно методике [4].

Исследование системы {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+ 3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} - C₂H₅OH методом растворимости, pH среды, вязкости, плотности показало, что на каждой построенной диаграмме «состав-свойства» имеется по одному излому, соответствующему изменению кристаллизующихся фаз в двойной точке (рис. 1).

Рисунок 1. Диаграмма «состав-свойства» системы {[20,26%Ca(ClО₃)₂+ 15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} - C₂H₅OH

1 – температура кристаллизация, 2 – рН, 3 – вязкость, 4 – плотность

Первая ветвь соответствует кристаллизации [47,43%Ca(ClО₃)₂+ 36,88%Мg(ClО₃)₂+9,12%CaCl₂+6,57%MgCl₂], а вторая – кристаллизации мочевины.

Из диаграммы «состав-свойства» изученной системы следует, что при растворении этанола в растворе {[20,26%Ca(ClО₃)₂ + 15,76% Мg(ClО₃)₂ + 3,9 % CaCl₂ + 2,81% MgCl₂ + 47,27 % H₂O] +10 % CO(NH₂)₂} температура кристаллизации вновь образующихся растворов понижается до -10,0ºС в двойной точке.

Таблица 1.

Зависимость изменения физико-химических свойств растворов от состава в системе {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+ 2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} - C₂H₅OH

При этом образуется раствор, насыщенный одновременно {[20,26%Ca(ClО₃)₂+15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+ 10%CO(NH₂)₂} и этанолом. До двойной точки процесс растворения этанола сопровождается понижением плотности и повышением вязкости растворов.

Значения pH среды растворов в данной области изменяются незначительно. С повышением в системе содержания этанола более 5,44 % наблюдается соответственно повышение температуры кристаллизации, вязкости и незначительное повышение pH среды растворов от 4,44 до 5,12 (табл. 1).

При этом значение плотности понижается с 1,4344 до 1,3532 г/см³. Это объясняется изменением кристаллизующихся фаз системы. В двойной точке значение температуры кристаллизации, pH среды, вязкости и плотности растворов соответственно составляют: -10,0ºС, 4,44; 9,13мм²/с_; 1,4344 г/см³.

Таким образом, изучение зависимости изменения физико-химических свойств растворов от состава в системе {[20,26%Ca(ClО₃)₂+ 15,76%Мg(ClО₃)₂+3,9%CaCl₂+2,81%MgCl₂+47,27%H₂O]+10%CO(NH₂)₂} - C₂H₅OH показало, что на ее диаграмме «состав-свойства» выявлены ветви кристаллизации [47,43% Ca(ClО₃)₂ + 36,88% Мg(ClО₃)₂ + 9,12%CaCl₂ + 6,57%MgCl₂] и CO(NH₂)₂. На основе результатов изучения «состав-свойства» вышеуказанной системы и проведенных агрохимических испытаний составов дефолианта следует, что для получения эффективного «мягко» действующего препарата, обладающего дефолиирующей и физиологической активностью, необходимо растворять этанол в растворе хлорат кальций-магниевого дефолианта и мочевины при массовом соотношении 0,045:1,0.