Изучение растворимости системы дикарбамидохлорат кальция – нитрат триэтаноламмония – вода

По синтезу, разработке и применению новых полуфункциональных препаратов сельского хозяйства существует ряд проблем. Для получения высоких урожаев с хорошими качествами в настоящее время широко применяются дефолианты с физиологически активными веществами. Физиоло­гически активные вещества обладают высокой активностью и способны влиять на интенсивность всех процессов, происходящих в растительном организме [1,2]. Они усиливают рост клеток и стимулируют клеточное деление, а также способствуют синтезу белка и нуклеиновых кислот. Одним из наиболее перспективных, агрохимически и экономически целесообразных способов решения вышеназванных проблем, т.е. повышения эффективности применяемых дефолиантов, увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества сельскохозяйственной продукции является совместное применение дефолиантов с этиленпродуциентами и минеральными удобрениями. Применение физиологически активных веществ усиливает рост, плодоношение хлопчатника, ускоряет созревание коробочек, повышает степень усвоения растениями азота, фосфора и калия, снижает заболеваемость [3].

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.

Известно, что для дефолиации и десикации хлопчатника в основном применяются неоргани­ческие и органические дефолианты [4,5]. Вследствие высокой токсичности органических препаратов целесообразно применять препараты неорганического происхождения, которые характеризуются низкой токсичностью и себестоимостью. Но при применении неорганических препаратов растения сильно высушиваются, что снижает урожайность хлопка-сырца, засоряет и отрицательно влияет на качество волокна и масличность семян. Поэтому снижение «жесткости» и повышение дефолиирующей активности используемых дефолиантов хлопчатника является одной из актуальных задач в химизации сельского хозяйства.

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 нитрата триэтаноламмония в широком интервале температур и концентраций визуально-политермическим методом [6].

Для исследований использовали нитрат триэтано­ламмония (НТЭА), синтезированный взаимодействием 52%-ной азотной кислоты и триэтаноламина при мольном соотношении компонентов 1:1. В результате получен раствор концентрацией 78,0%, со значением рН = 5,85. Дикарбамидохлорат кальция получен взаимодействием плава карбамида с хлоратом кальция при молярном соотношении компонентов 2:1=CO(NH₂)₂:Ca(ClO₃)₂.

Система N(C₂H₄OH)₃∙HNO₃-H₂O характери­зуется наличием ветвей кристаллизации льда и НТЭА пересекающихся в криогидратной точке при -22,8°С, где концентрация нитрата моноэтаноламмония составляет 63,0%.

Бинарная система Ca(ClO₃)₂∙2CO(NH₂)₂ –H₂O характеризуется ветвями кристаллизации льда и дикарбамидохлората кальция с точкой перехода при 15°С, в которой концентрация Ca(ClO₃)₂∙2CO(NH₂)₂ составляет 46,1%, данные хорошо согласуются с литературными [7].

Система Ca(ClO₃)₂∙2CO(NH₂)₂ – N(C₂H₄OH)₃∙HNO₃ – H₂O изучена шестью внутренними разрезами, из которых I-III проведены от стороны Ca(ClO₃)₂∙2CO(NH₂)₂ – H₂O к полюсу N(C₂H₄OH)₃∙HNO₃, а разрезы IV-VI наоборот от стороны N(C₂H₄OH)₃∙HNO₃ – H₂O к полюсу Ca(ClO₃)₂∙2CO(NH₂)₂.

На основе полученных данных построена политермическая диаграмма растворимости системы от эвтектической точки замерзания (-27,0°С) до 20°С (рис.1). Поверхность ликвидуса политермической диаграммы разделена на четыре поля соответ­ствующие полям кристаллизации льда, нитрата триэтаноламмония идикарбамидохлората кальция.

Рисунок 1. Политермическая диаграмма растворимости системы дикарбамидохлорат кальция-нитрат триэтаноламмония-вода 

Установлены одна тройная и десять двойных точек системы, для которых определены температуры кристаллизации и составы равновесных растворов (табл.).

На политермической диаграмме состояния системы нанесены изотермические кривые растворимости через каждые 10°С в интервале температур -20÷20°С. Построены проекции политерм системы на боковые водные стороны дикарбамидохлорат кальция – вода и нитрат триэтаноламмония – вода.

Таблица 1.

Двойные и тройные точки системы Ca(ClO₃)₂- N(C₂H₄OH)₃∙HNO₃-H₂O

Система простого эвтонического типа и в ней не наблюдается образование ни твердых растворов, ни новых химических соединений. Как видно из диаграммы растворимости и данных таблиц, в интервале температур –15,0÷-21,7°С в системе совместно кристаллизуются двухводный дикарбамидохлорат кальция и лед, при -22,8÷-24,0°С нитрат триэтаноламония и лед, при -27,0°С совместно кристаллизуются лед, двухводный дикарбамидохлорат кальция и НТЭА, а точка при -13,5°С соответствует эвтектической точке плавкости системы.

В хлопкоуборочных сезонах 2016-2018 годов были проведены мелкоделяночные испытания нового хлораткальций содержащего препарата с физиологически активными компонентами на средневолокнистом сорте хлопчатника «Наманган – 77». Фенологические наблюдения за состоянием хлопчатника до и после обработки, а также учет эффективности дефолиации препаратов проводились в соответствии с методикой УзНИИХна 6-ой и 12-й день после обработки. Степень дефолиирующей эффективности препаратов определяли по количеству опавших листьев, а степень «жесткости» действия препаратов – по количеству сухих, не опавших листьев и ожогов молодых коробочек хлопчатника. Результаты проведенных мелкоделяночных опытов и фенологические наблюдения за состоянием хлопчатника после дефолиации показывают, что новый дефолиант на 12-й день эффективно действует на листья хлопчатника сорта «Наманган - 77» и при нормах расхода препарата 6,0-7,0 л/га вызывают в среднем их 87,78-89,35 % опадение, в то время как с хлоратом магния (эталон) показатели составляют 71,5-80,3%.

Таким образом, данные полученные изучением взаимодействия компонентов в водной системе с участием дикарбамидохлората кальция и нитрата триэтаноламмония, представляют интерес получения дефолиантов хлопчатника благодаря содержанию в своем составе питательных элементов и этиленпродуциентов и обуславливает дальнейшую разработку технологии получения комплекснодействующего дефолианта вследствие более «мягкого» действия на хлопчатник и хорошей дефолиирующей активностью полученных дефолиирующих составов.