CC BY
25
№ 4 (49)
А'
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2018 г.
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
ДИАГРАММА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ CA(CI03)2-CH3C00HNH2C2H40H-H20 ПРИ 25 °С
Эргашев Дилмурод Адилжонович
доктор философии (PhD), старший научный сотрудник Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а Е- mail: dilmurod-ergashev2203@mail.ru
Эшпулатова Матлуба Боймурадовна
младший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан
100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а
Тураев Тиркаш Тураевич
старший преподаватель кафедры «Технологиямашиностроения и автоматизация»,
Ферганского политехнического института, 150107, Узбекистан, г. Фергана, ул. Ферганская — 86.
Хамрокулов Зохидбек Абдусаматович
д-р техн. наук, Ферганский филиал Ташкентского университета информационной технологии
150118, Узбекистан, г. Фергана, ул. Мустакиллик, 185
Аскарова Мамура Камиловна
канд. хим. наук, старший научный сотрудник Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а
SOLIBLITY OF SYSTEM DIAGRAM CA(CI03)2-CH3C00HNH2C2H40H-H20 AT 250C
Dilmurod Ergashev
PhD in technics, senior research follow of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan
100170, Uzbekistan, Tashkent, 77-aMirzo Uiugbek str
Matluba Eshpolatova
Junior researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan 100170, Uzbekistan, Tashkent, 77-a Mirzo Uiugbek str
Tirkash Turaev
Senior teacher, department «Mechanical engineering and automation», Fergana polytechnic institute,
150107, Uzbekistan, Fergana, Ferganskiy -86 str
Zohidbek Hamrakulov
Doctor of science in technics, Fergana branch of Tashkent university of information technology,
150118, Uzbekistan, Fergana, Mustakillik str., 185
Mamura Askarova
Ph.D. in chemistry, senior researcher Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan
100170, Uzbekistan, Tashkent, 77-a Mirzo Uiugbek str
Библиографическое описание: Диаграмма растворимости системы Ca(CIO3)2-CH3COOH/NH2C2H4OH-Н2О при 25 °С// Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Эргашев Д.А. [и др.]. 2018. № 4(49). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5804
A UN1VERSUM:
№ 4 (49)_ЛД. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_апрель, 2018 г.
АННОТАЦИЯ
Изотермическим методом изучена растворимость и характер твердых фаз в системе хлорат кальция - ацетат моноэтаноламмония - вода при 25 °С. Равновесие фаз в системе при температуре 25 °С устанавливалось при непрерывном перемешивании и термостатировании через 2-3 суток. Анализ диаграммы растворимости показывает, что при совместном присутствии хлората кальция и ацетата моноэтаноламина их растворимость в воде уменьшается, из -за взаимного высаливающего действия компонентов друг на друга. Кривая ликвидуса диаграммы растворимости системы Ca(ClO3)2 - CH3COOH-NH2C2H4OH - H2O характеризуется наличием трех ветвей кристаллизации твердых фаз: Ca(ClO3)2'2H20; CH3COOH-NH2C2H4OH и в качестве новый фазы соединения Ca(CH3COO)2^№O, ветвь кристаллизации соединения занимает большую часть диаграммы, что объясняется наименьшей растворимостью его относительно других компонентов системы. Образованное соединение выделено в кристаллическом виде и идентифицировано химическим, термогравиметрическим и рентгенофазовым методами анализа. По данным рентгенофазового анализа исходных хлората кальция, ацетата моноэтаноламина и соединения Ca(CH3COO)2-№O можно отметить, что все рефлексы на дифракто граммах, как правило, характеризуются собственными углами отражения, набором межплоскостных расстояний и интенсивностей дифракционных линий. Термический анализ показал, что на кривой нагревания образца обнаружены шесть эндотермических эффектов.
ABSTRACT
Solubility and behaviour of the solid phases in the system calcium chlorate-mono ethanolamine acetate - water at 25 °С were studied by isothermal method. Equilibrium of phases in the system at 25 °С was established when continual stirring and thermostating during 2-3 days. Analyses of solubility diagram showed that when combined presence of calcium chlorate and mono ethanolamine their solubility is decreased in water due to mutual salt action of components each other. Liquidus curve of solubility diagram of Ca(ClO3)2 - CH3COOHNH2C2H4OH - H2O system is defined presence of three branches of solid phases crystallization: Ca(ClO3)2'2H20; CH3COOH-NH2C2H4OH and Ca(CH3COO)2• H2O as a novel phase. The branches of compounds crystallization holds large part of the diagram that can be explained lesser solubility it relative to other system components. Formation of the compounds was recovered in crystal form and it was identified by chemical, thermogravimetric and X-ray methods. A basis of the X-ray analysis initial compounds such as calcium chlorate, mono ethanolamine and Ca(CH3COO)2-№O can be noted that all reflex on diffraction patterns is determined own angles of reflection using set of interplanar space and intensity diffraction lines. The thermal analyses showed that six endothermic effects were displayed on curve heating.
Ключевые слова: дефолианты, физиологически активные вещества, изотерма, растворимости, хлорат кальция, уксусная кислота, моноэтаноламин, ацетат моноэтаноламина, дериватограмма, рентгенограмма.
Keywords: defoliants, physiological active substances, isothermal, solubility, calcium chlorates, acetic acid, mono-ethanolamine, mono- ethanolamine acetate, thermogravimetric, radiograph.
Для качественной уборки урожая выращенного хлопка-сырца, необходимо своевременное удаление листьев хлопчатника. Большой проблемой хлопководства является отсутствие дефолиантов, которые соответствуют всем требованиям сельского хозяйства. Существующие хлоратсодержащие дефолианты не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к дефолиантам. Известно, что дефолирующее действие хлоратов всегда в той или иной степени сопровождается десикационным эффектом. Кроме того, они не обладают полифункциональным действием. В синтезе новых эффективных дефолиантов представляет значительный интерес использование моноэтанола-минных солей уксусной кислоты, являющихся активными стимуляторами роста растений.
Из литературы известно, что этаноламины и их производные являются эффективными физиологически активными веществами [8]. В составе дефолиантов они усиливают действие активных компонентов, одновременно устраняя отрицательное воздействие препаратов на растения [6]. Препараты на основе уксусной кислоты и этаноламинов в растениях подвергаются гидролизу. В результате чего образуется этилен, избыток этилена нарушает гормональный баланс растений, что в свою очередь приводит к усилению различных физиологических реакций. Одной из таких реакций является сбрасывание листьев [7].
С этой целью для обоснования процесса получения «мягко» действующего дефолианта, обладающего способностью ускорять созревание и раскрытие коробочек хлопчатника на основе хлорат кальций-магниевого дефолианта и ацетата моноэтаноламина нами изучено взаимное влияние компонентов в системе Ca(aOз)2 - CHзCOOH•NH2C2H4OH - H2O.
Объектами исследования являются хлорат кальция и ацетат моноэтаноламина. Хлорат кальция получали на основе обменной реакции плавленого хлористого кальция с хлоратом натрия в ацетоновой среде по методике [1]. Ацетат моноэтаноламина синтезировали путем взаимодействия уксусной кислоты с моноэтаноламином, взятых при мольном соотношении 1:1 при интенсивном перемешивании.
При изучении системы использован изотермический метод исследования [2].
При количественном химическом анализе применяли общеизвестные методы аналитической химии, в частности: хлорат-ион определяли объемным перман-ганатометрическим методом [4]; кальций определяли объемным комплексонометрическим методом [9]. Содержание элементного азота, углерода, водорода проводили согласно методике [5].
Твердые фазы идентифицировали химическими и различными методами физико-химического анализа. Термический анализ исследуемых новых фаз
А иКПУЕЯЗиМ:
ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_апрель, 2018 г.
проводили на дериватографе системы Паулик - Пау-лик - Эрдей. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре Дрон - 2,0. Значения межплоскостных расстояний находили по справочнику [3] согласно углу отражения, а интенсивность дифракционных линий оценивали по сто - бальной шкале.
Равновесие фаз в системе при температуре 25 °С устанавливалось при непрерывном перемешивании и термостатировании через 2-3 суток. На основе химического анализа составов жидких и твердых фаз (табл.) построена изотермическая диаграмма растворимости этой системы при 25 °С (рис.1).
Из диаграммы растворимости следует, что при совместном присутствии хлората кальция и ацетата моноэтаноламина уменьшается растворимость их в воде из-за взаимного высаливающего действия друг на друга. Кривая ликвидуса диаграммы растворимости системы Са(С10з)2 - СНзС00№ЫН2С2Н40Н -Н2О характеризуется наличием трех ветвей кристаллизации твердых фаз: Са(СЮз)2'2Н2 О; СНзС00Н-ЫН2С2Н40Н и в качестве новый фазы соединения Са(СНзС00)2-Н20.
Образующаяся новая фаза т.е. Са(СН3С00)2- Н20 кристаллизуется при 25 °С в пределах 5,3-66,5% Са(С10з)2 и 4,5- 84,1% СНзС00ШЖ2С2Н40Н.
Как видно из диаграммы растворимости, ветвь кристаллизации соединения Са(СНзС00)2-№0 занимает большую часть диаграммы, что объясняется
Таблица 1.
Данные по растворимости системы Са(С10з)2 - СНзСООШЧНгСгНЮН - Н2О при 25 °С
№ Состав жидкой фазы,% Состав твердого остатка,% Твердая фаза
Са(С10з)2 СНзСООН Ш^НЮН Н2О Са(С10з)2 СНзСООН Ш^НЮН Н20
1 68.5 - з1.5 85.19 - 14.81 Са(С10з)2-2№0
2 67.2 2.2 з0.6 78.8 0.5 20.7 То же
з 66.5 4.5 29.0 80.0 1.2 18.8 Са(С10з)2 2Н2О+ Са(СНзС00)2 Н20
4 66.4 4.7 28.9 60.8 з1.5 7.7 Са(СНз С00)2 Н2 0
5 57.2 7.8 з5.0 59.7 з1.8 8.5 То же
6 48.8 11.4 з9.8 58.5 з1.9 9.6 То же
7 42.4 14.7 42.9 57.6 з2.з 10.1 То же
8 зз.6 19.8 46.6 55.7 з2.4 11.9 То же
9 26.0 24.5 49.5 54.1 зз.2 12.7 То же
10 19.2 з0.2 50.6 5з.з з4.6 12.1 То же
11 14.5 з4.8 51.0 54.1 з5.2 10.7 То же
12 10.0 40.0 50.0 51.9 з5.9 12.2 То же
1з 8.0 45.8 46.2 5з.6 з6.2 10.2 То же
14 6.з 55.7 з8.0 54.4 з7.0 8.6 То же
15 5.8 6з.8 з0.4 5з.7 з8.2 8.1 То же
16 5.6 72.6 21.8 55.4 з8.1 6.5 То же
17 5.0 79.9 15.1 52.9 40.4 6.7 То же
18 5.2 84.0 10.8 55.2 з9.5 5.з Са(СНзС00)2Ш0 + СНзС00Н КН2СН2СН20Н
19 5.з 84.1 10.6 1.1 97.0 1.9 СНзС00Н-КН2СН2СН20Н
20 2.з 84.9 12.8 0.4 95.0 4.6 То же
21 - 85.5 14.5 - 100 - То же
№ 4 (49)
наименьшей растворимостью его относительно других компонентов системы.
Рисунок 1. Изотермическая диаграмма растворимости системы Ca(CЮ3)2 - CH3COOH•NH2C2H4OH -H2O при 25 С.
№ 4 (49)
А'
и^УЕЯЗиМ:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Новая фаза, образующаяся в изученной системе, выделена в кристаллическом виде и идентифицирована методами химического и физико-химического анализа.
Химический анализ твердой фазы, выделенной из предполагаемой области кристаллизации Ca(CHзCOO)2■H2O, дал следующие результаты: найдено, %: Са2+-22,73; ^6,82; 0-9,09; H-0,57.
Для Ca(CHзCOO)2■H2O вычислено, %: Са2+-22,62; ^6,74; O-8,78; H-0,41.
Сравнивая данные рентгенофазового анализа исходных хлората кальция, CHзCOOH•NH2C2H4OH и соединения Ca(CHзCOO)2■H2O можно отметить, что все рефлексы на дифрактограммах, как правило, характеризуются собственными углами отражения,
апрель, 2018 г.
набором межплоскостных расстояний и интенсивно-стей дифракционных линий (рис.2). Это свидетельствует об индивидуальности кристаллической решетки Ca(CHзCOO)2■H2O.
Термический анализ показал, что на кривой нагревания образца обнаружены шесть эндотермических эффектов при 90, 138, 537, 750, 808, 877 °С и семь экзотермических эффектов при 182, 210, 276, 351, 465, 658 и 700 °С. Все обнаруженные термоэффекты сопровождаются с уменьшением массы. Общая убыль массы в диапазоне температур 60-900 °С на кривой термогравиметрии составляет 85,59% (рис.3).
Рисунок 2. Рентгенограммы Са(С103)22Н20(1), СИ3СООНМН2С2И4ОИ (2), Са(СН3С00)2Н20 (3)
Рисунок 3. Дериватограмма соединения Са(СН3С00)2Н20
№ 4 (49)
А'
и^УЕЯЗиМ:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Заключение. Таким образом, изучение взаимного влияния компонентов в системе Ca(CЮз)2 -CHзCOOH•NH2C2H4OH - H2O показало, что на её диаграмме растворимости кроме ветви кристаллизации исходных компонентов выявлена ветвь кристаллизации новой фазы Ca(CHзCOO)2■H2O.
апрель, 2018 г.
Полученные результаты могут служить научной основой при получении нового комплекснодейству -ющего препарата на основе хлорат кальций-магниевого дефолианта и ацетата моноэтаноламина.
Список литературы:
1. А.с. 1143691 СССР. Способ получения хлорат-хлорид кальциевого дефолианта / М.Н. Набиев, Р. Шаммасов, С. Тухтаев, Х. Кучаров и др. (СССР) -№3620951/23-26; заявлено 23.05.83.; опубл. 07.03.85 //Открытия, изобретения. - 1985. -№9. - С. 84.
2. Бергман А.Г., Лужная Н.П. Физико-химические основы изучения и использования соляных месторождений хлорид-сульфатного типа. -Москва: АН СССР, 1951. - 232 с.
3. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. Т.2., М.: Недра, 1966. -330 с.
4. Жидкий хлорат магниевый дефолиант. Технические условия. Ts 00203855-34: 2015. - 14 с.
5. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1975. - 224 с.
6. Патент 4425 Узбекистан. Состав для дефолиации / Тухтаев С., Кучаров Х., Усманов С.У., Мухаммадалиев Ш.С., Хайдаров ГШ. (Узбекистан). -1НДР 9600598.1.; заявл. 19.06.96.; опубл. 30.09.97 // Расмий ахборотнома. -1997. -№3. - С. 13-14.
7. Ракитин Ю.В. Химические регуляторы жизнедеятельности растений. -М.: Наука, 1983. - 260 с.
8. Хасанова В.М, Саибова М.Т., Исмаилова Г.Х. Изучение взаимодействия моноэтаноламина с серной кислотой // Журн. неорган. химии. -1983 - Т.28; -вып. 1. - С. 228-231.
9. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. - М.: Химия, 1970. - 360 с.
