CC BY
32
олигомера. Электроосаждение осуществлялось в лабораторной ванне окунания объемом 0,5 л в потенциостатическом режиме (U=const) и гальваностатическом режиме (I=const).
Состав композиции pH Удельная ЦГм Качество полученных покрытий
Вал м а Л* 1 - ЯООм.1 ЕбФЬ-рлстворл эмульсин святуюгаею BASF 5,57 1822 Хорошее
Bulling 2-SOOm_i ]6^Ь-ршвс»[м эмульсии связуво-шсю ВЛ-SF +- HI мл дннкпнош :к1см'ро.1ил. (ciri)юиЬинки 44JI) 5,75 3650 Хорошее
Uaiiiii 3"-5ИОмл 16%-рйствор эмульсии свизунлиеш +- 20 мл ннмктшого элсктро-лни. (соотношении 22/1) 5,75 4960 Хорошее
Ван мл Л 4 — 5UO мл 16%-ряствар змульсни син:-суюи|шт> BASF + 30 мл цинковою электролит*. {соотношении 14т7/1) 5,75 6150 Хорошее
Налил. Лй 5 — SUO мл 16%-раствор эмульсин связукмпп'о BASF + 4П мл циикшиИ) элекэролнтгл, {ивотиозиснин 11/1) 5,75 6820 Хорошее
Налил..\"* 6 — 5UOмл 16%-ptcibop эмульсии сбязуюшп'о BASF + 5и мл ■IhhkOkuiu (cwthoiiihIhh 5,75 8150 11срл имомериоо» пористое EIUKpUI‘KLL
KiiiHiMi 7-—SHOmji 16%-piciBup эмульсии связующего BASF + 60 м.т ■IHirKIHtniD ЭЛС-КЧрИ-ЕМТЛ. (С-ГКМИ ГШ1С31 нк 7,3^1) 5,75 9020 Е1срл оиомсрниСф пористое Ш1К]1ЫТНГ
Рис. 1. Состав композиций, некоторые их параметры, качество полученных покрытий (соотношение пленкообразователя к
ацетату цинка взято по массе)
Температура ванн поддерживалась на уровне Т=30 0С, а рН ванн составлял 5,7. Продолжительность электроосаждения составляла 120 сек. В качестве окрашиваемого материала были взяты пластины из углеродистой стали 08КП, предварительно обезжиренные в соответствии с ГОСТ 9.402-2004. Покрытия 1-5 были равномерными и не имели никаких дефектов. Покрытия из ванн 6 и 7 были неравномерными и пористыми.
Определяли массу покрытия в зависимости от напряжения (U=const) при времени электроосаждения 120 секунд, а также от продолжительности электроосаждения при оптимальном напряжении. Оказалось, что при получении покрытий в диапазоне напряжений 100-200 и при увеличении количества добавленного электролита (ацетата цинка) наблюдается сдвиг оптимального напряжения нанесения в сторону меньших значений на 10-20 В. Оптимальное напряжение для нанесения смешанного электролита выбрано в диапазоне 150-170 В. Особо отметим, что введение ацетата цинка в раствор полиэлектролита уменьшает массу покрытия. С этим результатом согласуются данные по определению электрохимического эквивалента осаждения, которые уменьшается с увеличением концентрации цинкового электролита в композиции: ванна сравнения 26 мг/Кл, композиция №7 2 мг/Кл. Возможно, причиной этого является то, что ток тратится дополнительно на электроосаждения цинка.
На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1) Установлена возможность получения новых цинк-полимерных покрытий путем совмещения двух промышленных процессов-катодного электроосаждения и гальванического осаждения цинка, что открывает совершенно новые перспективы в области защиты от коррозии металлических конструкций.
2) Показано, что при увеличении цинкового электролита в композиции уменьшается масса покрытия и уменьшается электрохимический эквивалент электроосаждения цинк-полимерных покрытий.
3) Оптимальным составом смешанного электролита является соотношение связующее:ацетат цинка не менее чем 14,7/1.
4) Оптимальные условия получения цинк-полимерных покрытий из смешанного электролита U=150-170 В при продолжительности 120 сек.
Литература
1. Вайнер Я. В., Дасоян М. А. Технология электрохимических покрытий. - М. - Л.: Машгиз, 1962. C. 224-226.
References
1. Vajner Ja. V., Dasojan M. A. Tehnologija jelektrohimicheskih pokrytij. - M. - L.: Mashgiz, 1962. C. 224-226.
Хентов В.Я.1, Хуссейн Х.Х.2
'Профессор, доктор химических наук, 2аспирант, Южно-Российский государственный политехнический университет имени
М.И. Платова, Новочеркасский политехнический институт
ДОСТАВКА ЛИГАНДА МИЦЕЛЛАМИ В ПРОЦЕССЕ ПРЯМОГО СИНТЕЗА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Аннотация
Исследовано взаимодействие поверхности меди с салицилальанилином в диметилформамиде. Доставка лиганда к поверхности меди осуществлялась в мицеллах неионогенного поверхностно-активного вещества. Найдена критическая концентрация мицеллообразования в диметилформамиде (15 %).
Ключевые слова: поверхностно-активное вещество, мицеллы, критическая концентрация мицеллообразования, лиганд.
Khentov V.Ya1. Hussain И.Н.2
'Professor, Doctor of Chemistry, postgraduate student, South-Russian State Technical University named after M. Platov
DELIVERY LIGAND IN MICELLES IN THE DIRECT SYNTHESIS COMPLEX COMPOUNDS
Abstract
The interaction of the copper surface with salitsilalanilinom in dimethylformamide. Delivery of a ligand to the surface of the copper -las carried in micelles of a nonionic surfactant surfactant. The critical micelle concentration of the surfactant in the dimethylformamide (15%).
Keywords: surfactant micelles, the critical micelle concentration, the ligand.
Прямой синтез комплексных соединений из лиганда и нульвалентного металла описан достаточно подробно [1]. Отмечена важная роль неводного растворителя при донорно-акцепторном взаимодействии [2]. Установлена связь константы донорноакцепторного взаимодействия нуль-валентной меди и лиганда (салицилальанилина) с параметром полярности растворителя Димрота-Райхардта ЕТ [2]. Обнаружено заметное возрастание реакционной способности лиганда в полярных растворителях. 35
35
Причем в процессе могут участвовать помимо нульвалентных металлов их соединения с ковалентными связями - оксиды, сульфиды карбонаты, фосфаты и другие, нерастворимые в воде соединения [3]. Строго говоря, взаимодействие органического лиганда с металлом происходит с поверхностью оксидной пленки нульвалентного металла. В отсутствии контакта раствора лиганда с кислородом реакция прекращается [4].
При проведении химических процессов особый интерес вызывают микрогетерогенные организованные среды, полученные на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) [5]. В этих случаях приходится иметь дело с мицеллярным катализом -протеканием химического процесса в мицеллах. При этом нужно иметь в виду, что в мицелле находятся оба реагента.
В работах [2, 3] было показано, что при введении в диметилформамид в качестве ПАВ оксиэтилированного изооктилфенола RC6H4O(CH2CH2O)nH, где R - углеводородный радикал С6-С10, n = 7 (число присоединенных молей оксида этилена), наблюдалось существенное возрастание скорости взаимодействия нульвалентной меди с лигандом - салицилальанилином в диметилформамиде. Важно вскрыть механизм этого процесса. Начальной стадией процесса является накопление молекул лиганда в мицелле. Затем мицеллы адсорбируются на поверхности меди и разрушаются. Таким образом, обеспечивается доставка лиганда в повышенных концентрациях к поверхности металла. Этот процесс не связан с мицеллярным катализом.
Рис. 1 демонстрирует процесс доставки лиганда в обратных мицеллах в неводном растворителе к поверхности металла. Подобный механизм рассмотрен в работе, посвящённой доставке имидазолинов и амидов с помощью мицелл к поверхности металла с целью его защиты от коррозии [6].
Рис. 1 схема доставки лиганда: а - обратная мицелла; б - мицелла с лигандом; 1 - оксидная пленка; 2 - металл
Накопление вещества в мицелле известно как явление солюбилизации. Известно, что в процессе солюбилизации толуола происходит укрупнение мицелл Твин-80 в водной среде и увеличение чисел агрегации [7]. Можно привести и другие аналогичные примеры.
В настоящей работе вместо воды использовался апротонный растворитель диметилформамид. Мицеллообразование в неводных системах не ярко выражено. Наблюдается плавное изменение физических свойств, в то время как в водных растворах ПАВ имеет место резкий скачек физических свойств в точке критической концентрации мицеллообразования (ККМ).
Для определения ККМ оксиэтилированного изооктилфенола использовали измерение поверхностного натяжения (метод максимального давления в пузырьке) и измерение вязкости. На рис. 2 приведена зависимость поверхностного натяжения оксиэтилированного изооктилфенола, растворенного в диметилформамиде, в функции концентрации ПАВ.
Концентрация..
Рис. 2. Зависимость поверхностного натяжения раствора оксиэтилированного изооктилфенола в диметилформамиде от
концентрации ПАВ
С применением турбидиметрического метода исследований (фотоэлектрокалориметр КФК-2-УХЛ 4.2; толщина кювет 20 мм; длина волны 400-750 нм; температура 20 оС) и закона Бугера-Ламберта-Бера был определен размер мицелл, образующихся в системе диметилформамид - неионогенное ПАВ (оксиэтилированный изооктилфенол) - лиганд (салицилальанилин). На рис. 3 показано изменение размера мицелл в функции времени выдержки мицеллярной системы. Увеличение размера мицелл может найти объяснение в аккумулировании молекул лиганда в теле мицеллы. Прекращение роста мицеллы, связано с предельным насыщением ее объема молекулами лиганда.
Рис. 2. Зависимость размера мицеллы от времени выдержки
В результате мицеллярной доставки лиганда к поверхности металла и увеличения концентрации адсорбированного металлом лиганда удалось увеличить скорость донорно-акцепторного взаимодействия поверхности меди с салицилальанилином в три раза.
Следует отметить еще один важный момент, связанный с солюбилизацией. Известно, что в мицеллярных системах увеличивается содержание кислорода [8]. Таким образом, мицеллы способствуют доставке кислорода к поверхности металла и
36
воссозданию оксидной пленки на поверхности меди. Это необходимый процесс, обеспечивающий прямой синтез комплексного соединения из нульвалентного металла и органического лиганда.
Процесс аккумулирования лиганда в мицеллах ПАВ должен рассматриваться в качестве самостоятельной задачи, поскольку в зависимости от природы лиганда его накопление может происходить внутри мицеллы, около углеводородных радикалов мицеллы и на поверхности мицеллы [8].
Литература
1. А.Д. Гарновский, Б.И. Харисов, Г. Гохон-Зоррилла, Д.А. Гарновский. / Прямой синтез координационных соединений из нульвалентных металлов и органических лигандов. // Успехи химии, 1995. - Т. 64. - № 3. - С. 215-235.
2. В.Я. Хейтов, Л.Н. Великанова, В.В. Семченко, Х.Х. Хуссейн. / Роль неводного растворителя в донорно-акцепторном взаимодействии. // European Applied Sciences, 2013. - #6 - Р. 111-114.
3. В.Я. Хентов, Л.Н. Великанова, В.В. Сёмченко, Х.Х. Хуссейн. / Использование донорно-акцепторных систем в решении проблемы рециклинга металлов. // Mezdunarodnyj naucno-issledovatel'skij zurnal, 2013. - №7 (14). - Часть 1. С. 53-54.
4. В.Я. Хентов, Л.Н. Великанова, В.В. Сёмченко, Х.Х. Хуссейн. / Взаимодействие металла с лигандом в неводном растворителе. // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук: материалы XV международ. научно-практич. конф. 25-26 июня 2013 г. / Науч.-инф. издат. центр «Институт стратегических исследований». - М.: Изд. «Спецкнига», 2013. - С. 34-36.
5. Вережников В. Н. Организованные среды на основе коллоидных поверхностно-активных веществ. - Издательскополиграфический центр Воронежского государственного университета. - 2008. - 74 с.
6. В.И. Вигдорович, Е.Д. Таныгина, А.Ю. Таныгин, А.И. Федотова. / Структура в водной среде ингибитора ЭМ-12, компоненты, которого не образуют с ней истинных растворов. // Вестник Тамбовского государственного технического университета, 2009. - Том 15. - № 2. С. 373-379.
7. М.В. Потешнова, Н.М. Задымова, Д.С. Руделев. / Влияние ароматического солюбилизата (толуола) на свойства мицелл Твин-80 в водной среде. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия, 2004. - Т. 45. - № 1. С. 64-72.
8. Н.О. Мчедлов-Петросян, А.В. Лебедь, В.И. Лебедь. Коллоидные поверхностно-активные вещества: учебно-методическое пособие. - Харьков: Харьковский национальный университет, 2009. - 72 с.
References
1. A.D. Garnovskij, B.I. Harisov, G. Gohon-Zorrilla, D.A. Garnovskij. / Prjamoj sintez koordinacionnyh soedinenij iz nul'valentnyh metallov i organicheskih ligandov. // Uspehi himii, 1995. - T. 64. - № 3. - S. 215-235.
2. V.Ja. Hentov, L.N. Velikanova, V.V. Semchenko, H.H. Hussejn. / Rol' nevodnogo rastvoritelja v donorno-akceptornom vzaimodejstvii. // European Applied Sciences, 2013. - #6 - R. 111-114.
3. V.Ja. Hentov, L.N. Velikanova, V.V. Sjomchenko, H.H. Hussejn. / Ispol'zovanie donorno-akceptornyh sistem v reshenii problemy reciklinga metallov. // Mezdunarodnyj naucno-issledovatel'skij zurnal, 2013. - №7 (14). - Chast' 1. S. 53-54.
4. V.Ja. Hentov, L.N. Velikanova, V.V. Sjomchenko, H.H. Hussejn. / Vzaimodejstvie metalla s ligandom v nevodnom rastvoritele. // Sovremennye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk: materialy XV mezhdunarod. nauchno-praktich. konf. 25-26 ijunja 2013 g. / Nauch.-inf. izdat. centr «Institut strategicheskih issledovanij». - M.: Izd. «Speckniga», 2013. - S. 34-36.
5. Verezhnikov V. N. Organizovannye sredy na osnove kolloidnyh poverhnostno-aktivnyh veshhestv. - Izdatel'sko-poligraficheskij centr Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2008. - 74 s.
6. V.I. Vigdorovich, E.D. Tanygina, A.Ju. Tanygin, A.I. Fedotova. / Struktura v vodnoj srede ingibitora JeM-12, komponenty, kotorogo ne obrazujut s nej istinnyh rastvorov. // Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2009. - Tom 15. - №
2. S. 373-379.
7. M.V. Poteshnova, N.M. Zadymova, D.S. Rudelev. / Vlijanie aromaticheskogo soljubilizata (toluola) na svojstva micell Tvin-80 v vodnoj srede. // Vestn. Mosk. un-ta. Ser. 2. Himija, 2004. - T. 45. - № 1. S. 64-72.
8. N.O. Mchedlov-Petrosjan, A.V. Lebed', V.I. Lebed'. Kolloidnye poverhnostno-aktivnye veshhestva: uchebno-metodicheskoe posobie. - Har'kov: Har'kovskij nacional'nyj universitet, 2009. - 72 s.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / BIOLOGY
Чевердин Ю.И. \ Беспалов В.А. 2, Титова Т.В. 2
'Доктор биологических наук, ^Кандидат биологических наук, Научно-исследовательский институт сельского хозяйства
Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева
ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ВОРОНЕЖСКОЙ
ОБЛАСТИ
Аннотация
Представлены материалы по средневзвешенному содержанию органического вещества в пахотных почвах Воронежской области за последние туры обследования и выявлен тренд изменения содержания гумуса за последние 35 лет исследований. Ключевые слова: черноземы, органическое вещество, гумус, тренд
Cheverdin Yu.I.1, Bespalov V.A. 2, Titova T.V. 2 *Dr. Biol. Sci., 2Cand. Biol. Sci.
Scientific Research Institute of Agriculture named of V.V. Dokuchayev DYNAMICS OF THE MAINTENANCE OF ORGANIC SUBSTANCE OF SOILS CHERNOZEMNYH OF THE VORONEZH
REGION
Abstract
Materials under the average maintenance of organic substance in arable soils of the Voronezh region for last rounds of inspection are presented and the trend of change of the humus content for last 35 years of researches is revealed.
Keywords: chernozems, organic substance, humus, trend
Важный фактор почвенного плодородия, оказывающий значительное влияние на формирование урожая сельскохозяйственных культур, - содержание органического вещества.
Оптимальное содержание органического вещества в пахотных почвах - показатель очень условный. По данным ЦЧФ ВИУА в черноземах оно составляет 6...7 %. Уменьшение величины этого показателя на 1 % ниже оптимума приводит к сокращению урожайности зерновых культур в среднем на 0,5...1,0 т/га [1].
Анализ полученных экспериментальных данных свидетельствует о том, что вывод почв Воронежской области из режима залежи, длительное сельскохозяйственное использование черноземных почв, действие физиологически кислых форм удобрений сопровождается определенными изменениями содержания органического вещества [2-4].
Цель исследований - проанализировать динамику и выявить причины изменения содержания органического вещества чернозёмных почв Воронежской области.
Объект и метод исследований - определение состояния черноземных почв Воронежской области по содержанию органического вещества почвы путём проведения полевых и лабораторных экспериментов и анализов. В работе использованы
37
