CC BY
32
7universum.com
№ 2 (59)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2019
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ
НОВОГО ДЕФОЛИАНТА
Эргашев Дилмурод Адилжанович
PhD, старший преподаватель кафедры «Химическая технология» Ферганского политехнического института,
Республика Узбекистан, г. Фергана Е- mail:dilmurod-ergashev2203@mail.ru
Тураев Тиркаш Тураевич
канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения и автоматизация»,
Ферганского политехнического института, Республика Узбекистан, г. Фергана
Мирзаолимов Акмалжон Набиевич
ассистент кафедры «Химическая технология», 150107 Ферганского политехнического института,
Республика Узбекистан, г. Фергана
Аминбоев Алёрбек Fолибжон угли
студент 3-курса Ферганского политехнического института,
Республика Узбекистан, г. Фергана
Хамдамова Шохида Шерзодовна
DSc, доцент кафедры «Химическая технология» Ферганского политехнического института,
Республика Узбекистан, г. Фергана Е- mail: hamdamova 79@mail. ru
PHYSICO-CHEMICAL STUDY OF THE PROCESS OF OBTAINING A NEW DEFOLIANT
Dilmurod Ergashev
senior teacher of the chemical-technological department of the Ferghana Polytechnic Institute,
Uzbekistan, Fergana
Tirkash Turaev
Senior teacher, department «Mechanical engineering and automation», Fergana Polytechnic Institute,
Uzbekistan, Fergana
Akmaljon Mirzaolimov
Assistant, department «Chemical technology», Fergana Polytecnical Institute,
Uzbekistan, Fergana
Alyorbek Golibjon o'gli Aminboyev
Student of Fergana Polytecnical Institute, Uzbekistan, Fergana
Shokhida Khamdamova
DSc, dosent of the chemical-technological department of the Ferghana Polytechnic Institute
Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
Исследовано гетерогенное фазовое равновесие в водных системах, состоящих из хлоратов кальция, магния, карбамида и хлоридов кальция, магния. Установлено, что система, включающая хлораты кальция и магния относится к простому эвтоническому типу, где наблюдается обоюдное высаливание компонентов. Изучением растворимости водной системы, состоящей из хлората кальция и карбамида, при 25 и 500С установлено, что на изотермических диаграммах растворимости кривая ликвидуса распадается на три ветви, соответствующие
Библиографическое описание: Физико-химическое обоснование процесса получения нового дефолианта // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Эргашев Д.А. [и др.]. 2019. № 2(59). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/69 75
АД UNIVERSUM:
№ 2 (59)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2019 г.
кристаллизации двух исходных компонентов и соединения состава Ca(QO3)2-4CO(NH2)2-2H2O образованного в качестве новой фазы. Изучена зависимость изменения физико-химических свойств растворов в системе, включающей хлораты кальция, магния, хлориды кальция, магния и карбамид в зависимости от состава компонентов. Построена диаграмма «состав-свойство» данной системы.
ABSTRACT
Heterogeneous phase equilibrium in water systems consisting of calcium, magnesium, carbamide and calcium, magnesium chlorides was investigated. It is established that the system consisting of chlorates of calcium and magnesium refers to simple evtonic type, where there is salt action effects of the components on each other. A study of the solubility of the water system, consisting of chlorate calcium and urea at 25 and 50 ° C. It is established that on the isothermal solubility diagrams of the liquidus curve falls into three branches corresponding to crystallization of the two initial components, and a new compound consisiting Ca(QO3)2^4CO(NH2b2H2O . The dependence of the changes in physico-chemical properties of solutions in the system, including the chlorates of calcium, magnesium, chlorides, calcium, magnesium and urea, depending on the composition of the components was studied. The diagram "composition-properties" of this system was constructed.
Ключевые слова: дефолиант, политермическая диаграмма, изотерма, температура кристаллизации, растворимость, диаграмма, хлорат кальция, хлорат магния, карбамид, термогравиметрия, рентгенофазовый анализ.
Keywords: defoliant, polythermal diagramme, isotherma, temperature of crystallizations, solubility, diagram, calcium chlorate, magnesium chlorate, urea, thermogravimetric, x-ray phase analysis.
Обезлиствление сельскохозяйственных культур - неотъемлемый элемент промышленной технологии выращивания данных культур, позволяющий решать проблемы уборки урожая, снижения потери продукции, улучшения её качества.
В Республике Узбекистан в настоящее время проводятся мероприятия по внедрению инновационных технологий и расширению ассортимента экспорт ориентированной, конкурентоспособной продукции, в том числе химических препаратов: минеральных удобрений, стимуляторов роста, дефолиантов и десикантов.
В соответствии с требованиями Правительства Республики Узбекистан, создание импортозамещающих, эффективных и малотоксичных дефолиантов комплексного действия на основе местного сырья и применение их в сельском хозяйстве является одним из неотлагаемых и актуальных проблем сегодняшнего дня.
Хлоратсодержащие дефолианты, с точки зрения производства и применения, являются наиболее малотоксичными и дешевыми препаратами. Однако для производства хлорат магниевого дефолианта в республике в качестве более 50% сырья используется «бишофит», завозимый за валюту из-за рубежа.
Для решения этой проблемы сотрудниками ИОНХ АН РУз была разработана технология получения нового хлорат кальций-магниевого дефолианта путем использования в качестве сырья, взамен импортного «бишофита», продуктов солянокислотного разложения доломитов месторождений «Шорсу» и «Пачкамар».
Данная статья посвящена исследованиям по замене доломитов «Шорсу» и «Пачкамар» на Навоий-ское м.р. доломита «Навбахор» с получением хлорат кальций-магниевого дефолианта и на его основе разработка технологии получения новых дефолиантов комплексного действия, обладающих дефолиирую-щей активностью, ускоряющих созревание и раскрытие коробочек хлопчатника.
Существующий ассортимент рекомендованных к применению дефолиантов не в полной мере соответствует современным требованиям, предъявляемым сельским хозяйством и органами здравоохранения к химическим средствам защиты растений. Хлоратсо-держащие дефолианты с точки зрения производства и применения являются наиболее малотоксичными и дешевыми препаратами.
В связи с этим, получение хлоратсодержащих препаратов на основе местного сырья и повышение их эффективности, снижение «жесткости» действия на хлопчатник и разработка на их основе более эффективных, комплексно действующих дефолиантов, является актуальной проблемой хлопководства.
В настоящее время разрабатывается новый хлорат кальций-магниевый дефолиант на основе местного сырья-доломита, путем разложения его соляной кислотой и последующей конверсией продуктов разложения хлоратом натрия [2].
Известно, что сочетание хлорат содержащих дефолиантов с минеральными удобрениями приводит к увеличению дефолиирующей активности и снижению «жесткости» их действия на растения [3,4]. Для повышения дефолиирующей активности нового хлорат кальций-магниевого дефолианта путем введения в его состав карбамида и разработки на их основе более эффективного дефолианта хлопчатника необходимы сведения о взаимном влиянии исходных компонентов в системах: Ca(CЮз)2-Мg(CЮз)2-Н2О, Са(СЮ3)2-Ш^2)2-Н2О при 25 и 50°С, {[40,03%XCa(aОзЬ+
Мg(a0з)2]+7,45%X[Caa2+Mga2]+52,52%H20^
га(1Ж2Ь.
Объекты и методы исследований. Объектами исследования являются хлораты кальция, магния и карбамид. Для исследований были использованы двухводный хлорат кальция Cа(CЮз)2•2H2O, полученный на основе обменной реакции плавленого хлористого кальция с хлоратом натрия в ацетоновой среде по методике [5]. В результате обменной реак-
ции получен раствор хлората кальция в ацетоне. После отделения ацетоновой вытяжки от твёрдой фазы и отгонки ацетона под вакуумом при температуре 30-35°С из образующейся массы охлаждением выделяли белый кристаллический хлорат кальция, который очищался перекристаллизацией. Хлорат магния синтезировали по методике приведенной в работе [6].
^рбамид использовали марки «ч.д.а.», дважды перекристаллизованный. При изучении систем были использованы визуально-политермический и изотермический методы анализа [7,8]. При количественном химическом анализе применяли общеизвестные методы аналитической химии, в частности: хлорат- и хлорид-ионы определяли объемным перманганато-метрическим и аргентометрическим методами [9,10], кальций и магний определяли на атомно-абсорбци-онном спектрофотометре [11].
Содержание элементарного азота, углерода, водорода определяли согласно методике [12]. Аналитические данные использовали для определения состава твердых фаз по Скрейнемакерсу [13].
Твердые фазы идентифицировали химическими и различными методами физико-химического анализа. Термический анализ исследуемой новой фазы
февраль, 2019 г.
проводили на дериватографе системы Паулик-Пау-лик-Эрдей. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре Дрон-3,0. Значения межплоскостных расстояний находили по справочнику [14] согласно углу отражения, а интенсивность дифракционных линий оценивали по сто бальной шкале.
Результаты и их обсуждение. Взаимное влияние компонентов в системе Ca(CЮз)2-Mg(CЮз)2-H2O изучено визуально-политермическим методом в широком температурном и концентрационном интервале. Бинарные системы хлорат кальция-вода и хлорат магния-вода ранее изучены. Данные, полученные нами хорошо согласуются с литературными [15,16]. Растворимость компонентов в системе Ca(CЮ3)2-Мg(CЮ3)2-Н2О изучена с помощью десяти внутренних разрезов. Разрезы 1-ГУ проведены со стороны хлорат магния-вода к вершине хлората кальция, а V-X со стороны хлорат кальция-вода к полюсу хлората магния. На основе данных растворимости бинарных систем и внутренних разрезов построена политермическая диаграмма растворимости системы Са(С10з)2-Mg(CЮ3)2-H2O от эвтектической точки замерзания (-61,7) до 60,0°С (рис.1.).
Са(СЮ3)2 масс, %
Рисунок 1. Диаграмма растворимости системы Ca(CЮз)2-Mg(CЮз)2-H2O
На политермической диаграмме растворимости изученной системы разграничены поля кристаллизации твердых фаз: льда, шести-, четырех-и двухвод-ного хлората кальция, шестнадцати-, двенадцати-,
щести- и четырехводного хлората магния. Поля сходятся в четырех тройных нонвариантных узловых точках системы (табл.1.).
На политермической диаграмме состояния нанесены изотермические кривые растворимости через
каждый 100С. Построены проекции политермических кривых растворимости на соответствующие боковые водные стороны системы. Из приведенных
февраль, 2019 г.
данных видно, что в исследуемой системе не происходит образования новых химических соединений на основе исходных компонентов. Система относится к простому эвтоническому типу.
Таблица 1.
Двойные и тройные узловые точки системы Ca(ClOз)2-Mg(ClOз)2-H2O
Состав жидкой ( >азы, % Твёрдая фаза
Ca(aOзЬ мg(aOз)2 Н2О tкр, С
- 36,9 63,1 -52,0 Лед+Mg(a0з)2•16Н20
6,4 35,3 58,7 -61,7 Лед+Ca(a0з)2•6Н20+ Mg(aOз)2• 16Н2О
9,3 27,3 63,4 -55,2 Лед+Ca(a0з)2•6Н20
16,4 18,3 65,3 -48,4 То же
18,6 16,7 64,7 -47,7 -//-
26,5 11,6 61,9 -44,2
36,6 6,4 57,0 -42,2
37,8 5,7 56,5 -41,7
46,1 - 53,8 -40,3 -//-
- 42,0 58,0 -21,7 мg(a0з)2•l6Н20+мg(a0з)2•l2Н20
4,8 41,0 54,2 -35,0 мg(a0з)2•l6Н20 + мg(a0з)2•l2Н20 + Ca(a0з)2•6Н20
5,0 38,0 57,0 -41,8 Mg(a0з)2•16Н20 + Ca(a0з)2•6Н20
- 45,4 54,6 -7,5 Mg(a0з)2•16Н20 + Ca(a0з)2•6Н20
3,9 45,0 51,1 -15,6 мg(a0з)2•l2Н20 + мg(a0з)2•6Н20 + Ca(a0з)2•6Н20
55,0 - 45,0 -27,2 Ca(a0з)2•4Н20 + Ca(a0з)2•6Н20
50,5 5,0 44,5 -27,4 То же
44,0 11,8 44,2 -27,8 -//-
36,4 19,7 43,9 -28,0
27,5 29,8 42,7 -28,2
14,6 52,0 33,4 -29,4 -//-
62,0 - 38,0 -6,8 Ca(a0з)2•2Н20 + Ca(a0з)2•4Н20
57,5 4,7 37,8 -7,0 То же
52,0 10,2 37,8 -7,3 - // -
46,2 16,7 37,1 -7,6 -//-
44,0 19,4 36,6 -7,9
39,8 24,8 35,4 -8,1
28,3 43,0 28,7 -8,9 -//-
- 63,3 36,7 34,2 мg(a0з)2•6Н20 + мg(a0з)2•4Н20
3,2 62,8 34,4 30,0 мg(a0з)2•6Н20 + мg(a0з)2•4Н20 + Ca(a0з)2•6Н20
Анализ политермической диаграммы растворимости системы Ca(CЮз)2-Mg(CЮз)2-H2O показывает, что компоненты системы оказывают взаимное высаливающее действие друг на друга. Благодаря хорошей растворимости хлорат магния оказывает большее высаливающее действие, чем хлорат кальция и поэтому поле кристаллизации хлората кальция, с повышением концентрации хлората магния расширяется. Так, при 10, 20, 30, 40, 50°С в присутствии 50% хлората магния растворимость хлората кальция понижается и составляет соответственно 38,2; 38,4; 38,0; 38,2; 38,3% относительно первоначальной растворимости её в чистой воде.
Таким образом, изучение взаимного влияния компонентов в системе Ca(CЮз)2-Mg(CЮз)2-H2O показало, что образования новых соединений не происходит, компоненты оказывают взаимное высаливающее действие друг на друга.
Для характеристики поведения хлората кальция и карбамида при их совместном присутствии система изучена изотермическим методом при 25 и 50°С. Равновесие фаз в системе при температуре 25 и 50°С устанавливалось при непрерывном перемешивании и термостатировании через 2,5-3 и 1,5-2 суток, соответственно.
Изучение системы Ca(CЮз)2-CO(NH2)2-H2O при 25 и 50°С проводили со стороны хлората кальция, растворимость которого в воде при указанных температурах составляет 66,4 и 73,5% соответственно. На основе химического анализа составов жидких и твердых фаз (табл.2, 3) построены изотермические диаграммы растворимости этой системы при 25 и 50°С (рис.2,3).
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2019 г.
Таблица 2.
Данные по растворимости системы Ca(ClO3)2-CO(NH2)2-№O при 25°С
№ Состав жидкой фазы масс,% Состав «твёрдого остатка» масс,% Твёрдая фаза
Cа(ClOз)2 CO(NH2)2 Ca(ClO3)2 CO(NH2)2
1 - 55,0 0,4 95,0 CO(NH2)2
2 4,0 55,2 0,5 96,0 То же
3 8,7 55,4 1,1 95,4 -//-
4 14,0 56,0 1,5 94,9 -//-
5 22,4 57,2 27,2 68,9 CO(NH2)2+Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O
6 21,0 51,0 40,4 50,0 Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O
7 21,8 44,3 40,7 49,2 То же
8 22,2 40,5 40,2 48,4 -//-
9 23,8 34,8 41,0 48,0
10 25,7 28,2 40,9 47,2
11 29,2 23,7 41,8 47,3
12 33,4 19,8 42,0 46,4
13 38,3 15,9 42,4 46,0
14 43,4 12,2 43,2 45,9
15 48,3 9,5 43,8 45,2
16 54,8 6,2 44,0 45,8 -//-
17 59,7 3,7 72,8 22,9 Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O+ Ca(C1O3)2-2H2O
18 62,9 1,8 81,0 0,4 Ca(C1O3)2-2H2O
19 66,4 - 85,2 - Ca(C1O3)2-2H2O
Таблица 3.
Данные по растворимости системы Ca(ClO3)2-CO(NH2)2-№O при 50°С
№ Состав жидкой фазы масс,% Состав "твёрдого остатка" масс,% Твёрдая фаза
Cа(C1Oз)2 CO(NH2)2 Ca(C1O3)2 CO(NH2)2
1 - 67,1 0,5 95,7 CO(NH2)2
2 5,2 66,0 0,8 94,8 То же
3 10,0 65,8 1,7 94,5 -//-
4 14,9 65,6 2,6 94,3 -//-
5 20,5 65,4 3,1 94,8 CO(NH2)2+Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O
6 20,7 65,2 24,8 71,7 CO(NH2)2+Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O
7 20,9 65,1 41,2 50,8 CO(NH2)2+Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O
8 21,3 57,2 40,7 50,3 Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O
9 22,5 49,6 40,5 49,6 То же
10 24,7 43,8 40,9 48,9 -//-
11 27,8 37,5 41,3 48,6
12 31,9 32,4 42,0 48,2
13 37,8 26,8 42,2 47,4
14 43,9 21,9 43,1 46,4
15 52,1 19,9 44,0 46,1
16 57,8 20,3 44,6 46,5 -//-
17 64,8 22,4 45,3 46,3 Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O+Ca(C1O3)2-2H2O
18 65,0 22,3 69,2 26,8 Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O+ Ca(C1O3)2-2H2O
19 65,2 22,1 82,8 3,1 Ca(C1O3)2-4CO(NH2)2-2H2O+ Ca(C1O3)2-2H2O
20 64,2 15,9 82,6 2,2 Ca(CЮз)2•2H2O
21 64,4 10,8 82,9 1,5 То же
22 66,7 5,7 83,2 0,7 -//-
23 73,5 - 85,2 -
Н20 ш " ~ " Са(СЮ3)2
Рисунок 2. Изотерма растворимости системы Ca(ClOз)2-CO(NH2)2-H2O при 25°С
Н20 и 40 60 гз во Са(СЮ])г
Рисунок 3. Изотерма растворимости системы Ca(ClOз)2-CO(NH2)2-H2O при 50°С
Из изотермических диаграмм растворимости си- и в качестве новой фазы соединения
стемы видно, что кривая ликвидуса распадается на Ca(CЮз)2•4CO(NH2)2•2H2O. три ветви, соответствующие кристаллизации двух исходных компонентов - ^(N^2 и Ca(CЮз)2•2H2O
Ветвь кристаллизации соединения на изотермических диаграммах растворимости занимает относительно большой участок. Концентрационные пределы существования соединения Са(СЮзЬ4С0(]ЧН2^2Н20 при 25°С характеризуются следующими пределами: 3,7-57,2% карбамида, 22,2-59,7% хлората кальция. Пределы существования соединения при 50°С соответствуют: 22,1-65,4% карбамида и 20,5-65,2% хлората кальция. Выделенное соединение Са(СЮз)2^4С0(КН2)2^2Н20 характеризуется пересечением прямолинейных лучей в одной точке внутри треугольника, что свидетельствует об образовании в системе гидратированного соединения.
Анализ диаграммы растворимости системы показывает, что соединение Са(СЮз)2^4С0(МН)2^2Н20 конгруэнтно растворяется в воде.
Сопоставление изотерм растворимости системы Са(СЮз)2-Ш(КН2)2-Н20 при 25 и 500С показывает, что при переходе от 25°С к 50°С размеры ветвей исходных компонентов и соединения, образующегося
февраль, 2019 г.
из них, изменяются. Так ветви, кристаллизации хлората кальция и соединения на изотерме при 50°С значительно увеличиваются по сравнению с изотермой при 25°С. Это объясняется тем, что с повышением температуры их растворимость возрастает.
Новая фаза, образующаяся в системе, выделена в кристаллическом виде и идентифицирована методами химического, рентгенофазового и термического анализа.
Химический анализ новой фазы дал следующие результаты: найдено, масс, %: Са(СЮз)2=42,8; СО(КН2)2=49,7Э; Н20=7,5.
Для соединения Са(СЮзЬ-4ТО(КН2)2-2Н20 вычислено, масс.%: Са(СЮз)2=42,85; СО(КН2)2=49,69; Н20=7,45.
Анализ рентгенограммы исходных компонентов и новой фазы на их основе показывает, что дифракционные рефлексы отличаются друг от друга, как по значению межплоскостных расстояний, так и по ин-тенсивностям дифракционных линий (рис.4.).
36 32 28 24 20 16 12 8 4
Рисунок 4. Рентгенограммы СаСЮз^СО^Н^^ЫО (1); Са(С10з)22Н20 (2)
Характерными термоэффектами кривых нагрева- 157°С (рис.5.). При 292°С происходит разложение со-
ния соединения являются эндо - и экзотермические единения. Потеря массы по кривой ТГ составляет
эффекты плавления и разложения комплекса. Плав- 77,2%. лению соединения соответствует эндоэффект при
Рисунок 5. Дериватограммы Са(СЮз)24С0(МН2)22Н20 (1); Са(СЮз)22НО (2)
Таким образом, в изученной системе Са(СЮ3)2-CO(NH2)2-H2O при 25 и 500С наблюдается образование в качестве новой фазы соединения состава Ca(aOз)2•4CO(NH2)2•2H2O.
Целью дальнейших исследований явилось изучение процесса получения нового, более эффективного препарата, обладающего высокой дефолиирующей активностью и «мягким» действием на хлопчатник на основе хлорат кальций-магниевыого дефолианта и карбамида. Для физико-химического обоснования и рекомендации процесса получения нового дефолианта необходимо знать характер изменения физико-химических свойств растворов системы
{[40,03%£Cа(CЮз)2+
Мg(a0з)2]+7,45%X[Caa2+Mga2]+52,52%H20}-ТО(1Ж2)2.
В связи с этим для выяснения влияния компонентов на физико-химические свойства растворов вышеуказанной системы определена зависимость изменения температуры кристаллизации, рН среды, показателя преломления, вязкости и плотности растворов от состава. На основе полученных данных по
февраль, 2019 г.
изучению физико-химических свойств растворов построена диаграмма «состав-свойства» данной системы (табл.4., рис.6). Согласно полученным данным диаграмма «состав-температура кристаллизации» системы характеризуется наличием двух ветвей кристаллизации с явным изломом на кривой растворимости (рис.6., кривая 1). Кристаллизация {[84,3%XCа(aОз)2+Мg(aОз)2]+[15,69%XCаa2+Mg 02]} продолжается до 14,55% карбамида при -4,3°С. В этой точке происходит кристаллизация
{[84,3%£Cа(aОз)2+Мg(CЮз)2]+[15,69%£Caa2+
MgQ2]} и соединения
Ca(aОз)2 •Мg(aОз)2•8СО(NH2)2 •4H2O.
С увеличением концентрации карбамида более 14,55% в системе кристаллизуется соединение Cа(a0з)2•Мg(a0з)2•8С0(NH2)2•4H20. Анализ диаграммы «состав-рН» (рис.6., кривая 2) показывает, что по мере добавления карбамида значения рН растворов постепенно увеличиваются. В двойной точке значение рН раствора равно 4,71. Далее, с увеличением концентрации карбамида более 14,55%, т.е. в области кристаллизации соединения, рН образующихся растворов резко увеличивается с 4,71 до 5,30.
Рисунок 6. Диаграмма «состав-свойства» системы {[40,03%YCa(CЮз)2+Мg(CЮз)2]+7,45%YJCaCl2+MgCl2]+52,52%H2O}-CO(NH2)2. (1-температура кристаллизация, 2- рН, 3-показатель преломления, 4-вязкость, 5-плотность)
Диаграмма «состав-преломления» также характеризуется наличием двух ветвей кристаллизации с показатель изломом на кривой (рис.6., кривая 3). Значение вязкости растворов изученной системы постепенно повышается от 6,69 мм2/с и достигает значения 8,75 мм2/с в двойной точке, т.е. при содержании 14,55% карбамида (рис.6., кривая 4). При увеличении концентрации карбамида вязкость вновь образующихся растворов возрастает и доходит до 9,75 мм2/с,
что объясняется изменением области кристаллизации системы.
Анализ диаграммы «состав-плотность» системы (рис.6., кривая 5) показывает, что по мере увеличения концентрации карбамида плотность вновь образующихся растворов уменьшается. На кривой 5 диаграммы «состав-свойства» имеется также один излом. Ветви кристаллизации суммы хлоратов кальция, магния и хлоридов кальция и магния соответствуют плотности растворов 1,5110^1,4715 г/см3 (табл.4.).
Таблица 4.
Зависимость изменения температуры кристаллизации, показателя преломления, рН, вязкости,
плотности растворов в системе {[40,03%XCa(ClОз)2+Мg(ClОз)2]+7,45%X[CaCl2+MgCl2]+52,52%H2O}-CO(NH2)2
№ Содержание компонентов, % Ткр., °С мм2/с ^ г/см3 рН Б20
{[40,03%XCа(CЮз)2+Мg(CЮз)2]+7,45%X[CаCl2+ Мц02] +52,52%ШО} CO(NH2)2
1 100 - 10 6,69 1,5110 4,01 1,4з00
2 98,86 1,14 9,4 6,8з 1,5095 4,17 1,4з20
з 97,1 2,90 8,2 7,08 1,5060 4,25 1,4зз7
4 95,8 4,20 7,0 7,25 1,5020 4,з0 1,4з50
5 9з,66 6,з4 5,2 7,45 1,4950 4,з2 1,4з66
6 91,5 8,50 з,0 7,89 1,4875 4,з7 1,4з8з
7 90,0 10,0 1,4 8,14 1,48з0 4,45 1,4з9з
8 88,66 11,з4 -0,2 8,29 1,4800 4,50 1,4401
9 86,8 1з,20 -2,4 8,56 1,4750 4,60 1,4412
10 85,45 14,55 -4,з 8,75 1,4715 4,71 1,4419
11 84,4з 15,57 1з,5 9,20 1,46з5 4,94 1,44з0
12 82,85 17,15 22,7 9,50 1,4590 5,12 1,44з5
1з 81,4з 18,57 28,0 9,75 1,4550 5,з0 1,4440
Значения плотности растворов 1,4715^ 1,4550 г/смз соответствуют ветви кристаллизации соединения Са(СЮз)2М(СЮз)2-8С0(КН2)2-4Н20.
Соединение, образующееся в изученной системе, выделено в кристаллическом виде и идентифицировано химическим, рентгенофазовым и термическим методами анализа.
По данным химического анализа найдено, масс. %: Са(С1Оз)2=21,55; Мg(a0з)2=20,0; С0(КН2)2=50,7; Н20=7,68.
Образование соединения
Са(СЮз)2 ^(СЮз)2-8СО(КН2)2 4Н2О подтверждается данными рентгенофазового анализа. Сравнение дефрактолиний и соответствующих им значений межплоскостных расстояний соединения и его составляющих показало, что данное соединение индивидуально, с присущим ему строением кристаллической решетки (рис.7.).
36 28 22 16 10 4
л-2©°
Рисунок 7. Рентгенограмма [Са(СЮз)2^(СЮз)г8СО(ХН2)г4Н2Ю]
Дериватограмма соединения
Са(СЮз)2М(СЮз)2-8га(КН2)2-4Н20 в интервале температур 20-500°С характеризуется наличием одного эндотермического эффекта при 144,1°С и двух экзотермических эффектов при 248,0 и 264,7°С.
Эндотермический эффект при 144,1°С соответствует удалению воды потеря в массе составляет по ПГ дериватограммы 7,86%. Экзоэффект при 248,0°С
соответствует разложению соединения при котором потеря в массе составляет по ТГ дериватограммы з9,70%.
При следующем экзотермическом эффекте 264,7°С идет дальнейшее разложение соединение и потеря в массе составляет ТГ=76,13%. В интервале температур 20-50°С. Общая потеря в массе составляет 90% (рис.8).
Выделенное соединение
Са(СЮз)2-М§(СЮз)2-8СО(ЯН2)2-4Н2О представляет собой белое кристаллическое вещество. Растворимость в воде при 0, 10, 20°С соответственно составляет 54,4%; 59,0; 62,8 мас.%.
Соединение мало растворяется в спирте и уксусной кислоте, плохо растворимо в ацетоне и бензоле.
На основе результатов изучения «состав-свойства» выше указанной системы и проведенных агрохимических испытаний составов дефолианта следует, что для получения эффективного «мягко» действующего препарата, обладающего дефолииру-ющей активностью необходимо растворять карбамид в растворе хлорат кальций-магниевого дефолианта
при массовом соотношении 1,0:0,1. При этом образуется раствор дефолианта с хорошими физико-химическими свойствами, имеющий температуру кристаллизации 1,4°С, вязкость 8,14 мм2/с, плотность 1,5081 г/см3 и рН-4,45.
Выводы. Изучено взаимное влияние компонентов в системах: Са(СЮз)2-М§(С1Оз)2-Н2О; Са(СЮз)2-СО(КН2)2-Н2О при 25 и 50°С,
{[40,03%ХСа(СЮз)2+Мя(СЮз)2]+7,45%Х[СаС12+Мя
С12]+52,52%Н2О}-СО(КН2)2.
Результаты изученных систем послужили основой для рекомендации состава нового жидкого хло-ратсодержащего препарата для дефолиации.
Список литературы:
1. Список химических и биологических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками, дефолиантов и регуляторов роста растений, разрешенных для применения в сельском хозяйстве Республики Узбекистан на 2002-2006 годы. - Ташкент. 2002. - 96с.
2. Hamrakulov Z.A., Askarova M.K., Tukhtaev S. Preparation of calcium-magnesium chlorate defoliant from dolomite, Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 50, 1, 2015, 65-70, Sofia, (in Bulgarian).
3. Тухтаев С., Кучаров Х., Юсупов А.Х. Получение дефолианта на основе хлорат-хлорида кальция и карбамида. XIV Всесоюзная научно-техническая конференция по технологии неорганических веществ и минеральных удобрений /Тезисы докладов, часть III. Львов, 1988. -С.50.
4. Набиев М.Н., Тухтаев С., Шаммасов Р.Э., Мусаев Н.Ю., Бурханов Ш. Исследование физико -химических свойств дефолиантов на основе хлората магния и компонентов минеральных удобрений (типа УДМ). //Узб. хим. журн., 1980, №3, С.48-51.
5. 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, изоб-ретения.-1985. -№9.-С.84.
6. Мартынов Ю.М., Матвеев М.А., Якименко Л.М., Фурман А.А. Технология производства и применения хлорат-магниевых дефолиантов. //Химическая промышленность. 1958. №7. С. 420-423.
7. Трунин А.С., Петрова Д.Г. Визуально-политермический метод. Куйбышевский политехи. ин-т /: - Куйбышев, 1977. -94с. / Деп. в ВИНИТИ №584-78.
8. Бергман А.Г., Лужная Н.П. Физико-химические основы изучения и использования соляных месторождений хлорид-сульфатного типа. - Москва: АН СССР, 1951.-232с.
9. State standart 12257-77, Sodium chlorate, Moscow, Standart agency's publishing house, 1987, p. 19, (in Russian).
№ 2 (59)
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
февраль, 2019 г.
10. Dorokhova E.N., Prokhorova G.V. Analytical chemistry: Physical-chemical methods of analysis, Moscow, 1991, (in Russian).
11. I. Khavezov, D. Salev, Atomic Absorhtion Analysis, Sofia, 1980, (in Bulgarian).
12. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1975. -224с.
13. Аносов В.Я. Начертательная геометрия в применении к химическим диаграммам тройных и четверных систем. -Москва-Ленинград: Изд-во АН СССР, 1949.-С. 176.
14. Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. Т.2., М.: Недра, 1966. -330с.
15. Киргинцев А. Н. и др. Растворимость неорганических веществ в воде. - Л.: Химия. 1972. -248с.
16. Тухтаев С., Шаммасов Р.Э., Кучаров Х. Политерма растворимости системы хлорат магния - вода // Докл. АН
Уз ССР -1984, - № 1. -С. 31-32.
