CC BY
16
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ХЛОРАТ МАГНИЯ - ФОСФАТ ТРИЭТАНОЛАММОНИЯ - ВОДА
Кодирова Дилшодхон Тулановна
доцент кафедры «Химическая технология», Ферганский политехнический институт Республики Узбекистан,
Узбекистан, г. Фергана E-mail: _ jahon17@mail.ru
Абидова Мамура Алишеровна
ассистент, Ферганский политехнический институт Республики Узбекистан
Узбекистан, г. Фергана E-mail: _ jahon17@mail.ru
RESEARCH OF THE MAGNESIUM CHLORATE SYSTEM -TRIETHANOLAMMONIUM PHOSPHATE - WATER
Dilshodkhon Kodirova
Docent of department of «Chemical technology», Ferghana Polytechnic Institute of the Republic of Uzbekistan,
Uzbekistan, Fergana
Mamura Abidova
assistant, Ferghana Polytechnic Institute of the Republic of Uzbekistan,
Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
В статье приведены данные по растворимости компонентов в системе хлорат магния - фосфат триэтанолам-мония - вода, изученная визуально- политермическим методом в температурном интервале от (-52,8оС) до 46,8 оС.
ABSTRACT
In the article the data on solubility of components in system chlorate of magnesium - triethanolammonium of phosphate - water investigated visually-by a polythermal method in a temperature interval from (-52,8 oC) with up to 46,8 oC are resulted with.
Ключевые слова: гетерогенные фазовые равновесия, диаграмма растворимости, физико-химические свойства, кристаллизация.
Keywords: heterogeneous phase balance, the diagram of solubility, рhysical and chemical properties, crystallization.
Хлораты натрия, магния и роданиды натрия, аммония являются широко распространенными дефолиант-десикантами неорганического происхождения. Основными недостатками их является недостаточная эффективность и «жесткость» действия на растения.
В связи с этим для физико-химического обоснования процесса получения эффективных и новых мягкодействующих дефолиантов на основе хлоратов натрия, магния и роданида натрия и аммония изучена растворимость компонентов в системах NaCЮ3-
NH4SCN-H2O, NaCЮз-NaSCN-H2O в широком температурном и концентрационном интервале [1,2 ].
Сведения по растворимости в системе из хлората магния, фосфат триэтаноламмония и воды в литературе отсутствуют. В этой связи поведение компонентов данной системы рассмотрено в температурном интервале от -52,8 до 46,8 0С.
Изучено 11 внутренних разрезов, данные, по растворимости которых и бинарных систем послужили основой построения политермической диаграммы растворимости системы Mg(CЮз)2-
(HOC2H4)зN•HзPO4-H2O (рис.1).
Библиографическое описание: Кодирова Д.Т., Абидова М.А. Исследование системы хлорат магния - фосфат триэтаноламмония - вода // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 11(68). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8127
^(С2И4ОИ)з ИзР04, %
н2о
М§(СЮ3)2 16И2О
М§(СЮ3)2 12И2О
ме(С10з)2, %
Рисунок 1. Политермическая диаграмма растворимости системы хлорат магния - фосфат
триэтаноламмония - вода
Поверхность ликвидуса диаграммы состояния восьмиводного трехзамещенного фосфата магния, системы разбита линиями раздела полей кристалли- которые сходятся в четырех нонвариантных точках зации льда, фосфат триэтаноламмония, хлоратов маг- системы. Характеристики их даны в таблице 1. ния (шестнадцати-, двенадцати- и шестиводного) и
Таблица 1.
Двойные и тройные точки системы хлорат магния - фосфат триэтаноламмония - вода
Состав жидкой фазы, % Тем-ра. крист. 0С Твердая фаза
]^(СЮз)2 (НОС2Н4)з1Ч-Н3РО4 Н2О
1 2 3 4 5
6,5 71,6 21,9 46,8 (H0С2H4)зN•НзР04 +Mgз(PO4)2•8H2O
6,0 71,0 23,0 43,2 То же
4,3 67,4 28,3 24,5 " "
3,9 65,5 30,6 12,6 " "
3,6 62,6 33,8 -27,2 " "
- 64,4 35,6 -20,0 Лед + (HOC2H4)зN•HзPO4
3,5 56,6 39,9 -18,2 Лед + Mgз(PO4)2•8H2O
5,2 27,4 67,4 -4,6 То же
11,6 9,3 79,1 -7,0 " "
19,0 6,5 74,5 -13,3 " "
24,2 5,3 70,5 -28,4 " "
26,6 4,6 68,8 -38,6 " "
35,8 4,0 60,2 -52,8 Лед+Mg(aOз)2•16H2O+Mgз(PO4)2• 8H2O
36,9 - 64,1 -52,0 Лед+Mg(aOз)2•16H2O
38,2 3,9 57,9 -10,4 Mg(aOз)2•16H2O + Mgз(PO4)2 • 8 Н2О
41,1 3,9 55,0 -28,4 мg(aOз)2• l6H20+мg(a0з)2•l2H20+ Mgз(PO4)2• 8 Н2О
42,0 - 58,0 -21,7 мg(aOз)2• l6H20+мg(a0з)2•l2H20
44,5 3,8 51,7 -8,2 мg(aOз)2•l2H2O + мg(a0з)2•6H20 + Mgз(PO4)2 • 8 Н2О
45,4 - 54,6 -7,5 мg(aOз)2•l2H2O+мg(aOз)2•6H2O
48,3 3,5 48,2 13,5 М£(СЮ3)2^6Н20 + Mgз(PO4 )2 • 8 Н2О
56,4 3,3 40,3 27,8 То же
60,2 3,2 36,6 32,1 " "
Как видно из приведенных данных в изученной системе образуется фаза Mgз(PO4)2•8H2O, которая выделена в кристаллическом виде и идентифицирована химическим, рентгенографическим, деривато-рафическим методами анализа. Результаты химического анализа фазы, выделенной из предлагаемой области кристаллизации Mgз(PO4)2•8H2O, соответствуют данному соединению.
Найдено: Mg+2 - 17,71 %; PO4-3 - 46,68%; H2O -35,61%;
Что соответствует мольному соотношению Р2О5Л2О равному 1:8.
Рентгенофазовым анализом подтверждается образование восьми водного трехзамещенного фосфата магния
28 20 12 Рисунок 2. Рентгенограмма Mgз(PO4)2 8Н2О
На дифрактограмме наибольшей интенсивностью отличаются дифракционные рефлексы со значением межплоскостных расстоянии d равным 5,90; 5,39; 4,78; 4,06; 3,49; 3,05; 2,81; 2,73; 2,60; 2,37 А, которые не характерны для исходных компонентов (рис. 2).
Изучением термических свойств Mg3(PO4)2•8H2O установлено, что кривая нагревания его в интервале температур 20 - 6000С характеризуется одним эндотермическим эффектом при 1750С, отвечающим удалению кристаллизационной воды.
Mgз(PO4)28H2O
В изученной системе в результате взаимодействия исходных компонентов происходит образование хлората триэтаноламмония и восьми водного трехзамещенного фосфата магния по реакции:
1750С Mgз(PO4)2+8H2OT (1).
3Mg(CЮз)2 + 2[(HOC2H4)зN•HзPO4]+8•H2O = 2(HOC2H4)зNНaOз+ Mgз(PO4)2 • 8H2O + 4HaOз (2)
При этом, согласно данным диаграммы растворимости системы (рис. 1.), поле кристаллизации хлорноватой кислоты не обнаруживается, что свидетельствует о существовании последней в жидкой фазе. По-видимому, в изученных температурных и концентрационных интервалах она хорошо растворяется в исследуемой системе.
Таким образом, из результатов исследования растворимости в водных системах состоящих из хлоратов кальция, магния, фосфатов моно-, ди- и три-этаноламмония вытекает, что в них между компонентами протекает обменное взаимодействие с образованием в твердую фазу малорастворимых- фосфатов и гидрофосфатов магния и кальция, а в жидкой фазе хорошо растворимых хлорноватой кислоты и их моно-, ди-, триэтаноламинных солей. Образование
ноябрь, 2019 г.
хлоратов моно-, ди-, триэтаноламмония в изученных системах нами были подтверждены выделением их в индивидуальном состоянии изотермическим испарением растворов изученных систем. Полученные соединения изучены термическим и ИК-спектроскопи-ческими анализами.
Согласно данным термогравиметрического анализа на кривые нагревания хлоратов моно-, ди- и три-этаноламмония зафиксированы по одному экзотермическому эффекту, максимум которого соответствует при температурных интервалах 150-1750С (таблица 2).По ТГ дериватограммы выяснено, что при этом наблюдается практически полное разложения хлоратов моно-, ди- и триэтаноламмония с удалением 99,8-99,9% вещества.
Таблица 2.
Термические характеристики хлоратов моно-, ди- и триэтаноламмония
Соединений
Термические свойства Хлорат моноэта- Хлорат Хлорат
ноламмония диэтаноламмония триэтаноламмония
Начала разложения, 0С 110 116 122
Максимум экзотермический эффекты, 0С 150 163 175
ТГ дериватаграмме,% 99,8 99,9 99,9
В таблице 2 представлены частоты колебаний и отнесение полос поглощения индивидуальных этано-ламинов, хлоратов магния, кальция, моно-, ди-, три-этаноламмония. ИК-спектры хлоратов магния, кальция, моно-, ди- и триэтаноламмония содержат все
присущие им валентные и деформационные колыба-ния. Полученные данные практически соответствуют с литературными данными [1,2,3,4]. ИК- спектры хлоратов моно-, ди- и триэтаноламмония отличается от спектров исходных хлоратов кальция, магния и свободных моно-, ди- и триэтаноламина.
Таблица 3.
Частота колебаний и отнесения полос поглошения этаноламинов, хлоратов магния, кальция, моно-, ди- и
триэтаноламмония
Отнесение полос поглощения Частота колебаний, см-1
Mg (ClOз)2• 6H2O Ca (ClOз)2• 2H2O NH2C2H4OH NH2 C2H4OH• NH (C2H4OH)2 NH (C2H4OH)2 •НСЮ3 N (C2H4OH)з N (C2H4OH)з •НСЮ3
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Yas ДО) 3440 3420 - - - - - -
Ys ДО) 3370 3190 - - - - - -
уда - - 3342 3432 3420 3440 3330 3419
Yas (№И) - - 3294 - 3150 -
Ys №) - - 3188 - 1654 1650,1601 -
у(МИ+) - - - - - - - 3125
Т№+2) - - - - - 3080-3075
у №э) - - 2900-2850
Уas(CH2) - - 2945 2943 2960 2940
У! №) - - 2865 2866 2850 2898 2870 2902
5(ОН) - - 1650 - - - 1645
5(Н20) 1646 1645 - - - - - -
5(МН) 1645 - 1636 - - -
5(ЫИ +з) - - - 1696 875 - - -
5(СН) - - 1486 1460-1400 1486
Р(ОИ)+у(СС) - - 1361 1280-1350 1138
Р(ОН) - - 1166
у(СМ) - - 1030 1130 1066 1072 1094
Y(C-O) - - 1075 1050 1034 1065
Yas (С10з) 1005 1025 - 985 - 988 - 1010
Ys(ClO3) 977 985 - 966 - 946 - 955
Ys(ClO3) 952 955 - - 955 -
P(NH2) - - 877 - -
5 (С10з) 655 630 - 609 - 608 - 606,760
5(С10з) 495 498 - 470 - 473 - 476
Полученные данные свидетельствуют а том, что хлораты моно-, ди- и триэтаноламмония образуются присоединением протона хлорноватой кислоты и
атому азота аминоспиртов. В результате образуются аммонийные соли аминоспиртов с хлорноватой кислотой.
Список литературы:
1. Kodirova D.T., Tukhtayev S., Nabijanov А.А. Solubility in the system sodium chlorate - rhodanide ammonium -water //problems of modern science and education 2019. № 3 (136) с.26-30./Электронный ресурс/.-Режим доступа: URL: https://ipi1.ru/images/PDF/2019/136/solubility.pdf
2. Kodirova D.T, Tukhtayev S. Solubility in the system sodium chlorate - rhodanide sodium - water // problems of modern science and education 2019. № 6 (139) с.17-20../Электронный ресурс/.-Режим доступа: URL:
https://ipi1.ru/images/PDF/2019/139/solubility.pdf
3. Накамото К. Инферакрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. -412с.
4. Накамото К. ИК-спектры и спекторы КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1991. -536 с.
5. Хасанова В.М., Саибова М.Т., Исмаилова Г.Х. Изучение взаимодействия моноэтаноламина с серной кислотой // Ж.неор.х.1983. т.28.№ 1. С. 228-231.
6. Исмаилова Г.Х., Хасанова В.М., Саибова М.Т. Изучение взаимодействия триэтаноламина с серной кислотой // Ж.неор.х. 1984. т.29. № 1. С. 226-229.
