CC BY
26
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТВОРОВ В СИСТЕМЕ {[19,37% CA(CL03)2+15,06% М СК^Оэ)2+3,72% CACL2+2,68% MGCL2+ 45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} - CH3COOHNH2C2H4OH
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: [email protected]
Эшпулатова Матлуба Боймурадовна
младший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан
100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 7 7-а
Тураев Тиркаш Тураевич
старший преподаватель кафедры «Технологиямашиностроения и автоматизация»,
Ферганского политехнического института, 150100, Узбекистан, г. Фергана, ул. Ферганская — 86
Аскарова Мамура Камиловна
кандидат химических наук, старший научный сотрудник Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а
INVESTIGATION OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF SOLUTIONS IN THE SYSTEM {[19,37% CA(CLОз)2+15,06% М G(CLОз)2+3,72% CACL2+2,68% MGCL2+ 45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} - CH3COOHNH2C2H4OH
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-аMirzo 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-а Mirzo Uiugbek str
Tirkash Turaev
Senior teacher, department «Mechanical engineering and automation», Fergana polytechnic institute,
150107, Uzbekistan, Fergana, Ferganskiy -86 str
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-а Mirzo Uiugbek str
АННОТАЦИЯ
Изучена зависимость изменения физико-химических свойств растворов от состава компонентов в системе {[19,37% Са(СЮз)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCl2+ 2,68% MgCh+45,17% H20]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} - CH3COOHNH2C2H4OH. В изученной системе определены температура кристаллизации, рН, плотность и вязкость образующихся растворов. На основе полученных результатов построена диаграмма «состав -свойства» системы, из которой следует, что в процессе растворения ацетата моноэтаноламина в растворе хлорат
Библиографическое описание: Изучение физико -химических свойств растворов в системе {[19,37% Са(СЮз)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCk+2,68% MgCk+45,17% H2Ü]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} -CH3COOHNH2C2H4OH // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Эргашев Д.А. [и др.]. 2018. № 4(49). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5727
кальций-магниевого препарата, содержащего 10% карбамида, 4,0% этанола значения температуры кристаллизации, рН, вязкости и плотности, вновь образующихся растворов постепенно повышаются. Это объясняется тем, что в изученных пределах компонентов в системе {[19,37% Ca(Cl03)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCk+ 2,68% MgCk+45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} - CH3COOH- NH2C2H4OH не происходит изменения в кристаллизующихся твердых фазах На основе результатов изучения «состав-свойства» данной системы, а также агрохимических испытаний следует, что для получения дефолианта комплексного действия, содержащего в своём составе ацетат моноэтаноламина, необходимо в растворе состава {[19,37% Ca(Cl03)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCl2+ 2,68% MgCh+45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} растворять CH3COOH/NH2C2H4OH при массовом соотношении 1,0:0,002—0,004. Предлагаемый состав дефолианта обладает следующими физико-химическими свойствами: температура кристаллизации 0—-2,5 °С, рН=4,65—4,79, вязкость 9,04-9,15 мм2/с и плотность 1,4440—1,4490 г/см3 и имеет следующий состав: 34—36%^Ca(Cl03)2+Mg(Cl03)2; 10%CO(NH2)2; 4%C2H5OH; 0,2—0,4% CH3COOHNH2C2H4OH, вода-остальное.
ABSTRACT
The changing dependence of physicochemical properties of solutions has been studied from composition of components in the system {[19,37% Ca(Cl03)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCk+ 2,68% MgCk+45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} - CH3COOHzNH2C2H4OH. In the studied system crystallization temperature, pH, density and viscosity of generated solution were determined.
A basis of the findings «composition-property» diagram was built form which should be meant that during the dissolution process of acetate mono ethanol amine in the solution calcium magnesium chlorate preparation containing 10% of urea, 4.0% of ethanol crystallization temperature, pH, viscosity and density, as well as forming solution increased gradually. This fact can be explained that in studied limits components in the system {[19,37% Ca(Cl03)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCl2+ 2,68% MgCb+45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} - CH3COOH- NH2C2H4OH changings is not taken place in crystalling solid phases. A basis of the results of "composition -property" in this system as well as agrichemical tests should know that in order to obtain defoliant with complex action containing in its composition acetate mono ethanol amine necessary in the solution composition {[19,37% Ca(Cl03)2+15,06% Mg(Cl03)2+3,72% CaCl2+ 2,68% MgCl2+45,17% H2O]+10,0% CO(NH2)2+4,0% C2H5OH} CH3COOH-NH2C2H4OH is dissolved at mass ratio 1,0:0,002—0,004. Offered composition of the defoliant has following physicochemical properties: crystallization temperature 0—-2.5 °С, рН=4.65-4.79, viscosity 9.04-9.15 mm2/s and density 1.4440-1.4490 g/сш3 and it has a composition as follow: 34—36%XCa(Cl03)2+Mg(Cl03>; 10%CO(NH2)2; 4%C2H5OH; 0,2—0,4% CH3COOHNH2C2H4OH, the rest is water.
Ключевые слова: дефолианты, физиологически активные вещества, хлораты и хлориды кальция, магния, хлорат кальций-магниевый дефолиант, карбамида, этанола, уксусная кислота, моноэтаноламин, ацетат моноэта-ноламина.
Keywords: defoliants, physiological active substances, calcium-magnesium chlorate and chloride, calcium-magnesium chlorate defoliant, urea, ethanol, acetic acid, monoethanolamine, monoethanolamine acetate.
Узбекистан является ведущим производителем хлопка - сырца и занимает шестое место в мире по количеству выращиваемой хлопковой продукции.
В целях интенсификации, увеличения производительности труда, повышения урожайности хлопчатника и культуры земледелия в целом в настоящее время применяются различные химические препараты - пестициды, регуляторы роста растений и в том числе дефолианты и десиканты.
Одним из важных условий успешной и качественной уборки урожая хлопка-сырца в доморозный период является проведение дефолиации хлопчатника. Это ускоряет полноценное созревание и раскрытие коробочек, что позволяет без снижения урожая хлопка-сырца осуществлять полную уборку его в сжатые сроки.
Значение и роль дефолиации в свете ускорения созревания хлопчатника возрастает. В связи с принятой в республике новой политики земледелия, заключающейся в повторном использовании земель и получения на них второго урожая за счет высева, после уборки урожая хлопка - сырца и подготовки земель, другой культуры с соответствующим вегетационным
периодом её развития, создаётся возможность круглогодичного оборота использования земель с сохранением их плодородия.
В настоящее время в республике основным препаратом, используемым для дефолиации хлопчатника, является выпускаемый на АО «Ферганаазот» жидкий хлорат магниевый дефолиант. Для производства данного дефолианта в качестве сырья (около 50%) применяется хлорид магния - бишофит, привозимый из зарубежа.
Создание новых импортозамещающих химических препаратов, в частности, дефолиантов с использованием сырья, имеющегося в республике, является одной из актуальных проблем сегодняшнего дня.
Известно, что опадение листьев и созревание урожая начинается тогда, когда в организме растения снижается содержание ауксинов, а уровень этилена и других антиаусиновых соединений возрастает. То есть, для того, чтобы дефолиант способствовал опадению листьев хлопчатника эффективному и ускорению созревания урожая необходимо повысить содержание этилена и других антиауксиновых соединений в растительных тканях [3;5;7;6;8;].
Одним из путей решения этой проблемы является получение и применение для дефолиации хлопчатника хлоратсодержащих дефолиантов совместно с соединениями содержащими (-СН2-СН2-) этиленовую группу, в частности ацетат моноэтаноламина, являющегося стимулятором физиологических процессов.
Сотрудниками Института общей и неорганический химии АН РУз разработана технология получения хлорат кальций-магниевого дефолианта [9].
Данная технология основана на использовании в качестве сырья вместо импортного - «бишофита», продуктов солянокислотного разложения местного «доломита», с получением хлоридов кальция, магния и переработкой их с хлоратом натрия конверсионным методом в хлорат кальций-магниевый дефолиант.
В настоящее время отсутствуют комплексно действующие препараты, являющиеся одновременно эффективными дефолиантами, стимуляторами физиологических процессов, ускорителями полноценного созревания и раскрытия коробочек хлопчатника.
Поэтому, с целью снижения «жёскости» действия на растения и повышения дефолирующей активности нового хлорат кальций-магниевого дефолианта, а также ускорения полноценного созревания и раскрытия коробочек хлопчатника нами ранее были проведены физико-химические исследования взаимного влияния компонентов в сложных водных системах, состоящей из хлоратов и хлоридов кальция, магния, карбамида, этанола [12;13].
Объектами исследования являются хлорат кальций-магниевый дефолиант, карбамид, этанол и ацетат моноэтаноламина. Хлорат кальций-магниевий дефолиант получали путем солянокислотного разложения доломита и последующей конверсией продуктов
апрель, 2018 г.
разложения с хлоратом натрия [9]. Ацетат моноэтаноламина синтезировали путем взаимодействия уксусной кислоты с моноэтаноламином, взятых при мольном соотношении 1:1 и интенсивном перемешивании [11].
При количественном химическом анализе применяли общеизвестные методы аналитической химии, в частности: хлорат-ион определяли объемным пер-манганатометрическим методом [2]; кальций, магний определяли объемным комплексонометрическим методом [10]; содержание хлор-иона по методу Мора [1]. Содержание элементного углерода, водорода проводили согласно методике [4].
Ранее проведенными исследованиями был установлен оптимальный состав препарата, включающего хлорат кальций-магниевый дефолиант, карбамид и этанол: {[19,37% Са(СЮз)2+15,06% Мд(С1Оз)2+3,72% СаСк+ 2,68% ]^Ск+45,17% Н20]+10,0% СО(ЫН2)2 +4,0% С2Н5ОН}.
Для физико-химического обоснования и рекомендации процесса получения комплексно действующего дефолианта, обладающего высокой дефолии-рующей активностью, «мягким» действием и способствующего ускорению процесса созревания и раскрытия коробочек хлопчатника на основе хлорат кальций-магниевого препарата, карбамида, этанола и физиологически активного вещества-ацетата моно-этаноламина изучены физико-химические свойства растворов в системе {[19,37%% Са(С10з)2+15,06% Мg(C10з)2+3,72% СаС12+ 2,68% ]^Ск+45,17% Н20]+10,0% С0(Ш2)2+4,0% С2Н5ОН} -СНзС00Н-Ш2 С2Н4ОН.
Определены температура кристаллизации, рН, плотность и вязкость растворов изучаемой системы в зависимости от соотношения компонентов. На основе полученных данных (табл.1) построены диаграммы «состав-свойства» системы (рис.1).
Таблица 1.
Зависимость изменения физико-химических свойств растворов от состава в системе {[19,37% Ca(a03)2+15,06% Мg(a03)2+3,72% Caa2+ 2,68% Mga2+45,П% №0]+10,0% СО(]Н!)2+4,0% С2Н;ОН}-
СНзС00И-]ЧН!С2Н40Н
№ Содержание компонентов, % ^кр, С рн П, мм2/с ^ г/см3
{[19,37% Са(С103)2+15,06% Мg(C10з)2+3,72% СаС12+ 2,68% М^Ск+45,17% Н20]+10,0% С0(Ш2)2+4,0% С2Н5ОН} СНзСООИ Ш2С2Н4ОН
1 100 - -2.3 4.50 8.94 1.4372
2 99.95 0,05 -2,1 4,53 8,96 1,4390
3 99.92 0,08 -1,9 4,55 8,97 1,4410
4 99.88 0,12 -1,7 4,57 8,99 1,4420
5 99.82 0,18 -1,4 4,62 9,03 1,4430
6 99.76 0,24 -0,9 4,67 9,06 1,4450
7 99.7 0,30 -0,3 4,73 9,09 1,4470
8 99.6 0,40 0,5 4,79 9,15 1,4490
9 99.55 0,45 1,2 4,85 9,18 1,4530
10 99.51 0,49 1,9 4,88 9,22 1,4540
11 99.44 0,56 3,0 4,94 9,25 1,4580
12 98.35 0.65 3,8 5,03 9,30 1,4600
13 99.28 0.72 5,2 5,14 9,35 1,4630
14 99.21 0.79 6,0 5,17 9,40 1,4650
15 99.12 0.88 7,4 5,26 9,47 1,4690
16 99.0 1.0 9,5 5,38 9,56 1,4740
Из рисунка 1 видно, что в процессе растворения ацетата моноэтаноламина в растворе хлорат кальций-магниевого препарата, содержащего 10% карбамида, 4,0% этанола значения температуры кристаллизации, рН, вязкости и плотности, вновь образующихся растворов постепенно повышаются. Это объясняется тем, что в изученных пределах компонентов в системе {[19,37% Ca(a0з)2+15,06% Мg(aОз)2+3,72% Caa2+ 2,68% 1^02+45,17% Ы20]+10,0% С0(Ш2)2+4,0% С2Ы5ОЫ} - СЫзС00Ы^КЫ2С2Ы4 0Ы не происходит изменения в кристаллизующихся твердых фазах.
Рисунок 1. Зависимость изменения температуры
кристаллизации (1), рН (2), плотности (3) и вязкости (4) растворов от состава в системе {[19,37% Са(С1Ю3)2+15,06% Мg(ClЮ3)2+3,72% СаС12+ 2,68% MgCl2+45,17% Н20]+10,0% С0(Ж2)2+4,0%, С2Н50Н}-СИ3С00пт2С2н40н
С целью подбора оптимального соотношения компонентов в составе дефолианта, получаемого на основе хлорат кальций-магниевого препарата, карбамида, этанола и ацетата моноэтаноламина, были проведены агрохимические испытания различных составов дефолианта на хлопчатнике. Результаты показали, что состав дефолианта в котором соотношение компонентов {[19,37% Са(СЮз)2+15,06%
Мg(a0з)2+3J2% СаС12+ 2,68% ]^Ск+45,17% Ы20]+10,0% С0(Ш2)2+4,0% С2Ы50Ы} и ШзС00Ы-Ш2СЫ2Ш20Ы равно 1,0:0,002-0,004 обладает высокой дефолиирующей активностью и «мягким» действием на хлопчатник, а также положительно влияет на ускорение созревания и раскрытия коробочек.
На основе результатов изучения «состав-свойства» данной системы, а также агрохимических испытаний следует, что для получения дефолианта комплексного действия, содержащего в своём составе ацетат моноэтаноламина, необходимо в растворе состава {[19,37% Са(СЮз)2+15,06% Мg(a0з)2+3J2% СаС12+ 2,68% Mga2+45,17% Ы20]+10,0% С0(МИ2)2+4,0% С2Ы50Ы} растворять СЫзС00Ы^ЫИ2С2Ы40Ы при массовом соотношении 1,0:0,002-0,004. Полученный раствор дефолианта обладает следующими физико-химическими свойствами: температура кристаллизации 0--2,5 °С, рН=4,65-4,79, вязкость 9,04-9,15 мм2/с и плотность 1,4440-1,4490 г/смз и имеет следующий состав: 34-36%¿Cа(a0з)2+Мg(a0з)2; 10% С0(МЫ2)2; 4% С2Ы50Ы; 0,2-0,4% СЫзС00ЫКЫ2С2Ы40Ы, вода-остальное.
Таким образом, рекомендован состав нового хло-ратсодержащего дефолианта, обладающего высокой дефолиирующей активностью и способностью ускорять процессы созревания и раскрытия коробочек хлопчатника.
Список литературы:
1. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия (физико-химические методы анализа). М.: Высшая школа, 1991. 250 с.
2. Жидкий хлорат магниевый дефолиант. Технические условия. Tsh 00203855-34: 2015. - 14 с.
3. Кефели В.И. Физиологические основы дефолиации и продукционный процесс. Ташкент: Фан. 1991. 183 с.
4. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1975. -224с.
5. Курчий Б.А., Койдан Г.Н. Механизмы действия регуляторов роста. // Химия и жизнь. 1985. №10. С. 68-69.
6. Нуриджанян К.А., Гудков А.Г., Зубкова Н.Ф., Грузинская Н.А. Химия и применение дефолиантов и десикантов. М.: НИИТЭХИМ. 1989. 78 с.
7. Ракитин Ю.В Химические регуляторы жизнедеятельности растений. М.: Наука. 1983. 260 с.
8. Ракитин Ю.В. Природа действия 2-хлорэтилфосфоновой кислоты и других этиленвыделяющих регуляторов роста и развития растений. // Агрохимия. 1979. №5. С. 126-146.
9. Хамракулов З.А., Аскарова М.К., Тухтаев С. Конверсия хлоридов кальция и магния с хлоратом натрия. Доклады Академии Наук Республики Узбекистан. Ташкент. 2014 й. №6. 52-57 с.
10. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. -М.: Химия, 1970. -360с.
11. Шукуров Ж.С. Получение комплекснодействующих новых дефолиантов на основе хлората натрия, обладающих физиологически активными и инсектицидными свойствами: Дис. канд. тех наук. -Ташкент, 2012. -168с.
12. Эргашев Д.А. Изучение реологических свойств растворов в системе {[20,26% Ca(Cl03)2+15,76% Mg(Cl03)2+3,9% CaCl2+2,81% MgCl2+47,27% H20]+10% CO(NH2)2}+C2H5OH // Universum: Технические наук : электрон. Научн. Журн. 2016. №6 (27). URL:
13. Ergashev Dilmurod, Mamura Askarova, Saydiahral Tukhtaev. Investigation of the mutual effect of the components in systems substantiating the process of obtaining a new defoliant //Austrian Journal of Technical and Natural Sciences Austria, Vienna, 2016. March-April. N3-4. pp. 135-141.
