CC BY
16
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
РАСТВОРИМОСТЬ В СИСТЕМАХ, ВКЛЮЧАЮЩИХ МОНОКАРБАМИДОХЛОРАТ НАТРИЯ, НИТРАТ МОНОЭТАНОЛАМИНА И НИТРАТ ТРИЭТАНОЛАМИНА
Сидиков Абдулазиз Абдуманоп угли
базовый докторант, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Тогашаров Ахат Салимович
д-р техн. наук,
Институт общей и неорганической химии АН РУз, Главный научный сотрудник, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: ionxahat@mail. ru
Шукуров Жамшид Султонович
д-р техн. наук,
Институт общей и неорганической химии АН РУз, главный научный сотрудник, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Тухтаев Сайдиахрт
д-р хим. наук, академик, заведующий лабораторией, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
SOLUBILITY IN SYSTEMS INCLUDING SODIUM MONOCARBAMIDOCHLORATE, MONOETHANOLAMINE NITRATE AND TRIETHANOLAMINE NITRATE
Abdulaziz Sidikov
Basic doctoral student, Institute of General and Inorganic Chemistry of the AS RUz,
Uzbekistan, Tashkent
Akhat Togasharov
Doctor of Science in Technics, Institute of General and Inorganic Chemistry of the AS RUz,
Uzbekistan, Tashkent
Jamshid Shukurov
Doctor of Science in Technics, Institute of General and Inorganic Chemistry of the AS RUz,
Uzbekistan, Tashkent
Saidiaxral Tukhtaev
Doctor of Science, academician, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
На основе политерм растворимости бинарных систем и внутренних разрезов построена политермическая диаграмма растворимости системы NaClO3CO(NH2)2 - NH2C2H4OHHNO3 - H2O в интервале температур от -49.6 до 50°С. На политермической диаграмме растворимости разграничены поля кристаллизации льда, CO(NH2)2, NaClO3CO(NH2)2, NH2C2H4OHHNO3 и соединения состава CO(NH2^NH2C2H4OH-HNO3, который идентифицирован химическим и физико-химическим методами анализа.
Библиографическое описание: Растворимость в системах, включающих монокарбамидохлорат натрия, нитрат моноэтаноламина и нитрат триэтаноламина // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Сидиков А.А. [и др.]. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11138 (дата обращения: 25.12.2020).
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
Изучена растворимость системы NaClO3-CO(NH2)2-N(C2H4OH)3-HNO3-H2O от температуры полного замерзания (-44.2) до 60.0°С. Построена политермическая диаграмма растворимости, на которой разграничены поля кристаллизации льда, NaClO3-CO(NH2)2, CO(NH2)2 и N(C2H4OH)3-HNO3. Система относится к простому эвтониче-скому типу.
ABSTRACT
Based on polytherm binary systems and internal sections built polythermal solubility diagram of the system of NaClO3-CO(NH2)2-NH2C2H4OH-HNO3-H2O in the temperature range from -49,6 to 50 °C. polythermal solubility diagram of the delineated field of crystallization of ice, CO(NH2)2, NaClO3-CO(NH2)2, NH2C2H4OHHNO3 and a compound of the CO(NH2)2NH2C2H4OHHNO3 composition, which is identified by chemical analysis methods.
The solubility of the NaClO3-CO(NH2)2-N(C2H4OH)3-HNO3-H2O system from the freezing point (-44.2) to 60.0 °C was studied. A polythermal solubility diagram was constructed, on which the crystallization fields of ice, NaClO3-CO(NH2)2, CO(NH2)2, and N(C2H4OHVHNO3, are demarcated. The system belongs to a simple eutonic type.
Ключевые слова: растворимость, система, политерма, диаграмма, концентрация, дефолианты. Keywords: solubility, system, polytherm, diagram, concentration, defoliants.
В Узбекистане одной из важнейших отраслей сельского хозяйства является хлопководство. При химическом воздействии на хлопчатник в целях удаления листьев необходимы высокоэффективные дефолианты, обеспечивающие более 80%-ное опадение листьев хлопчатника за одну обработку при низких нормах расхода, действующие «мягко» на растения, а следовательно, не влияющие негативно на масличность семян, урожайность, качество хлопка-волокна и не засоряющие его [1, 2]. Между тем производимый в республике и применяемый дефолиант хлопчатника хлорат натрий не в полной мере удовлетворяет современным требованиям хлопководства [3, 4]. «Жесткость» его действия на растения требует создания новых эффективных, мягкодействующих на растения дефолиантов.
В этой связи особое внимание уделяется производству высокоэффективных, малотоксичных и физиологически активных дефолиантов. Существующие хлоратсодержащие дефолианты на основе хлоратов не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к дефолиантам. Известно, что дефо-лиирующее действие хлоратов всегда в той или иной степени сопровождается десикационным эффектом [5, 6]. В синтезе новых эффективных дефолиантов представляет значительный интерес использование этаноламмоние соли нитрата, являющегося стимулятором роста растений. Следовательно, в результате
добавления этого вещества в состав дефолианта препарат приобретает физиологическую активность [7].
Растворимость системы №С10зС0(КН2)2 -КН2С2Н40ННЫ0з - Н20 изучена с помощью семи внутренних разрезов. На основе результатов изучения бинарных систем и внутренних разрезов построена полная политермическая диаграмма данной системы в интервале температур от -49.6 до 50° С.
На фазовой диаграмме растворимости системы КаС10зС0(КН2)2 - КН2С2Н40ННК0з - Н20 разграничены поля кристаллизации: льда, карбамида, мо-нокарбамидохлората натрия, нитрата моноэтано-ламмония и соединения состава
С0(КН2)2КН2С2Н40ННК0з. Указанные поля сходятся в двух тройных узловых точках системы, для которых определены составы равновесного раствора и соответствующие им температуры кристаллизации, которые приведены в рис.1. и таблица 1.
На диаграмме растворимости системы КаС10зС0(КН2)2 - адС2Н40Н-НК0з - Н20 через каждые 10°С нанесены изотермы растворимости. Построены проекции политермических кривых на соответствующие боковые водные стороны системы. Из диаграммы растворимости видно (рис.1), что в исследованной системе происходит образование нового соединения состава С0(КН2)2КН2С2Н40ННК0з.
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
Рисунок 1. Политермическая диаграмма растворимости системы NaClOз'CO(NH2)2 - HNOз•NH2C2H4OH - H2O
Таблица 1.
Двойные и тройные точки системы NaClOз•CO(NH2)2 - NH2C2H4OH•HNOз -H2O
Состав жидкой фазы, % Темп-ра крист., °С Твердая фаза
NaClüs-CO(NH2)2 HNÜ3-NH2C2H4OH H2O
61.2 - 38.8 -33.0 Лед + CO(NH2)2
53.6 9.2 37.2 -33.2 То же
45.4 22.2 32.4 -34.8 -//-
37.8 37.4 24.8 -38.2 -//-
34.0 50.0 16.0 -42.4 Лед + CO(NH2)2 + CO(NH2)2-HNO3-NH2C2H4ÜH
29.0 47.4 23.6 -40.0 Лед + CO(NH2)2-HNO3-NH2C2H4OH
23.2 46.4 30.4 -37.6 То же
21.4 46.6 32.0 -37.0 -//-
12.5 52.6 34.9 -40.2 -//-
10.0 60.5 29.5 -49.6 Лед + CO(NH2)2-HNO3-NH2C2H4OH + HNO3NH2C2H4OH
8.1 60.7 31.2 -48.2 Лед + HNO3NH2C2H4OH
- 61.2 38.8 -38.0 То же
11.8 70.5 17.7 -35.4 CO(NH2)2-HNO3-NH2C2H4OH + HNO3NH2C2H4OH
14.7 74.2 11.1 -27.4 То же
21.2 79.3 0.5 -12.4 -//-
52.0 48.2 0.2 26.2 NaClO3-CO(NH2)2 + CO(NH2)2
52.4 38.0 9.6 26.8 То же
55.0 27.2 17.8 28.4 -//-
58.6 16.8 24.6 31.0
62.8 7.4 29.8 33.8
67.4 - 32.6 37.2
Для идентифицирования нового соединения нами из предполагаемой области кристаллизации было выделено кристаллы соединения и изучены химическим и физико-химическим методами анализа. Химический анализ дал следующие результаты:
найдено масс. %: СО(КЩ2 -32.55; ^^ЩОН -33.08; НКОз-34.37
вычислено масс. %: СО^Щ2 -32.6; НКС^ОН -33.15; НКО3-34.25
Оно хорошо растворимо в воде. При -10 и 0 °С соответственно растворяется 68.2 и 77.9 %. А в органических растворителях - в ацетоне и бензоле не растворяется, а этиловом спирте хорошо растворяется.
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
При добавлении к азотной кислоте моноэтанола-мина наблюдается взаимодействие кислоты с аминогруппами, т. е. происходит протонизация атома азота к амину и образуется комплексная соль с химической формулой [Ы0з-НзК+-СН2-СН2-0-Н]. Данный вывод образования соединения подтверждает ИК-спектроскопический анализ. Согласно которому полосы поглощения при 2363 см-1, обусловлены валентными колебаниями КНз+ -группы.
Вследствие сильной электроноакцепторной способности КНз+ -группы усиливается подвижность (активность) водорода гидроксильной группы и следовательно, могут образоваться прочные межмолекулярные водородные связи (МВС) между водородом ОН -группы и кислородом карбамида. В таблице 2, приводятся частоты волн колебаний соединений: КН2С2Н40ННК0з и нового соединения С0(Ш2)2-Ш2С2Н40Н-НШ}.
Таблица 2.
ИК-спектры: NH2C2H4OHHNO3 и нового соединения CO(NH2)2NH2C2H4OHHNO3
№ Наименование v(NH), cm-1 v(NH2), cm-1 v(C=ü), cm-1 v(üH), cm-1 va(C-H), cm-1 vs(C-H), Cm-1 va(NO3-), cm-1 vs(NO3-), cm-1
1 NH3+C2H4OHNO3- - 2363 - 2956 13001400 -
2 CO(NH2)2-NH2C2H4OH-HNO3 3438 3464 1668 3220 2972 2903 1347 -
Наличие МВС между вышеизложенными группами подтверждает высокочастотное смещение полосы поглощение ОН -группы нитрата моноэтанола-мина на V (0Н)~200см-1, а также коротковолновое смещение полосы поглощения ОН -группы моноэта-ноламина в конечном продукте примерно на V
(0Н)~130см-1. Молекула карбамида образует МВС между собой и полосы поглощения С=0 группы могут не изменяться при образовании МВС с другими молекулами соединения (см. табл.2., рис.2).
Рисунок 2. ИК -спектры: 1 - нитрата моноэтаноламмония; 2 -карбамидонитратмоноэтаноламин
Система КаС10згС0(Ш2)2-К(С2Н40Н)з™0з-Н20 была исследована с использованием семи внутренних разрезов от -44,2 до 60 °С. На политермической диаграмме растворимости разграничены поля
кристаллизации льда, NaClO3-CO(NH2)2, CO(NH2)2 и N(C2H4OH)3-HNO3 (рис. 3.).
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
НЮ '20 ;/4° 11160 1У*°-19 К(С2Н40Н)зШ0з,%
Рисунок 3. Политермическая диаграмма растворимости системы МаС10з'С0(МН)2 - ЩС2Н40НН)зНМ0з - Н2О
Поля кристаллизации льда и мочевины на диаграмме разграничены кривой линией, соединяющей точки А и В. В эвтектической точке системы, концентрация компонентов составляет 22.2% КаС10з-С0(КН2)2, 69.6% К(С2Н40Н)з^НК0з и 8.2% Н2О. Лед, мочевина и нитрат триэтаноламмония триэтаноламмония. Температура кристаллизации точки С (-19,0) °С, концентрация нитрата триэтаноламмония 81,75%, а воды 18,25%. Поля мочевины и нитрата триэтаноламмония разграничена кривой
линией между точками В и D. Температура кристаллизации точки D составляет (-35,6) °С, концентрация №СЮзС0(КН2)2 и ^С2Н40Н)з^0з - 2,4% и 97,6% соответственно. Поля кристаллизации моно-карбамидохлората натрия и мочевины разграничены кривой линией, соединяющей точки диаграммы Е и F. Двойные и тройные точки системы КаС10зС0(КН2)2 - К(С2Н40Н)з-НК0з - Н20 приведены в таблице 3.
Таблица 3.
Двойные и тройные точки системы NaCЮз•CO(NH2Ъ - N(C2H4OH)з•HNOз - H2O
Состав жидкой фазы, % Темп-ра крист., °С Твердая фаза
NaClO3 ■ CO(NH2)2 N(C2H4OH)3 -HNO3 H2O
61.2 - 38.8 -33.0 Лед + CO(NH2)2
58.4 8.2 33.4 -33.2 То же
55.2 17.8 27 -33.6 -//-
50.0 29.8 20.2 -33.8
38.2 49.0 12.8 -36.8 -//-
22.2 69.6 8.2 -44.2 Лед + CO(NH2)2+ N(C2H4OH)3-HNO3
16.0 73.4 10.6 -35.4 Лед + N(C2H4OH)3-HNO3
8.8 77.8 13.4 -26.8 То же
4.0 80.0 16 -21.6 -//-
- 81.6 18.4 -19.0 -//-
2.4 97.6 - -35.6 CO(NH2)2+ N(C2H4OH)3-HNO3
67.4 - 32 37.2 NaClO3CO(NH2)2 + CO(NH2)2
66.2 6.8 27 36.8 То же
64.2 14.2 21.6 36.2 -//-
56.4 34.6 9 32.2
42.6 57.4 - 23.6
№ 12 (81)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2020 г.
Таким образом, при изучении диаграммы растворимости системы КаС1О3-СО(КН2)2 -КН2С2Н4ОННКО3 - Н2О нами установлено образование нового соединения CO(NH2)2•NH2C2H4OH•HNOз, которое идентифицировано и подтверждено химическим и физико-химическими методами анализа.
Изучения растворимости системы
№С1О3-СО(Ж2)2-ЖС2Н4ОН)3™О3-Н2О показало
Список литературы:
что, система относится к простому эвтоническому типу. Полученные данные по растворимости компонентов в вышеуказанных системах являются научной основой для получения нового дефолианта на основе монокарбамидохлората натрия и нитрата (моно и три) этаноламмония.
Тиллаев Р., Тешаев Ф., Тошболтаев М. Дефолиация сифати -мул х,осил кафолати // Узбекистан ^ишлок; хужалиги. -Тошкент, 2014. -№8. -Б.6-7.
Назаров Р. Еуза баргини сунъий туктириш. // Узбекистан кдшлок; хужалиги журнали. - Тошкент, 2003. - №8. -Б 12.
Умаров А.А., Кутянин Л.И. Новые дефолианты: поиск, свойства, применения. М.: Химия. 2000. -87 с.
Имамалиев А.И. и др. Влияние различных сроков дефолиации на опадение листьев, качество и урожайность хлопка-сырца//Тезисы докл. Республ. Научно-производственного совещания по применению дефолиантов, десикантов и гербицидов в хлопководстве. Изд-во АН УзССР, Ташкент, 1962.
Умаров А.А., Кутянин Л.И. Новые дефолианты: поиск, свойства, применения. М.: Химия. 2000. -87 с.
Ж.С. Шукуров, А.С. Тогашаров, М.К. Аскарова, С.Тухтаев Комплекснодействующие дефолианты, обладающие физиологически активными и инсектицедными свойствами. Т.: Издательсто «Навруз», 2019. -136с.
Хамдамова Ш.Ш., Тухтаев С. Растворимость компонентов в системах хлорат (ди-, тетракарбамидохлорат) кальция - нитрат диэтаноламмония - вода // Kompozitsion materiallar. - Тошкент, 2017. №2. С. 89-94.1
