CC BY
14
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 541.123.4
РАСТВОРИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ В ВОДНЫХ СИСТЕМАХ, ВКЛЮЧАЮЩИХ ЭТАНОЛА С _КАРБАМИДОЙ И ФОСФАТ МОЧЕВИНОЙ_
DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2020.5.77.992 Бобожонов Жамшид Шерматович Шукуров Жамшид Султонович Тогашаров Ахат Салимович Дадамухаммедова Нилуфар Институт общей и неорганической химии АН РУз
SOLUBILITIES OF COMPONENTS IN WATER SYSTEMS INCLUDING ETHANOL WITH
CARBAMIDE AND UREA PHOSPHATE
Bobojonov Jamshid Shermatovich Shukurov Jamshid Sultonovich Togasharov Akhat Salimovich Dadamukhammedova Nilufar Research Intern, Institute of General and Inorganic Chemistry, AS RUz
АННОТАЦИЯ
В данной статье приведены результаты исследования растворимости компонентов в водной системе, включающей карбамид, этанол и фосфат мочевина, являющейся физико-химической основой для дальнейшей разработки технологии процесса получения новых комплекснодействующих дефолиантов. Установлено, что в этих изученных системах не происходит образования новых соединений. Компоненты сохраняют свою индивидуальность при совместном присутствии.
ABSTRACT
This article presents the results of a study of the solubility of components in an aqueous system, including carbamide, ethanol and urea phosphate, which is a physicochemical basis for further development of the technology for the process of obtaining new complex-acting defoliants. It was found that the formation of studied new compounds does not occur in these systems. The components retain their individuality when present together.
Ключевые слова: диаграмма растворимости, политерма, система, карбамид, этанол.
Keywords: solubility diagram, polytherma, system, urea, ethanol.
Введение
Изучение гетерогенных фазовых равновесий в сложных водных системах с участием карбамида, этанола и фосфата мочевина обусловлено практическим значением исходных компонентов [1,2].
Известно что, этанол обладает рядом ценных физиологических и химических свойств [3]. Он активирует процессы роста, увеличивает всхожесть семян и ускоряет раскрытие коробочек хлопчатника. Этанол легко превращается в этилен под действием обезвоживающих реагентов и тем самым способствует повышению уровня этилена в растительном организме [4]. Фосфатные соединения ускоряют процесс развития растений и способствуют опадению листьев, сближая их к естественным процессам. Поэтому в составе дефолианта последние оказывают положительное влияние на качество дефолиации [5].
Экспериментальная часть
Для физико-химического обоснования процесса получения эффективных дефолиантов представляет интерес изучения поведения карбамида, этанола и фосфата мочевина,
используемых в качестве добавок к хлоратсодержащим препаратам в системах:
ТО(]Ж2)2 - C2H5OH - И20 и HзPO4•CO(NH2)2 -C2H5OH - Н2О.
В качестве исходных компонентов использовали фосфат мочевина, синтезированный на основе мочевины и фосфорной кислоты, взятых при мольном соотношении 1:1 легко образуется по реакции ЩРО4 + С0^2Ь ^ HзPO4•CO(NH2)2. Фосфат мочевина хорошо растворим в воде, хуже в метаноле и этаноле, незначительно растворим в эфире и практически нерастворим в сероуглероде, хлороформе, бензине и ацетоне [6,7].
Составляющая данную систему бинарная система карбамида - вода, этанол - вода и фосфат мочевина - вода рассмотрена в работах [7,8]. Полученные результаты хорошо согласуются с известными.
Система карбамид - этанол - вода изучена нами визуально-политермическим методом с помощью одиннадцати внутренних разрезов (рис. 1).
Рис. 1.Политермическая диаграмма растворимости системы СО(ЫН2}2 - С2Н50Н - Н20
Из них I - V разрезы исследованы со стороны этанол - вода к вершине карбамид, VI - XI разрезы со стороны карбамид - вода к вершине этанол.
На основе результатов изучения боковых сторон системы и внутренних разрезов построена полная политермическая диаграмма данной системы в интервале температур от -56,0 до 34,8°С.
На фазовой диаграмме разграничены поля кристаллизации: льда, карбамида, двухводного этанола и одноговодного этанола.
Указанные поля сходятся в один тройных узловых точка, соответствующих: 15,0 % карбамида, 46,0 % этанола и 39,0 % воды при -30,4 °С (табл. 1).
Таблица 1
Тройные и двойные точки системы €□(NN2)2 - С2Н5ОН - Н2О
Состав жидкой фазы, % Темпера-тура кристал., оС Твердая фаза
га(1Ж2)2 C2H5OH H2O
32,4 - 67,6 -11,2 Лед + 03(1^2)2
29,4 2,2 68,4 -11,8
24,8 7,6 67,6 -12,3
21,6 15,6 62,8 -14,2
19,2 24,4 56,4 -17,5
16,8 31,2 52,0 -21,9
15,4 42,2 32,4 -26
15,0 46,0 39,0 -30,4 Лед + 00(11^)2 + C2H50H•2Н20
28,8 52,2 19,0 34,8 га(Ш2)2 + C2H50H•2Н20
25,0 49,6 25,4 11,3
22,8 48,4 28,8 -8,8
16,2 46,2 37,6 -19,2
15,0 45,6 39,4 -33,9
5,4 45,8 48,8 -35,8
- 47,4 52,6 -39
19,2 68,2 12,6 16 С2^ОН • 2 Н2О + C2H50H•Н20
16,4 67,2 16,4 5,9
13,4 66,4 20,2 -15,8
10,2 66,0 23,8 -24,1
6,8 66,0 27,2 -36,6
3,4 66,4 30,2 -46,2
- 67 33,0 -56,0
Система простого эвтонического типа и в ней не наблюдается образование ни твердых растворов, ни новых химических соединений. Как видно из диаграммы растворимости и данных таблиц, в интервале температур -11,2 ^ -26,0 °С в системе кристаллизуется мочевина и лед, а при -19,2 ^ 34,8 °С система характеризуется наличием мочевина и двух водным этанолом. Двухводный этанол совместно кристаллизуется со льдом в интервале температур -39,0 ^ -33,9°С, а в интервале температур -56,0 ^ 16,0 °С совместно с одно водным этанолом.
Растворимость компонентов в системе HзPO4•CO(NИ2)2 - C2H5OH - ^О изучена
визуально-политермическим методом в широком температурном и концентрационном интервале (рис.2).
Система HзPO4•CO(NH2)2 - C2H5OH - ^О изучена нами с помощью девяти внутренних разрезов. Из них I- VI разрезы исследованы со стороны HзPO4•CO(NИ2)2 - ^О к вершине C2H5OH, VII- IX разрезы со стороны C2H5OH - ^О к вершине HзPO4•CO(NH2)2. На основании результатов изучения бинарных систем и внутренних разрезов построена политермическая диаграмма растворимости системы, на которой разграничены поля кристаллизации льда, C2H5OH•2H2O, C2H5OH•H2O и HзPO4•CO(NИ2)2.
Рис.2. Политермическая диаграмма растворимости системы HPO4•CO(NH2)2 - C2HOH - H2O
Указанные поля сходятся в двух тройных узловых точках системы, для которых определены составы равновесных растворов и
соответствующие им температуры кристаллизации (табл. 2).
Таблица 2
Тройные и двойные точки системы HjPO-rCO(NH2)2 - C2H5OH - H2O
Состав жидкой фазы, % Темп. крис-талл., оС Твердая фаза
H3PC>4-C0(NH2)2 C2H5OH H2O
33,5 - - 8,5 Лед+ H3PO4-CO(NH2)2
29,8 7,1 -11,4
26,3 14,9 -14,8
24,8 17,8 -16,8
17,8 33,0 -27,0 -//-
13,2 45,9 -41,2 Лед+ H3PO4-CO(NH2)2+ C2HsOH-2H2O
10,9 46,0 -40,8 Лед+ C2HsOH-2H2O
5,3 46,7 -39,8 -//-
- 47,8 -39,0 -//-
11,5 53,1 -43,3 HBP04^C0CNH2)2+ C2HsOH^2H2O
9,2 66,0 -57,2 HbP04^C0CNH2)2+ C2HsOH-2H2O+ C2HsOH^H2O
6,8 66,2 -56,8 C2HsOH^2H2O+ C2H5OHHO
3,5 66,8 56,4 -//-
8,8 71,1 -61,1 H3PO4-CO(NH2)2+ C2H5OHHO
8,6 73,0 -63,2
8,3 82,4 -75,9
Фосфат мочевины совместно кристаллизуется со льдом при температурах -8,5 ^ -41,2°С а в интервале температур -41,2 ^ -57,2°С совместно с двухводным этанолом. Двухводный этанол совместно кристаллизуется со льдом в интервале температур -39,0 ^ -41,2°С, а в интервале температур -56,0 ^ -57,2°С совместно с одноводным этанолом.
Заключение
Таким образом, данные полученные изучением взаимодействия компонентов в водных системах с участием карбамида, этанола и фосфата мочевина, представляют интерес используемых в качестве добавок к хлоратсодержащим дефолиантов хлопчатника. Это обуславливает дальнейшую разработку технологии получения комплекснодействующего дефолианта на основе его диаграммы растворимости в тех соотношениях, где наблюдается минимальное высаливающее действие компонентов друг на друга, а также компоненты сохраняют свою индивидуальность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
l.Shukurov J.S., Askarova M.K.,Tukhtaev S. Study of solubility of components in the system [98,0 % NaClO3 • CO(NH2)2 + 2,0% HsPO^f CO(NH2b] -NH2C2H4OH - H2O // East European Scientific Journal
Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe. 2016 Vol. 3. -№8. P. 60-63.
2.Shukurov J. S., Askarova M.K.,Tukhtaev S. The solubility of components in the system NaaO3-CO(NH2b-C2H5OH-H2O // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences Austria, -Vienna, -2017. May-June. -№7-8. -P. 69-72.
3.Кошкин Е.И. Физиология устойчивости сельскохозяйственных культур: учебник Е.И. Кошкин. - Дрофа, 2010. - 638 с.
4.Шарипов С.Я. «Получение дефолиантов на основе хлоратов, 2-бутин-1,4-диола, моноэтаноламина и этилового спирта»: Дисс....канд. тех. наук. -Ташкент, 2007. -124 с.
5.Craig C. W075-Cotton defoliation timing // The University of Tennessee Agricultural Extension Service. - 2012. Электронный ресурс: http://tennessee.edu/utk_agexcrop/88. (verified 27 Nov. 2012).
6.Нурахметов Н. Н., Беремжанов Б.А., Ханатин К.Г. Политерма растворимости системы H3PO4 -CO(NH2)2 - H2O. ЖПХ, -1973, т. 46, вып. 11.
7.Молодкин А.К., Эллерт Г.В., Иванова О.М., Скотникова Г.А. О соединениях карбамида с кислотами. // Журн.неорган.химии. - М. : Наука. -1967. - Т. 7. - Вып. 4. - С. 947-957.
8.https://ru.wikipedia. org/wiki/Мочевина
