Научная статья на тему 'СВОЙСТВА, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, МЕХАНИЗМ И ФОРМА БОРА В РАСТВОРАХ И ПОЛУЧЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ДАНБУРИТА'

СВОЙСТВА, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, МЕХАНИЗМ И ФОРМА БОРА В РАСТВОРАХ И ПОЛУЧЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ДАНБУРИТА Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
111
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДАНБУРИТОВАЯ РУДА - БОРНАЯ КИСЛОТА - МЕТОДИКА АНАЛИЗА - РАСТВОРЫ / ДАНБУРИТОВАЯ РУДА / БОРНАЯ КИСЛОТА / МЕТОДИКА АНАЛИЗА / РАСТВОРЫ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Маматов Э.Д.

В данной статье приведены результаты исследования механизма и формы нахождения бора в водных растворах и получение борной кислоты из данбуритовых руд месторождения АК-Архар. Установлены новые методики определения оксида бора в присутствии маннита и этиленгликоля. Показана общая методика и практические применения методик определения оксида бора в растворах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Маматов Э.Д.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE PROPERTIES, METHODS OF ANALYSIS, MECHANISM AND FORM OF BORON IN SOLUTIONS AND PREPARATION OF BORIC ACID FROM DANBURITE

This article presents the results of the study of the mechanism and form of boron finding in aqueous solutions and the production of boric acid from danburite ores of the AK-Arhar deposit. New methods for the determination of boron oxide in the presence of mannitol and ethylene glycol have been established. The general methodology and practical applications of methods for the determination of boron oxide in solutions are shown.

Текст научной работы на тему «СВОЙСТВА, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, МЕХАНИЗМ И ФОРМА БОРА В РАСТВОРАХ И ПОЛУЧЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ДАНБУРИТА»

29 points on nonvariats are typicalfor phase balances. It is the first time that its tied of phase balances all 14 fourcomponent systems are built.

Key words: translation method, phase balances, diagram, components, nonvariats points, lines of monovariants, squaires of divariants.

Сведение об авторах:

Мусоджонова Дж. — кандидат химических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии ТГПУим.С.Айни. E-mail: musojonova-j@mail.ru.

Джабборов И.И. — ассистент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 93-48102-35.

Имомова Л.Ч. — ассистент кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 901-0144-11.

Талаб М.—PhD кафедры «Общая и неорганическая химия» Таджикского государственного педагогического университета им. им. С. Айни. Телефон: (+992) 93-468-68-45.

About the authors:

Musodjonova J. - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of

General and Inorganic Chemistry, TSPU named after S. Aini. E-mail: musojonova-j@mail.ru.

Dzhabborov I.I. - Assistant of the Department of General and Inorganic Chemistry of Tajik State

Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 93-481-02-35.

Imomova L. Ch. - Assistant of the Department of General and Inorganic Chemistry of Tajik State

Pedagogical University named after S. Aini. Phone: (+992) 901-01-44-11.

Talab M. - PhD, of the Department of General and Inorganic Chemistry, Tajik State Pedagogical

University named after S. Aini. Phone: (+992) 93-468-68-45.

УДК 546.273

СВОЙСТВА, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, МЕХАНИЗМ И ФОРМА БОРА В РАСТВОРАХ И ПОЛУЧЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ДАНБУРИТА

Маматов Э.Д.

Институт химии им. ВИ.Никитина НАН Таджикистана

Соединение бора используется человечеством почти несколько десятилетий. Оно в основном используется в ядерных реакторах в качестве поглотителя нейтронов, как борное удобрение, а в лабораториях применяют для приготовления буферных растворов. В пищевой промышленности зарегистрирована как пищевая добавка E 284 в некоторых зарубежных странах. Применяют также в ювелирном деле как основа флюсов для пайки золотосодержащих изделий, а в литейном производстве как связующее при кислой футеровке печей и компонент защиты струи от окисления при разливке алюминиевых и магниевых сплавов, а в быту при уничтожение насекомых (тараканов, муравьёв, клопов и др.). Применяется также в производстве керамики, оптоволокна, стекловолокна, стекла [1], используют как антипирена для защиты древесины, и входит в составе электролитов для меднения и никелирования, как люминофор или компонента люминофора для учебных экспериментов по люминесценции веществ [2,3, 4].

Элементарный бор служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов, и часто используют в электронике и в металлургии в качестве микролегирующего элемента, значительно повышающего прокаливаемость сталей.

В медицине бор применяют как дезинфицирующее средство и на ее основе производятся различные комбинированные препараты. и при бор-нейтронозахватной терапии (способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей) [5, 6].

Основные минеральные формы бора в природе встречаются в виде: боросиликатов: датолит CaBSiO4OH, данбурит CaB2Si2O8 и боратов: бура Na2B4O710H2O, ашарит MgBO2(OH), гидроборацит (Ca,Mg)B6O116H2O, иньонит Ca2B6O1113H2O, калиборит KMg2B11O19 9H2O и тд. Крупнейшие месторождения бора в странах СНГ находится в Дальнегорске (Приморье, Россия) и Ак-Архар (ГБАО, Таджикистан). Они относятся к боросиликатному типу. В этих месторождениях сосредоточено более 3 % всех мировых запасов бора.

Целью нашей работы является изучения механизма и формы нахождения бора в водных растворах и получение борной кислоты из данбуритовых руд месторождения АК-Архар.

При образовании В(ОН)з бор в результате небольшого размера своего катиона и близости отрицательно заряженного кислорода к положительно заряженному ядру настолько сильно притягивает к себе кислород гидроксил иона, что отрывает его от водорода, образуя при этом анион ВО33- и ЗН+, что и обусловливает кислотную диссоциацию. В результате химических реакций Н3В03, теряя молекулу воды, образует метаборную кислоту (НВО2) и сложные диортоборную (Н4В2О5) и тетраборную (Н2В4О7) кислоты, а также еще более сложные изополикислоты [7, 8] .

Для выяснения механизма и форм бора в водных растворах необходимо рассмотреть термодинамику системы бор-вода. Расчет термодинамических величин бора и его гидролизных форм должен протекать по схеме:

В3+^В(ОН)2+^В(ОН)2+^В(ОН)3°^В(ОН)4-^ В(ОН)52- ^ В(ОН)63-.

Для каждой гидролизной формы ионов бора были выведены уравнения состояния [9] (табл. 1 и рис.1).

Таблица 1 - Уравнении состояния гидролизных форм бора в разных рН

Реакция Уравнение состояния Кр

В3++Н20 = В(ОН)2++Н+ 1й[{В(ОН)2+}:{В3+}]= -6.82+рН -6.82

В(ОН)2+Н2О=В(ОН)2+Н+ 1йГ{В(ОН)2+):{В(ОН)2+}1 = -7.12+рН -7.12

В(ОН)2+Н2О=В(ОН)3о+Н+ 1йГ{В(ОН)3°):{В(ОН)2+)1 = -7.62+рН -7.62

В(ОН)3°+Н2О=В(ОНУ+Н+ 1йГ{В(ОН)4-):{В(ОН)3°)1 = -9.20+рН -9.20

В(ОН)4-+ Н2О=В(ОН)52-+Н+ 1й[{В(ОН)з2-):{В(ОН)4-) ]= -12.10+рН -12.10

В(ОН)52-+Н2О=В(ОН)б3-+Н+ 18[{В(ОН)63-}:{В(ОН)52-}] = -13.40+рН -13.40

Данные показывают, что процесс гидролиза бора зависит главным образом от рН среды. Исходя из этого, интересно рассмотреть указанный процесс в координатах рН - концентрация ионов бора.

моль. % 120 -НО -

Рисунок 1 - Распределение гидролизных форм бора в зависимости от рН среды Из рис. 1 видно, что с увеличением рН среды раствора усложняются формы ионов бора от В3+ до В(ОН)63-.

Применение данного изучения содействовали нам при получении борной кислоты из растворов после кислотного разложения данбуритовых руд Таджикистана

Из многолетних наших исследований известно, что при анализе бора в водных растворах иногда остается не предсказуемой, поскольку с изменением рН характер бора меняется мгновенно.

Поэтому, не останавливаясь на достигнутом делаем попытку изучения анализа бора при различных рН и приводим сравнению двух используемых нами анализов. В первом использовали маннит и во втором этиленгликоля.

Маннитол (маннит или d-маннит)- это шестиатомный углеводородный спирт из, группы сахаров, который является стереоизомером сорбитола с эмпирической формулой - С6Н8(0Н)6.

Методы синтеза маннита (маннитола) которого приведены ниже по схеме:

После разложения данбуритовой руды оксид бора переходит в раствор в виде борной кислоты и при анализе в присутствии маннита протекает следующая реакция комплекс образования.

Например, данбуритовая руда, реагируя с кислотами (HCl, H2SO4 HNO3) мгновенно из-за сильной их кислотности образуется борная кислота. Кроме того, борная кислота и маннит (C6H8(OH)6) могут образовывать стабильный одновалентный анионный комплекс с pKa ~ 4,5 в кислой среде,что позволяет легче обнаруживать его при обнаружении проводимости (реакции показаны на рис. 1)

Н,ВО, * 2

Н* +ЗНэО

^NOH

После чего оно титруется и определим из нее общее содержание извлеченного оксида бора из состава данбуритовой руды.

Другая методика заключается в следующем:

-определение массы HCl и H3BO3 (в, г) в выданной для анализа пробе, используя метод титрования;

- определение массы HCl и H3BO3 (в,г) при анализе пробы данбурита, используя метод потенциометрического титрования.

При титровании смеси сильной кислоты HCl и слабой H3BO3 стандартным раствором щелочи сначала будет оттитровываться HCl:

HCl + NaOH = NaCl + H2O,

а затем - слабая борная кислота.

Следовательно, борная кислота должна титроваться без скачка, что делает невозможным ее определение. Однако H3BO3 может образовывать более сильные комплексныекислоты с рядом многоатомных спиртов этиленгликоль и др. Поэтому после получения скачка, соответствующего оттитровыванию HCl, в раствор вводят многоатомный спирт и продолжают титрование до получения второго скачка. При этом в растворе протекает реакция (на примере этиленгликоля):

СН:- ОН НСК /ОН НО-СН:

I

СН:-ОН

-

/он

Б

4 ОН

I

НО-СН:

СН:-О О - СН:

В

СН: - О 4 О-СН:

Н- - ЗН:0.

Опыты показали, что обе методики являются дееспособными и их можно использовать при анализе оксида бора (и борной кислоты) в различных формах и растворах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Карапетьянц М. Х. Дракин С. И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия 1994.

2. Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963

3. М. Д. Машковский. Лекарственные средства. - М.: ООО «Новая волна», 2002. -Т. 2. -608 с. - ISBN 5-7864-0129-4.

4. Бор // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1988. -Т. 1: А-Дарзана. -С. 299. - 623 с. - ISBN 5-85270-008-8.

5. Таскаев С.Ю. Бор-нейтронозахватная терапия рака: на финишной прямой, «Наука из первых рук» №5-6, 2016, стр. 44-56

6. Таскаев С. Ю., Каныгин В. В. Бор-нейтронозахватная терапия. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. 216 с.

7. Э.Д.Маматов. Физико-химические основы переработки боросиликатного сырья Таджикистана //Материалы VII-международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы химии товаров и народной медицины» Андижан, Узбекистан. 2020 г. -С. 137-139

8. Э.Д.Маматов. Физико-химические аспекты переработки боросиликатного сырья Таджикистана // Научный бюллетень. Серия: Химия, 2020, №3(47), -С. 43-53

СВОЙСТВА, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, МЕХАНИЗМ И ФОРМА БОРА В РАСТВОРАХ И ПОЛУЧЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ДАНБУРИТА

В данной статье приведены результаты исследования механизма и формы нахождения бора в водных растворах и получение борной кислоты из данбуритовых руд месторождения АК-Архар. Установлены новые методики определения оксида бора в присутствии маннита и этиленгликоля Показана общая методика и практические применения методик определения оксида бора в растворах.

Ключевые слова: данбуритовая руда - борная кислота - методика анализа - растворы

THE PROPERTIES, METHODS OF ANALYSIS, MECHANISM AND FORM OF BORON IN SOLUTIONS AND PREPARATION OF BORIC ACID FROM DANBURITE

This article presents the results of the study of the mechanism and form of boron finding in aqueous solutions and the production of boric acidfrom danburite ores of the AK-Arhar deposit. New methods for the determination of boron oxide in the presence of mannitol and ethylene glycol have been established. The general methodology andpractical applications of methods for the determination of boron oxide in solutions are shown.

Key words: danburite ore-boric acid - method of analysis-solutions Сведения об авторе:

Маматов Э.Д. - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института химии им. В.И. Никитина Национальной академии наук Таджикистана, 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2 About the author:

Mamatov E. D. - Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher of V. I. Nikitin Institute of Chemistry of the National Academy of Sciences of Tajikistan, 734063, Republic of Tajikistan, Dushanbe, Aini str., 299/2

УДК 534.2:546.3

О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ Ag-Te

Нуров К.БНасруллоев Х., Джураев Т.Дж., Мухаббатов Х.К., Ходжиев Г.К

ТГПУ имени Садриддина Айни, ТТУ имени академика М. Осими

Появление двух несмешивающихся жидкостей в монотектических сплавах при температуре выше монотектики приводит к структурным соотношениям. При катастрофическом и достаточном времене две металлические и полупроводниковые жидкости разделяются на два слоя, расположенных в соответствии с их плотностью: легкий слой будет находиться сверху, как слой масла над водой. Однако вполне возможно, что обе металлические или полупроводниковые жидкости образуют мелкодисперсную эмульсию, в которой мелкие капельки одной жидкости взвешены в другой. Какой из этих возможных случаев будет наблюдаться при данном режиме нагрева и охлаждения, будет зависеть от физико- химических характеристик исследуемых металлической или полупроводниковой системы, от условий образования второй жидкости и от возможностей расслоения жидкостей. Экспериментальные данные об этих характеристиках металлов и полупроводников в настоящее время в научных журналах отсутствуют и недостаточно изучены. В связи с изложенным вопрос о возможности образования мелкодисперсных эмульсии и

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.