UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И...

1

Transcript of UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И...

Page 1: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

Научный журнал

Издается ежемесячно с ноября 2013 года

Является печатной версией сетевого журнала

Universum химия и биология

Выпуск 9(51)

Сентябрь 2018

Москва

2018

УДК 54+57

ББК 24+28

U55

Главный редактор

Козьминых Владислав Олегович д-р хим наук

Члены редакционной коллегии

Аронбаев Сергей Дмитриевич д-р хим наук

Безрядин Сергей Геннадьевич канд хим наук

Борисов Иван Михайлович д-р хим наук

Винокурова Наталья Владимировна ndash канд биол наук

Гусев Николай Федорович д-р биол наук

Ердаков Лев Николаевич д-р биол наук

Козьминых Елена Николаевна канд хим наук д-р фарм наук

Кунавина Елена Александровна канд хим наук

Ларионов Максим Викторович д-р биол наук

Левенец Татьяна Васильевна канд хим наук

Муковоз Пётр Петрович канд хим наук

Саттаров Венер Нуруллович д-р биол наук

Сулеймен Ерлан Мэлсулы канд хим наук PhD

Ткачева Татьяна Александровна канд хим наук

Харченко Виктория Евгеньевна канд биол наук

Яковишина Татьяна Федоровна канд с-х наук

U55 Universum химия и биология научный журнал ndash 9(51) М Изд

laquoМЦНОraquo 2018 ndash 44 с ndash Электрон версия печ публ ndash

http7universumcomrunaturearchivecategory9-51

ISSN (печверсии) 2500-1280

ISSN (элверсии) 2311-5459

DOI 1032743UniChem2018519

Учредитель и издатель ООО laquoМЦНОraquo

ББК 24+28

copy ООО laquoМЦНОraquo 2018 г

Содержание

Биологические науки 4

Физико-химическая биология 4

Биохимия 4

CОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА Дмухальская Евгения Богдановна

4

Химические науки 7

Аналитическая химия 7

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ Жураев Илхом Икромович Сманова Зулайхо Асаналиевна

7

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II) ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ Сманова Зулайхо Асаналиевна Мадусманова Назира Кучкарбаевна

11

Коллоидная химия 14

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ НИТРИТ СОДАЛИТ Эргашев Ойбек Каримович Рахматкариева Фируза Гайратовна Абдурахмонов Элдор Баратович Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

14

Неорганическая химия 18

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ Туракулов Жахонгир Улугбекович Азизов Тохир Азизович

18

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ Реймов Каржаубай Даулетбаевич Кучаров Бахром Хайриевич Каипбергенов Атабек Тулепбергенович Эркаев Актам Улашевич Тоиров Зокир Каландарович Закиров Бахтияр Сабиржанович

25

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ Эркаев Актам Улашевич Тоиров Зокир Каландарович Закиров Бахтияр Сабиржанович Реймов Каржаубай Даулетбаевич Кучаров Бахром Хайриевич Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

31

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O Худойбердиев Фазлидин Исроилович

36

Химия элементоорганических соединений 39

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ Аскаров Ибрагим Рахмонович Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович Тулаков Нурилло Касимович Исаев Юсуп Таджимаматович

39

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Дмухальская ЕБ Cостояние иммунной системы у крыс разного возраста при

действии тяжелых металлов и раундапа Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6327

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

БИОХИМИЯ

СОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА

ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА

Дмухальская Евгения Богдановна

канд биол наук доцент ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицинский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ Украиныrdquo

Украина г Тернополь E-mail dmukhalskatdmueduua

THE STATE OF THE IMMUNE SYSTEM IN DIFFERENT AGE RATS

AFFECTED BY THE HEAVY METALS AND ROUNDUP

Yevheniya Dmukhalska

Candidate of biological sciences PhD associate professor of SHEI laquoIYa Horbachevsky Ternopil state medical university of Ministry of Health of Ukrainerdquo

Ukraine Ternopil

АННОТАЦИЯ

Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных групп полового со-

зревания половой зрелости и старые животные которым внутрижелудочно в течение 30-ти суток вводили вод-

ные растворы ацетата свинца сульфата меди и глифосата (в форме гербицида раундапа) Установлено что у крыс

при комбинированном действии глифосата (в форме раундапа) ацетата свинца сульфата меди с возрастом уве-

личивается содержание циркулирующих иммунных комплексов Под действием тяжёлых металлов и раундапа

концентрация иммуноглобулинов понижается в крови крыс всех возрастных групп

ABSTRACT

The experiments were carried out on laboratory nonlinear white male rats of three age groups puberty mature and

old animals The rats received intragastrically for 30 days the lead acetate copper sulfate glyphosate (in herbicide

Roundup) It has been established that the content of circulating immune complexes increases as a result of combined

action of glyphosate (in form of Roundup herbicide) Lead acetate Copper sulfate in different age rats There was a

significant decrease concentration of immunoglobulins in the blood of all age groups rats

Ключевые слова иммунная система иммуноглобулины цитокины глифосат ацетат свинца сульфат меди

Keywords immune system immunoglobulins cytokines glyphosate lead acetate copper sulfate

________________________________________________________________________________________________

Попадая в клетки ионы свинца меди (как и мно-

гих других тяжелых металлов) дезактивируют фер-

менты за счет связывания сульфгидрильных групп

белковой составляющей ферментов и образования -

S-Pb-S- S-Cu-S- комплексов Свинец замедляет по-

знавательное и интеллектуальное развитие детей

Под действием свинца увеличивается кровяное дав-

ление что вызывает сердечно-сосудистые заболева-

ния нарушается функционирование нервной си-

стемы что сопровождается головной болью

головокружением повышенной раздражительно-

стью нарушением сна ухудшением памяти мышеч-

ной гипотонией потливостью Свинец может заме-

нять кальций в костях становясь постоянным

источником отравления Органические соединения

свинца еще более токсичны Избыточное количество

меди вызывает подобные нарушения биологических

функций организма человека [1 2 9] Не менее ток-

сичными являются фосфорорганические пестициды

9 (51) сентябрь 2018 г

5

которые влияют на нервную мышечную и другие си-

стемы человека [3 12]

Целью нашей работы было исследование влия-

ния комбинированного действия ацетата свинца

сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на им-

мунную систему крыс разного возраста

Опыты проводили на лабораторных нелинейных

белых крысах-самцах трех возрастных периодов по-

лового созревания (молодые масса тела 70-90 г и воз-

раст 1-3 месяцев) половозрелые (масса 170-210 г и

возраст 5-8 месяцев) и старые (масса тела 250-300 г и

возраст 20-24 месяцев) животные Возраст крыс

определяли по схеме ВИ Махинько и НН Ники-

тина [7]

Интоксикацию у крыс моделировали путем одно-

временного и раздельного ежедневного приема внут-

рижелудочно в течение 30 суток водных растворов

ацетата свинца в дозе 11 мгкг массы тела (120 LD50)

сульфата меди в дозе 13 мгкг массы тела (120 LD50)

глифосата (в форме гербицида раундапа) в дозе 250

мгкг массы тела (120 LD50) В качестве контроля ис-

пользовали интактных крыс соответствующего воз-

раста которым вводили питьевую водопроводную

дехлорированную воду

Подопытные животные всех возрастных перио-

дов были распределены на следующие группы I ndash

интактные (контрольные) II ndash животные которым

вводили ацетат свинца ІІІ ndash сульфат меди IV ndash ра-

ундап V ndash животные которым вводили все вышепе-

речисленные токсиканты На 31-е сутки после по-

следнего введения ксенобиотиков животных

выводили из эксперимента в условиях тиопентал-

натриевого наркоза

Гуморальную систему иммунитета оценивали по

уровню иммуноглобулинов класса IgA IgM IgG в

сыворотке крови биохимическим методом [5]

Все подопытные крысы находились в виварии

ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицин-

ский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ

Украиныrdquo на стандартном рационе в соответствии с

санитарно-гигиеническими нормами Все экспери-

менты и содержание животных проводили в соответ-

ствии с национальными (Закон Украины 3447-IV

О защите животных от жестокого обращения 2006)

и международными (laquoЕвропейская конвенция о за-

щите позвоночных животных используемых для экс-

периментов и других научных целейraquo Страсбург

1986) общими правилами и рекомендациями о гуман-

ном обращении с лабораторными животными [4 6

11]

Статистическую обработку цифровых данных

осуществляли с помощью программного обеспече-

ния Excel (Microsoft США) и Statistica 60 (Statsoft

США) с использованием непараметрических мето-

дов оценки полученных данных Для всех показате-

лей рассчитывали значение средней арифметической

выборки (M) ее дисперсию и ошибку среднего (m)

Достоверность различий значений между независи-

мыми количественными величинами определяли с

помощью критерия Манна-Уитни Изменения счи-

тали статистически достоверными при р lt 005 [10]

На возрастные особенности функционирования

иммунной системы влияют как экзогенные так и эн-

догенные факторы [8] Нами проведены исследова-

ния по изучению влияния солей тяжёлых металлов и

глифосата в форме раундапа на гуморальную иммун-

ную систему

Результаты наших исследований показали что с

возрастом повышается концентрация циркулирую-

щих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобу-

линов в сыворотке крови интактных животных (табл

1) Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс

выше на 40 а старых ndash на 65 по сравнению с

неполовозрелыми животными Такую тенденцию

наблюдали при анализе концентрации иммуноглобу-

линов Введение крысам раствора ацетата свинца

привело к росту ЦИК во всех возрастных группах

Этот показатель у молодых животных вырос на 57

а у взрослых и старых ndash на 29 и 53 соответ-

ственно по сравнению с контролем При комбиниро-

ванном действии всех изученных ксенобиотиков со-

держание ЦИК выросло в сыворотке крови

неполовозрелых животных на 96 половозрелых ndash

на 42 старых ndash на 68

При анализе комбинированного и раздельного

влияния солей тяжелых металлов и раундапа на кон-

центрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы

наблюдали уменьшение этих показателей во всех

возрастных группах и при действии всех ксенобиоти-

ков Наименее выраженные изменения концентрации

иммуноглобулинов наблюдались при действии суль-

фата меди так у молодых крыс концентрация IgA со-

ставляла 85 IgG ndash 88 IgM ndash 86 от уровня им-

муноглобулинов у интактных животных В

организме взрослых крыс получавших сульфат

меди концентрация иммуноглобулинов снизилась на

5-7 а у старых крыс концентрация IgA изменилась

на 23 IgG ndash на 11 IgM ndash на 27 в сравнении с

контролем

При использовании как ксенобиотика раундапа

мы наблюдали более значительные изменения кон-

центрации иммуноглобулинов в сыворотке крови мо-

лодых и старых крыс в сравнении с взрослыми жи-

вотными Так в сыворотке крови молодых и старых

животных концентрация IgA и IgM составляла 80

а IgG ndash 72 и 79 соответственно от уровня имму-

ноглобулинов интактных животных Это можно объ-

яснить тем что у молодых крыс еще не сформиро-

вана окончательно иммунная система а у старых

животных наблюдается дисфункция иммунитета [5]

При комбинированном действии раундапа суль-

фата меди и ацетата цинка концентрация иммуногло-

булинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась

на 38 для IgA на 32 для IgG на 25 для IgM

Анализируя данные наших исследований можно

считать что использованные токсиканты подавляют

функции клеточного звена иммунитета у животных

всех возрастов особенно ndash у животных молодого воз-

раста у которых еще недостаточно сформирована

иммунная система

9 (51) сентябрь 2018 г

6

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата

свинца сульфата меди глифосата и их сочетания (Мm n=10)

Возраст Показатель

Группы животных крысы

Интактные CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап

Комбини-

рованное

действие

Неполовозрелые

ЦИК уол 33621 42324 52925 56828 65824

IgA гл 113004 097001 084002 090002 070001

IgG гл 419009 370009 300004 356002 285003

IgM гл 858008 741009 705010 701001 664007

Половозрелые

ЦИК уол 47120 51317 60623 61223 66834

IgA гл 204003 195001 190002 191002 184002

IgG гл 541008 503009 474004 473005 428005

IgM гл 982010 904008 802014 848010 794012

Старые

ЦИК уол 55720 75532 85125 81228 93328

IgA гл 289004 224003 201 002 230002 192002

IgG гл 608002 542008 481008 572009 427007

IgM гл 1067011 905010 774010 858011 721010

Примечание ndash достоверные отличия показателей от интактных животных (р 005)

По результатам проведенных исследований уста-

новлены иммунологические изменения в организме

животных всех возрастных групп при действии солей

тяжелых металлов и фосфорорганического пести-

цида раундапа

Список литературы

1 Балан ГМ Юрченко ИВ Игнатенко ЛВ К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нару-

шений при хронической свинцовой интоксикации Совр пробл токсикол ndash 2003 ndash 4 ndash С 50-56

2 Гнатейко О З Лукrsquoяненко Н С Екогенетичні аспекти патології людини спричиненої впливом шкідливих

факторів зовнішнього середовища Здоровье ребенка ndash 2007 ndash 6 (9) ndash С 82-87

3 Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів дозволених до використання в Україні ndash Міністерство

охорони навколишнього природного середовища України Київ ndash 2009 ndash 304 с

4 Закон України Про захист тварин від жорстокого поводження від 21022006 р 3447

5 Кишкун АА Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клини-

ческой практике ndash М МИА 2009 ndash712 с

6 Кожемrsquoякіна ЮМ Хромова ОС Філоненко МА Науково-практичні рекомендації з утримання лаборатор-

них тварин та робота з ними ndash К Авіцена 2002 ndash 156 с

7 Махинько ВИ Никитин ВН Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни

белых крыс Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития ndash Киев 1975 ndash С 308-

326

8 Система цитокинов Теоретические и клинические аспекты Под ред акад РАМН ВА Козлова и дмн

СВ Сенникова ndash Новосибирск Наука 2004 ndash 344 с

9 Трахтенберг И М Книга о ядах и отравлениях ndash К Наукова думка 2000 ndash 366 с

10 Cotton S Soundbite molecules Education in Chemistry ndash 2005 ndash Vol 42 ndash 2 ndash P 34

11 European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes ndash

Council of Europe Strasbourg 1986 ndash 123 ndash 52 p

12 Rosner B Fundamentals of biostatistics ndash Boston USA 2010 ndash 859 p

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 2: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

УДК 54+57

ББК 24+28

U55

Главный редактор

Козьминых Владислав Олегович д-р хим наук

Члены редакционной коллегии

Аронбаев Сергей Дмитриевич д-р хим наук

Безрядин Сергей Геннадьевич канд хим наук

Борисов Иван Михайлович д-р хим наук

Винокурова Наталья Владимировна ndash канд биол наук

Гусев Николай Федорович д-р биол наук

Ердаков Лев Николаевич д-р биол наук

Козьминых Елена Николаевна канд хим наук д-р фарм наук

Кунавина Елена Александровна канд хим наук

Ларионов Максим Викторович д-р биол наук

Левенец Татьяна Васильевна канд хим наук

Муковоз Пётр Петрович канд хим наук

Саттаров Венер Нуруллович д-р биол наук

Сулеймен Ерлан Мэлсулы канд хим наук PhD

Ткачева Татьяна Александровна канд хим наук

Харченко Виктория Евгеньевна канд биол наук

Яковишина Татьяна Федоровна канд с-х наук

U55 Universum химия и биология научный журнал ndash 9(51) М Изд

laquoМЦНОraquo 2018 ndash 44 с ndash Электрон версия печ публ ndash

http7universumcomrunaturearchivecategory9-51

ISSN (печверсии) 2500-1280

ISSN (элверсии) 2311-5459

DOI 1032743UniChem2018519

Учредитель и издатель ООО laquoМЦНОraquo

ББК 24+28

copy ООО laquoМЦНОraquo 2018 г

Содержание

Биологические науки 4

Физико-химическая биология 4

Биохимия 4

CОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА Дмухальская Евгения Богдановна

4

Химические науки 7

Аналитическая химия 7

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ Жураев Илхом Икромович Сманова Зулайхо Асаналиевна

7

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II) ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ Сманова Зулайхо Асаналиевна Мадусманова Назира Кучкарбаевна

11

Коллоидная химия 14

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ НИТРИТ СОДАЛИТ Эргашев Ойбек Каримович Рахматкариева Фируза Гайратовна Абдурахмонов Элдор Баратович Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

14

Неорганическая химия 18

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ Туракулов Жахонгир Улугбекович Азизов Тохир Азизович

18

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ Реймов Каржаубай Даулетбаевич Кучаров Бахром Хайриевич Каипбергенов Атабек Тулепбергенович Эркаев Актам Улашевич Тоиров Зокир Каландарович Закиров Бахтияр Сабиржанович

25

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ Эркаев Актам Улашевич Тоиров Зокир Каландарович Закиров Бахтияр Сабиржанович Реймов Каржаубай Даулетбаевич Кучаров Бахром Хайриевич Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

31

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O Худойбердиев Фазлидин Исроилович

36

Химия элементоорганических соединений 39

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ Аскаров Ибрагим Рахмонович Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович Тулаков Нурилло Касимович Исаев Юсуп Таджимаматович

39

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Дмухальская ЕБ Cостояние иммунной системы у крыс разного возраста при

действии тяжелых металлов и раундапа Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6327

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

БИОХИМИЯ

СОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА

ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА

Дмухальская Евгения Богдановна

канд биол наук доцент ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицинский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ Украиныrdquo

Украина г Тернополь E-mail dmukhalskatdmueduua

THE STATE OF THE IMMUNE SYSTEM IN DIFFERENT AGE RATS

AFFECTED BY THE HEAVY METALS AND ROUNDUP

Yevheniya Dmukhalska

Candidate of biological sciences PhD associate professor of SHEI laquoIYa Horbachevsky Ternopil state medical university of Ministry of Health of Ukrainerdquo

Ukraine Ternopil

АННОТАЦИЯ

Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных групп полового со-

зревания половой зрелости и старые животные которым внутрижелудочно в течение 30-ти суток вводили вод-

ные растворы ацетата свинца сульфата меди и глифосата (в форме гербицида раундапа) Установлено что у крыс

при комбинированном действии глифосата (в форме раундапа) ацетата свинца сульфата меди с возрастом уве-

личивается содержание циркулирующих иммунных комплексов Под действием тяжёлых металлов и раундапа

концентрация иммуноглобулинов понижается в крови крыс всех возрастных групп

ABSTRACT

The experiments were carried out on laboratory nonlinear white male rats of three age groups puberty mature and

old animals The rats received intragastrically for 30 days the lead acetate copper sulfate glyphosate (in herbicide

Roundup) It has been established that the content of circulating immune complexes increases as a result of combined

action of glyphosate (in form of Roundup herbicide) Lead acetate Copper sulfate in different age rats There was a

significant decrease concentration of immunoglobulins in the blood of all age groups rats

Ключевые слова иммунная система иммуноглобулины цитокины глифосат ацетат свинца сульфат меди

Keywords immune system immunoglobulins cytokines glyphosate lead acetate copper sulfate

________________________________________________________________________________________________

Попадая в клетки ионы свинца меди (как и мно-

гих других тяжелых металлов) дезактивируют фер-

менты за счет связывания сульфгидрильных групп

белковой составляющей ферментов и образования -

S-Pb-S- S-Cu-S- комплексов Свинец замедляет по-

знавательное и интеллектуальное развитие детей

Под действием свинца увеличивается кровяное дав-

ление что вызывает сердечно-сосудистые заболева-

ния нарушается функционирование нервной си-

стемы что сопровождается головной болью

головокружением повышенной раздражительно-

стью нарушением сна ухудшением памяти мышеч-

ной гипотонией потливостью Свинец может заме-

нять кальций в костях становясь постоянным

источником отравления Органические соединения

свинца еще более токсичны Избыточное количество

меди вызывает подобные нарушения биологических

функций организма человека [1 2 9] Не менее ток-

сичными являются фосфорорганические пестициды

9 (51) сентябрь 2018 г

5

которые влияют на нервную мышечную и другие си-

стемы человека [3 12]

Целью нашей работы было исследование влия-

ния комбинированного действия ацетата свинца

сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на им-

мунную систему крыс разного возраста

Опыты проводили на лабораторных нелинейных

белых крысах-самцах трех возрастных периодов по-

лового созревания (молодые масса тела 70-90 г и воз-

раст 1-3 месяцев) половозрелые (масса 170-210 г и

возраст 5-8 месяцев) и старые (масса тела 250-300 г и

возраст 20-24 месяцев) животные Возраст крыс

определяли по схеме ВИ Махинько и НН Ники-

тина [7]

Интоксикацию у крыс моделировали путем одно-

временного и раздельного ежедневного приема внут-

рижелудочно в течение 30 суток водных растворов

ацетата свинца в дозе 11 мгкг массы тела (120 LD50)

сульфата меди в дозе 13 мгкг массы тела (120 LD50)

глифосата (в форме гербицида раундапа) в дозе 250

мгкг массы тела (120 LD50) В качестве контроля ис-

пользовали интактных крыс соответствующего воз-

раста которым вводили питьевую водопроводную

дехлорированную воду

Подопытные животные всех возрастных перио-

дов были распределены на следующие группы I ndash

интактные (контрольные) II ndash животные которым

вводили ацетат свинца ІІІ ndash сульфат меди IV ndash ра-

ундап V ndash животные которым вводили все вышепе-

речисленные токсиканты На 31-е сутки после по-

следнего введения ксенобиотиков животных

выводили из эксперимента в условиях тиопентал-

натриевого наркоза

Гуморальную систему иммунитета оценивали по

уровню иммуноглобулинов класса IgA IgM IgG в

сыворотке крови биохимическим методом [5]

Все подопытные крысы находились в виварии

ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицин-

ский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ

Украиныrdquo на стандартном рационе в соответствии с

санитарно-гигиеническими нормами Все экспери-

менты и содержание животных проводили в соответ-

ствии с национальными (Закон Украины 3447-IV

О защите животных от жестокого обращения 2006)

и международными (laquoЕвропейская конвенция о за-

щите позвоночных животных используемых для экс-

периментов и других научных целейraquo Страсбург

1986) общими правилами и рекомендациями о гуман-

ном обращении с лабораторными животными [4 6

11]

Статистическую обработку цифровых данных

осуществляли с помощью программного обеспече-

ния Excel (Microsoft США) и Statistica 60 (Statsoft

США) с использованием непараметрических мето-

дов оценки полученных данных Для всех показате-

лей рассчитывали значение средней арифметической

выборки (M) ее дисперсию и ошибку среднего (m)

Достоверность различий значений между независи-

мыми количественными величинами определяли с

помощью критерия Манна-Уитни Изменения счи-

тали статистически достоверными при р lt 005 [10]

На возрастные особенности функционирования

иммунной системы влияют как экзогенные так и эн-

догенные факторы [8] Нами проведены исследова-

ния по изучению влияния солей тяжёлых металлов и

глифосата в форме раундапа на гуморальную иммун-

ную систему

Результаты наших исследований показали что с

возрастом повышается концентрация циркулирую-

щих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобу-

линов в сыворотке крови интактных животных (табл

1) Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс

выше на 40 а старых ndash на 65 по сравнению с

неполовозрелыми животными Такую тенденцию

наблюдали при анализе концентрации иммуноглобу-

линов Введение крысам раствора ацетата свинца

привело к росту ЦИК во всех возрастных группах

Этот показатель у молодых животных вырос на 57

а у взрослых и старых ndash на 29 и 53 соответ-

ственно по сравнению с контролем При комбиниро-

ванном действии всех изученных ксенобиотиков со-

держание ЦИК выросло в сыворотке крови

неполовозрелых животных на 96 половозрелых ndash

на 42 старых ndash на 68

При анализе комбинированного и раздельного

влияния солей тяжелых металлов и раундапа на кон-

центрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы

наблюдали уменьшение этих показателей во всех

возрастных группах и при действии всех ксенобиоти-

ков Наименее выраженные изменения концентрации

иммуноглобулинов наблюдались при действии суль-

фата меди так у молодых крыс концентрация IgA со-

ставляла 85 IgG ndash 88 IgM ndash 86 от уровня им-

муноглобулинов у интактных животных В

организме взрослых крыс получавших сульфат

меди концентрация иммуноглобулинов снизилась на

5-7 а у старых крыс концентрация IgA изменилась

на 23 IgG ndash на 11 IgM ndash на 27 в сравнении с

контролем

При использовании как ксенобиотика раундапа

мы наблюдали более значительные изменения кон-

центрации иммуноглобулинов в сыворотке крови мо-

лодых и старых крыс в сравнении с взрослыми жи-

вотными Так в сыворотке крови молодых и старых

животных концентрация IgA и IgM составляла 80

а IgG ndash 72 и 79 соответственно от уровня имму-

ноглобулинов интактных животных Это можно объ-

яснить тем что у молодых крыс еще не сформиро-

вана окончательно иммунная система а у старых

животных наблюдается дисфункция иммунитета [5]

При комбинированном действии раундапа суль-

фата меди и ацетата цинка концентрация иммуногло-

булинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась

на 38 для IgA на 32 для IgG на 25 для IgM

Анализируя данные наших исследований можно

считать что использованные токсиканты подавляют

функции клеточного звена иммунитета у животных

всех возрастов особенно ndash у животных молодого воз-

раста у которых еще недостаточно сформирована

иммунная система

9 (51) сентябрь 2018 г

6

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата

свинца сульфата меди глифосата и их сочетания (Мm n=10)

Возраст Показатель

Группы животных крысы

Интактные CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап

Комбини-

рованное

действие

Неполовозрелые

ЦИК уол 33621 42324 52925 56828 65824

IgA гл 113004 097001 084002 090002 070001

IgG гл 419009 370009 300004 356002 285003

IgM гл 858008 741009 705010 701001 664007

Половозрелые

ЦИК уол 47120 51317 60623 61223 66834

IgA гл 204003 195001 190002 191002 184002

IgG гл 541008 503009 474004 473005 428005

IgM гл 982010 904008 802014 848010 794012

Старые

ЦИК уол 55720 75532 85125 81228 93328

IgA гл 289004 224003 201 002 230002 192002

IgG гл 608002 542008 481008 572009 427007

IgM гл 1067011 905010 774010 858011 721010

Примечание ndash достоверные отличия показателей от интактных животных (р 005)

По результатам проведенных исследований уста-

новлены иммунологические изменения в организме

животных всех возрастных групп при действии солей

тяжелых металлов и фосфорорганического пести-

цида раундапа

Список литературы

1 Балан ГМ Юрченко ИВ Игнатенко ЛВ К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нару-

шений при хронической свинцовой интоксикации Совр пробл токсикол ndash 2003 ndash 4 ndash С 50-56

2 Гнатейко О З Лукrsquoяненко Н С Екогенетичні аспекти патології людини спричиненої впливом шкідливих

факторів зовнішнього середовища Здоровье ребенка ndash 2007 ndash 6 (9) ndash С 82-87

3 Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів дозволених до використання в Україні ndash Міністерство

охорони навколишнього природного середовища України Київ ndash 2009 ndash 304 с

4 Закон України Про захист тварин від жорстокого поводження від 21022006 р 3447

5 Кишкун АА Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клини-

ческой практике ndash М МИА 2009 ndash712 с

6 Кожемrsquoякіна ЮМ Хромова ОС Філоненко МА Науково-практичні рекомендації з утримання лаборатор-

них тварин та робота з ними ndash К Авіцена 2002 ndash 156 с

7 Махинько ВИ Никитин ВН Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни

белых крыс Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития ndash Киев 1975 ndash С 308-

326

8 Система цитокинов Теоретические и клинические аспекты Под ред акад РАМН ВА Козлова и дмн

СВ Сенникова ndash Новосибирск Наука 2004 ndash 344 с

9 Трахтенберг И М Книга о ядах и отравлениях ndash К Наукова думка 2000 ndash 366 с

10 Cotton S Soundbite molecules Education in Chemistry ndash 2005 ndash Vol 42 ndash 2 ndash P 34

11 European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes ndash

Council of Europe Strasbourg 1986 ndash 123 ndash 52 p

12 Rosner B Fundamentals of biostatistics ndash Boston USA 2010 ndash 859 p

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 3: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

Содержание

Биологические науки 4

Физико-химическая биология 4

Биохимия 4

CОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА Дмухальская Евгения Богдановна

4

Химические науки 7

Аналитическая химия 7

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ Жураев Илхом Икромович Сманова Зулайхо Асаналиевна

7

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II) ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ Сманова Зулайхо Асаналиевна Мадусманова Назира Кучкарбаевна

11

Коллоидная химия 14

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ НИТРИТ СОДАЛИТ Эргашев Ойбек Каримович Рахматкариева Фируза Гайратовна Абдурахмонов Элдор Баратович Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

14

Неорганическая химия 18

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ Туракулов Жахонгир Улугбекович Азизов Тохир Азизович

18

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ Реймов Каржаубай Даулетбаевич Кучаров Бахром Хайриевич Каипбергенов Атабек Тулепбергенович Эркаев Актам Улашевич Тоиров Зокир Каландарович Закиров Бахтияр Сабиржанович

25

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ Эркаев Актам Улашевич Тоиров Зокир Каландарович Закиров Бахтияр Сабиржанович Реймов Каржаубай Даулетбаевич Кучаров Бахром Хайриевич Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

31

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O Худойбердиев Фазлидин Исроилович

36

Химия элементоорганических соединений 39

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ Аскаров Ибрагим Рахмонович Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович Тулаков Нурилло Касимович Исаев Юсуп Таджимаматович

39

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Дмухальская ЕБ Cостояние иммунной системы у крыс разного возраста при

действии тяжелых металлов и раундапа Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6327

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

БИОХИМИЯ

СОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА

ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА

Дмухальская Евгения Богдановна

канд биол наук доцент ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицинский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ Украиныrdquo

Украина г Тернополь E-mail dmukhalskatdmueduua

THE STATE OF THE IMMUNE SYSTEM IN DIFFERENT AGE RATS

AFFECTED BY THE HEAVY METALS AND ROUNDUP

Yevheniya Dmukhalska

Candidate of biological sciences PhD associate professor of SHEI laquoIYa Horbachevsky Ternopil state medical university of Ministry of Health of Ukrainerdquo

Ukraine Ternopil

АННОТАЦИЯ

Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных групп полового со-

зревания половой зрелости и старые животные которым внутрижелудочно в течение 30-ти суток вводили вод-

ные растворы ацетата свинца сульфата меди и глифосата (в форме гербицида раундапа) Установлено что у крыс

при комбинированном действии глифосата (в форме раундапа) ацетата свинца сульфата меди с возрастом уве-

личивается содержание циркулирующих иммунных комплексов Под действием тяжёлых металлов и раундапа

концентрация иммуноглобулинов понижается в крови крыс всех возрастных групп

ABSTRACT

The experiments were carried out on laboratory nonlinear white male rats of three age groups puberty mature and

old animals The rats received intragastrically for 30 days the lead acetate copper sulfate glyphosate (in herbicide

Roundup) It has been established that the content of circulating immune complexes increases as a result of combined

action of glyphosate (in form of Roundup herbicide) Lead acetate Copper sulfate in different age rats There was a

significant decrease concentration of immunoglobulins in the blood of all age groups rats

Ключевые слова иммунная система иммуноглобулины цитокины глифосат ацетат свинца сульфат меди

Keywords immune system immunoglobulins cytokines glyphosate lead acetate copper sulfate

________________________________________________________________________________________________

Попадая в клетки ионы свинца меди (как и мно-

гих других тяжелых металлов) дезактивируют фер-

менты за счет связывания сульфгидрильных групп

белковой составляющей ферментов и образования -

S-Pb-S- S-Cu-S- комплексов Свинец замедляет по-

знавательное и интеллектуальное развитие детей

Под действием свинца увеличивается кровяное дав-

ление что вызывает сердечно-сосудистые заболева-

ния нарушается функционирование нервной си-

стемы что сопровождается головной болью

головокружением повышенной раздражительно-

стью нарушением сна ухудшением памяти мышеч-

ной гипотонией потливостью Свинец может заме-

нять кальций в костях становясь постоянным

источником отравления Органические соединения

свинца еще более токсичны Избыточное количество

меди вызывает подобные нарушения биологических

функций организма человека [1 2 9] Не менее ток-

сичными являются фосфорорганические пестициды

9 (51) сентябрь 2018 г

5

которые влияют на нервную мышечную и другие си-

стемы человека [3 12]

Целью нашей работы было исследование влия-

ния комбинированного действия ацетата свинца

сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на им-

мунную систему крыс разного возраста

Опыты проводили на лабораторных нелинейных

белых крысах-самцах трех возрастных периодов по-

лового созревания (молодые масса тела 70-90 г и воз-

раст 1-3 месяцев) половозрелые (масса 170-210 г и

возраст 5-8 месяцев) и старые (масса тела 250-300 г и

возраст 20-24 месяцев) животные Возраст крыс

определяли по схеме ВИ Махинько и НН Ники-

тина [7]

Интоксикацию у крыс моделировали путем одно-

временного и раздельного ежедневного приема внут-

рижелудочно в течение 30 суток водных растворов

ацетата свинца в дозе 11 мгкг массы тела (120 LD50)

сульфата меди в дозе 13 мгкг массы тела (120 LD50)

глифосата (в форме гербицида раундапа) в дозе 250

мгкг массы тела (120 LD50) В качестве контроля ис-

пользовали интактных крыс соответствующего воз-

раста которым вводили питьевую водопроводную

дехлорированную воду

Подопытные животные всех возрастных перио-

дов были распределены на следующие группы I ndash

интактные (контрольные) II ndash животные которым

вводили ацетат свинца ІІІ ndash сульфат меди IV ndash ра-

ундап V ndash животные которым вводили все вышепе-

речисленные токсиканты На 31-е сутки после по-

следнего введения ксенобиотиков животных

выводили из эксперимента в условиях тиопентал-

натриевого наркоза

Гуморальную систему иммунитета оценивали по

уровню иммуноглобулинов класса IgA IgM IgG в

сыворотке крови биохимическим методом [5]

Все подопытные крысы находились в виварии

ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицин-

ский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ

Украиныrdquo на стандартном рационе в соответствии с

санитарно-гигиеническими нормами Все экспери-

менты и содержание животных проводили в соответ-

ствии с национальными (Закон Украины 3447-IV

О защите животных от жестокого обращения 2006)

и международными (laquoЕвропейская конвенция о за-

щите позвоночных животных используемых для экс-

периментов и других научных целейraquo Страсбург

1986) общими правилами и рекомендациями о гуман-

ном обращении с лабораторными животными [4 6

11]

Статистическую обработку цифровых данных

осуществляли с помощью программного обеспече-

ния Excel (Microsoft США) и Statistica 60 (Statsoft

США) с использованием непараметрических мето-

дов оценки полученных данных Для всех показате-

лей рассчитывали значение средней арифметической

выборки (M) ее дисперсию и ошибку среднего (m)

Достоверность различий значений между независи-

мыми количественными величинами определяли с

помощью критерия Манна-Уитни Изменения счи-

тали статистически достоверными при р lt 005 [10]

На возрастные особенности функционирования

иммунной системы влияют как экзогенные так и эн-

догенные факторы [8] Нами проведены исследова-

ния по изучению влияния солей тяжёлых металлов и

глифосата в форме раундапа на гуморальную иммун-

ную систему

Результаты наших исследований показали что с

возрастом повышается концентрация циркулирую-

щих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобу-

линов в сыворотке крови интактных животных (табл

1) Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс

выше на 40 а старых ndash на 65 по сравнению с

неполовозрелыми животными Такую тенденцию

наблюдали при анализе концентрации иммуноглобу-

линов Введение крысам раствора ацетата свинца

привело к росту ЦИК во всех возрастных группах

Этот показатель у молодых животных вырос на 57

а у взрослых и старых ndash на 29 и 53 соответ-

ственно по сравнению с контролем При комбиниро-

ванном действии всех изученных ксенобиотиков со-

держание ЦИК выросло в сыворотке крови

неполовозрелых животных на 96 половозрелых ndash

на 42 старых ndash на 68

При анализе комбинированного и раздельного

влияния солей тяжелых металлов и раундапа на кон-

центрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы

наблюдали уменьшение этих показателей во всех

возрастных группах и при действии всех ксенобиоти-

ков Наименее выраженные изменения концентрации

иммуноглобулинов наблюдались при действии суль-

фата меди так у молодых крыс концентрация IgA со-

ставляла 85 IgG ndash 88 IgM ndash 86 от уровня им-

муноглобулинов у интактных животных В

организме взрослых крыс получавших сульфат

меди концентрация иммуноглобулинов снизилась на

5-7 а у старых крыс концентрация IgA изменилась

на 23 IgG ndash на 11 IgM ndash на 27 в сравнении с

контролем

При использовании как ксенобиотика раундапа

мы наблюдали более значительные изменения кон-

центрации иммуноглобулинов в сыворотке крови мо-

лодых и старых крыс в сравнении с взрослыми жи-

вотными Так в сыворотке крови молодых и старых

животных концентрация IgA и IgM составляла 80

а IgG ndash 72 и 79 соответственно от уровня имму-

ноглобулинов интактных животных Это можно объ-

яснить тем что у молодых крыс еще не сформиро-

вана окончательно иммунная система а у старых

животных наблюдается дисфункция иммунитета [5]

При комбинированном действии раундапа суль-

фата меди и ацетата цинка концентрация иммуногло-

булинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась

на 38 для IgA на 32 для IgG на 25 для IgM

Анализируя данные наших исследований можно

считать что использованные токсиканты подавляют

функции клеточного звена иммунитета у животных

всех возрастов особенно ndash у животных молодого воз-

раста у которых еще недостаточно сформирована

иммунная система

9 (51) сентябрь 2018 г

6

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата

свинца сульфата меди глифосата и их сочетания (Мm n=10)

Возраст Показатель

Группы животных крысы

Интактные CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап

Комбини-

рованное

действие

Неполовозрелые

ЦИК уол 33621 42324 52925 56828 65824

IgA гл 113004 097001 084002 090002 070001

IgG гл 419009 370009 300004 356002 285003

IgM гл 858008 741009 705010 701001 664007

Половозрелые

ЦИК уол 47120 51317 60623 61223 66834

IgA гл 204003 195001 190002 191002 184002

IgG гл 541008 503009 474004 473005 428005

IgM гл 982010 904008 802014 848010 794012

Старые

ЦИК уол 55720 75532 85125 81228 93328

IgA гл 289004 224003 201 002 230002 192002

IgG гл 608002 542008 481008 572009 427007

IgM гл 1067011 905010 774010 858011 721010

Примечание ndash достоверные отличия показателей от интактных животных (р 005)

По результатам проведенных исследований уста-

новлены иммунологические изменения в организме

животных всех возрастных групп при действии солей

тяжелых металлов и фосфорорганического пести-

цида раундапа

Список литературы

1 Балан ГМ Юрченко ИВ Игнатенко ЛВ К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нару-

шений при хронической свинцовой интоксикации Совр пробл токсикол ndash 2003 ndash 4 ndash С 50-56

2 Гнатейко О З Лукrsquoяненко Н С Екогенетичні аспекти патології людини спричиненої впливом шкідливих

факторів зовнішнього середовища Здоровье ребенка ndash 2007 ndash 6 (9) ndash С 82-87

3 Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів дозволених до використання в Україні ndash Міністерство

охорони навколишнього природного середовища України Київ ndash 2009 ndash 304 с

4 Закон України Про захист тварин від жорстокого поводження від 21022006 р 3447

5 Кишкун АА Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клини-

ческой практике ndash М МИА 2009 ndash712 с

6 Кожемrsquoякіна ЮМ Хромова ОС Філоненко МА Науково-практичні рекомендації з утримання лаборатор-

них тварин та робота з ними ndash К Авіцена 2002 ndash 156 с

7 Махинько ВИ Никитин ВН Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни

белых крыс Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития ndash Киев 1975 ndash С 308-

326

8 Система цитокинов Теоретические и клинические аспекты Под ред акад РАМН ВА Козлова и дмн

СВ Сенникова ndash Новосибирск Наука 2004 ndash 344 с

9 Трахтенберг И М Книга о ядах и отравлениях ndash К Наукова думка 2000 ndash 366 с

10 Cotton S Soundbite molecules Education in Chemistry ndash 2005 ndash Vol 42 ndash 2 ndash P 34

11 European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes ndash

Council of Europe Strasbourg 1986 ndash 123 ndash 52 p

12 Rosner B Fundamentals of biostatistics ndash Boston USA 2010 ndash 859 p

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 4: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Дмухальская ЕБ Cостояние иммунной системы у крыс разного возраста при

действии тяжелых металлов и раундапа Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6327

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

БИОХИМИЯ

СОСТОЯНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА

ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАУНДАПА

Дмухальская Евгения Богдановна

канд биол наук доцент ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицинский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ Украиныrdquo

Украина г Тернополь E-mail dmukhalskatdmueduua

THE STATE OF THE IMMUNE SYSTEM IN DIFFERENT AGE RATS

AFFECTED BY THE HEAVY METALS AND ROUNDUP

Yevheniya Dmukhalska

Candidate of biological sciences PhD associate professor of SHEI laquoIYa Horbachevsky Ternopil state medical university of Ministry of Health of Ukrainerdquo

Ukraine Ternopil

АННОТАЦИЯ

Опыты проводили на лабораторных нелинейных белых крысах-самцах трех возрастных групп полового со-

зревания половой зрелости и старые животные которым внутрижелудочно в течение 30-ти суток вводили вод-

ные растворы ацетата свинца сульфата меди и глифосата (в форме гербицида раундапа) Установлено что у крыс

при комбинированном действии глифосата (в форме раундапа) ацетата свинца сульфата меди с возрастом уве-

личивается содержание циркулирующих иммунных комплексов Под действием тяжёлых металлов и раундапа

концентрация иммуноглобулинов понижается в крови крыс всех возрастных групп

ABSTRACT

The experiments were carried out on laboratory nonlinear white male rats of three age groups puberty mature and

old animals The rats received intragastrically for 30 days the lead acetate copper sulfate glyphosate (in herbicide

Roundup) It has been established that the content of circulating immune complexes increases as a result of combined

action of glyphosate (in form of Roundup herbicide) Lead acetate Copper sulfate in different age rats There was a

significant decrease concentration of immunoglobulins in the blood of all age groups rats

Ключевые слова иммунная система иммуноглобулины цитокины глифосат ацетат свинца сульфат меди

Keywords immune system immunoglobulins cytokines glyphosate lead acetate copper sulfate

________________________________________________________________________________________________

Попадая в клетки ионы свинца меди (как и мно-

гих других тяжелых металлов) дезактивируют фер-

менты за счет связывания сульфгидрильных групп

белковой составляющей ферментов и образования -

S-Pb-S- S-Cu-S- комплексов Свинец замедляет по-

знавательное и интеллектуальное развитие детей

Под действием свинца увеличивается кровяное дав-

ление что вызывает сердечно-сосудистые заболева-

ния нарушается функционирование нервной си-

стемы что сопровождается головной болью

головокружением повышенной раздражительно-

стью нарушением сна ухудшением памяти мышеч-

ной гипотонией потливостью Свинец может заме-

нять кальций в костях становясь постоянным

источником отравления Органические соединения

свинца еще более токсичны Избыточное количество

меди вызывает подобные нарушения биологических

функций организма человека [1 2 9] Не менее ток-

сичными являются фосфорорганические пестициды

9 (51) сентябрь 2018 г

5

которые влияют на нервную мышечную и другие си-

стемы человека [3 12]

Целью нашей работы было исследование влия-

ния комбинированного действия ацетата свинца

сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на им-

мунную систему крыс разного возраста

Опыты проводили на лабораторных нелинейных

белых крысах-самцах трех возрастных периодов по-

лового созревания (молодые масса тела 70-90 г и воз-

раст 1-3 месяцев) половозрелые (масса 170-210 г и

возраст 5-8 месяцев) и старые (масса тела 250-300 г и

возраст 20-24 месяцев) животные Возраст крыс

определяли по схеме ВИ Махинько и НН Ники-

тина [7]

Интоксикацию у крыс моделировали путем одно-

временного и раздельного ежедневного приема внут-

рижелудочно в течение 30 суток водных растворов

ацетата свинца в дозе 11 мгкг массы тела (120 LD50)

сульфата меди в дозе 13 мгкг массы тела (120 LD50)

глифосата (в форме гербицида раундапа) в дозе 250

мгкг массы тела (120 LD50) В качестве контроля ис-

пользовали интактных крыс соответствующего воз-

раста которым вводили питьевую водопроводную

дехлорированную воду

Подопытные животные всех возрастных перио-

дов были распределены на следующие группы I ndash

интактные (контрольные) II ndash животные которым

вводили ацетат свинца ІІІ ndash сульфат меди IV ndash ра-

ундап V ndash животные которым вводили все вышепе-

речисленные токсиканты На 31-е сутки после по-

следнего введения ксенобиотиков животных

выводили из эксперимента в условиях тиопентал-

натриевого наркоза

Гуморальную систему иммунитета оценивали по

уровню иммуноглобулинов класса IgA IgM IgG в

сыворотке крови биохимическим методом [5]

Все подопытные крысы находились в виварии

ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицин-

ский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ

Украиныrdquo на стандартном рационе в соответствии с

санитарно-гигиеническими нормами Все экспери-

менты и содержание животных проводили в соответ-

ствии с национальными (Закон Украины 3447-IV

О защите животных от жестокого обращения 2006)

и международными (laquoЕвропейская конвенция о за-

щите позвоночных животных используемых для экс-

периментов и других научных целейraquo Страсбург

1986) общими правилами и рекомендациями о гуман-

ном обращении с лабораторными животными [4 6

11]

Статистическую обработку цифровых данных

осуществляли с помощью программного обеспече-

ния Excel (Microsoft США) и Statistica 60 (Statsoft

США) с использованием непараметрических мето-

дов оценки полученных данных Для всех показате-

лей рассчитывали значение средней арифметической

выборки (M) ее дисперсию и ошибку среднего (m)

Достоверность различий значений между независи-

мыми количественными величинами определяли с

помощью критерия Манна-Уитни Изменения счи-

тали статистически достоверными при р lt 005 [10]

На возрастные особенности функционирования

иммунной системы влияют как экзогенные так и эн-

догенные факторы [8] Нами проведены исследова-

ния по изучению влияния солей тяжёлых металлов и

глифосата в форме раундапа на гуморальную иммун-

ную систему

Результаты наших исследований показали что с

возрастом повышается концентрация циркулирую-

щих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобу-

линов в сыворотке крови интактных животных (табл

1) Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс

выше на 40 а старых ndash на 65 по сравнению с

неполовозрелыми животными Такую тенденцию

наблюдали при анализе концентрации иммуноглобу-

линов Введение крысам раствора ацетата свинца

привело к росту ЦИК во всех возрастных группах

Этот показатель у молодых животных вырос на 57

а у взрослых и старых ndash на 29 и 53 соответ-

ственно по сравнению с контролем При комбиниро-

ванном действии всех изученных ксенобиотиков со-

держание ЦИК выросло в сыворотке крови

неполовозрелых животных на 96 половозрелых ndash

на 42 старых ndash на 68

При анализе комбинированного и раздельного

влияния солей тяжелых металлов и раундапа на кон-

центрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы

наблюдали уменьшение этих показателей во всех

возрастных группах и при действии всех ксенобиоти-

ков Наименее выраженные изменения концентрации

иммуноглобулинов наблюдались при действии суль-

фата меди так у молодых крыс концентрация IgA со-

ставляла 85 IgG ndash 88 IgM ndash 86 от уровня им-

муноглобулинов у интактных животных В

организме взрослых крыс получавших сульфат

меди концентрация иммуноглобулинов снизилась на

5-7 а у старых крыс концентрация IgA изменилась

на 23 IgG ndash на 11 IgM ndash на 27 в сравнении с

контролем

При использовании как ксенобиотика раундапа

мы наблюдали более значительные изменения кон-

центрации иммуноглобулинов в сыворотке крови мо-

лодых и старых крыс в сравнении с взрослыми жи-

вотными Так в сыворотке крови молодых и старых

животных концентрация IgA и IgM составляла 80

а IgG ndash 72 и 79 соответственно от уровня имму-

ноглобулинов интактных животных Это можно объ-

яснить тем что у молодых крыс еще не сформиро-

вана окончательно иммунная система а у старых

животных наблюдается дисфункция иммунитета [5]

При комбинированном действии раундапа суль-

фата меди и ацетата цинка концентрация иммуногло-

булинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась

на 38 для IgA на 32 для IgG на 25 для IgM

Анализируя данные наших исследований можно

считать что использованные токсиканты подавляют

функции клеточного звена иммунитета у животных

всех возрастов особенно ndash у животных молодого воз-

раста у которых еще недостаточно сформирована

иммунная система

9 (51) сентябрь 2018 г

6

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата

свинца сульфата меди глифосата и их сочетания (Мm n=10)

Возраст Показатель

Группы животных крысы

Интактные CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап

Комбини-

рованное

действие

Неполовозрелые

ЦИК уол 33621 42324 52925 56828 65824

IgA гл 113004 097001 084002 090002 070001

IgG гл 419009 370009 300004 356002 285003

IgM гл 858008 741009 705010 701001 664007

Половозрелые

ЦИК уол 47120 51317 60623 61223 66834

IgA гл 204003 195001 190002 191002 184002

IgG гл 541008 503009 474004 473005 428005

IgM гл 982010 904008 802014 848010 794012

Старые

ЦИК уол 55720 75532 85125 81228 93328

IgA гл 289004 224003 201 002 230002 192002

IgG гл 608002 542008 481008 572009 427007

IgM гл 1067011 905010 774010 858011 721010

Примечание ndash достоверные отличия показателей от интактных животных (р 005)

По результатам проведенных исследований уста-

новлены иммунологические изменения в организме

животных всех возрастных групп при действии солей

тяжелых металлов и фосфорорганического пести-

цида раундапа

Список литературы

1 Балан ГМ Юрченко ИВ Игнатенко ЛВ К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нару-

шений при хронической свинцовой интоксикации Совр пробл токсикол ndash 2003 ndash 4 ndash С 50-56

2 Гнатейко О З Лукrsquoяненко Н С Екогенетичні аспекти патології людини спричиненої впливом шкідливих

факторів зовнішнього середовища Здоровье ребенка ndash 2007 ndash 6 (9) ndash С 82-87

3 Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів дозволених до використання в Україні ndash Міністерство

охорони навколишнього природного середовища України Київ ndash 2009 ndash 304 с

4 Закон України Про захист тварин від жорстокого поводження від 21022006 р 3447

5 Кишкун АА Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клини-

ческой практике ndash М МИА 2009 ndash712 с

6 Кожемrsquoякіна ЮМ Хромова ОС Філоненко МА Науково-практичні рекомендації з утримання лаборатор-

них тварин та робота з ними ndash К Авіцена 2002 ndash 156 с

7 Махинько ВИ Никитин ВН Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни

белых крыс Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития ndash Киев 1975 ndash С 308-

326

8 Система цитокинов Теоретические и клинические аспекты Под ред акад РАМН ВА Козлова и дмн

СВ Сенникова ndash Новосибирск Наука 2004 ndash 344 с

9 Трахтенберг И М Книга о ядах и отравлениях ndash К Наукова думка 2000 ndash 366 с

10 Cotton S Soundbite molecules Education in Chemistry ndash 2005 ndash Vol 42 ndash 2 ndash P 34

11 European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes ndash

Council of Europe Strasbourg 1986 ndash 123 ndash 52 p

12 Rosner B Fundamentals of biostatistics ndash Boston USA 2010 ndash 859 p

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 5: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

5

которые влияют на нервную мышечную и другие си-

стемы человека [3 12]

Целью нашей работы было исследование влия-

ния комбинированного действия ацетата свинца

сульфата меди и глифосата в форме Раундапа на им-

мунную систему крыс разного возраста

Опыты проводили на лабораторных нелинейных

белых крысах-самцах трех возрастных периодов по-

лового созревания (молодые масса тела 70-90 г и воз-

раст 1-3 месяцев) половозрелые (масса 170-210 г и

возраст 5-8 месяцев) и старые (масса тела 250-300 г и

возраст 20-24 месяцев) животные Возраст крыс

определяли по схеме ВИ Махинько и НН Ники-

тина [7]

Интоксикацию у крыс моделировали путем одно-

временного и раздельного ежедневного приема внут-

рижелудочно в течение 30 суток водных растворов

ацетата свинца в дозе 11 мгкг массы тела (120 LD50)

сульфата меди в дозе 13 мгкг массы тела (120 LD50)

глифосата (в форме гербицида раундапа) в дозе 250

мгкг массы тела (120 LD50) В качестве контроля ис-

пользовали интактных крыс соответствующего воз-

раста которым вводили питьевую водопроводную

дехлорированную воду

Подопытные животные всех возрастных перио-

дов были распределены на следующие группы I ndash

интактные (контрольные) II ndash животные которым

вводили ацетат свинца ІІІ ndash сульфат меди IV ndash ра-

ундап V ndash животные которым вводили все вышепе-

речисленные токсиканты На 31-е сутки после по-

следнего введения ксенобиотиков животных

выводили из эксперимента в условиях тиопентал-

натриевого наркоза

Гуморальную систему иммунитета оценивали по

уровню иммуноглобулинов класса IgA IgM IgG в

сыворотке крови биохимическим методом [5]

Все подопытные крысы находились в виварии

ГВУЗ ldquoТернопольский государственный медицин-

ский университет имени ИЯ Горбачевского МОЗ

Украиныrdquo на стандартном рационе в соответствии с

санитарно-гигиеническими нормами Все экспери-

менты и содержание животных проводили в соответ-

ствии с национальными (Закон Украины 3447-IV

О защите животных от жестокого обращения 2006)

и международными (laquoЕвропейская конвенция о за-

щите позвоночных животных используемых для экс-

периментов и других научных целейraquo Страсбург

1986) общими правилами и рекомендациями о гуман-

ном обращении с лабораторными животными [4 6

11]

Статистическую обработку цифровых данных

осуществляли с помощью программного обеспече-

ния Excel (Microsoft США) и Statistica 60 (Statsoft

США) с использованием непараметрических мето-

дов оценки полученных данных Для всех показате-

лей рассчитывали значение средней арифметической

выборки (M) ее дисперсию и ошибку среднего (m)

Достоверность различий значений между независи-

мыми количественными величинами определяли с

помощью критерия Манна-Уитни Изменения счи-

тали статистически достоверными при р lt 005 [10]

На возрастные особенности функционирования

иммунной системы влияют как экзогенные так и эн-

догенные факторы [8] Нами проведены исследова-

ния по изучению влияния солей тяжёлых металлов и

глифосата в форме раундапа на гуморальную иммун-

ную систему

Результаты наших исследований показали что с

возрастом повышается концентрация циркулирую-

щих иммунных комплексов (ЦИК) и иммуноглобу-

линов в сыворотке крови интактных животных (табл

1) Так содержание ЦИК в крови взрослых крыс

выше на 40 а старых ndash на 65 по сравнению с

неполовозрелыми животными Такую тенденцию

наблюдали при анализе концентрации иммуноглобу-

линов Введение крысам раствора ацетата свинца

привело к росту ЦИК во всех возрастных группах

Этот показатель у молодых животных вырос на 57

а у взрослых и старых ndash на 29 и 53 соответ-

ственно по сравнению с контролем При комбиниро-

ванном действии всех изученных ксенобиотиков со-

держание ЦИК выросло в сыворотке крови

неполовозрелых животных на 96 половозрелых ndash

на 42 старых ndash на 68

При анализе комбинированного и раздельного

влияния солей тяжелых металлов и раундапа на кон-

центрацию иммуноглобулинов в сыворотке крови мы

наблюдали уменьшение этих показателей во всех

возрастных группах и при действии всех ксенобиоти-

ков Наименее выраженные изменения концентрации

иммуноглобулинов наблюдались при действии суль-

фата меди так у молодых крыс концентрация IgA со-

ставляла 85 IgG ndash 88 IgM ndash 86 от уровня им-

муноглобулинов у интактных животных В

организме взрослых крыс получавших сульфат

меди концентрация иммуноглобулинов снизилась на

5-7 а у старых крыс концентрация IgA изменилась

на 23 IgG ndash на 11 IgM ndash на 27 в сравнении с

контролем

При использовании как ксенобиотика раундапа

мы наблюдали более значительные изменения кон-

центрации иммуноглобулинов в сыворотке крови мо-

лодых и старых крыс в сравнении с взрослыми жи-

вотными Так в сыворотке крови молодых и старых

животных концентрация IgA и IgM составляла 80

а IgG ndash 72 и 79 соответственно от уровня имму-

ноглобулинов интактных животных Это можно объ-

яснить тем что у молодых крыс еще не сформиро-

вана окончательно иммунная система а у старых

животных наблюдается дисфункция иммунитета [5]

При комбинированном действии раундапа суль-

фата меди и ацетата цинка концентрация иммуногло-

булинов в сыворотке крови молодых крыс снизилась

на 38 для IgA на 32 для IgG на 25 для IgM

Анализируя данные наших исследований можно

считать что использованные токсиканты подавляют

функции клеточного звена иммунитета у животных

всех возрастов особенно ndash у животных молодого воз-

раста у которых еще недостаточно сформирована

иммунная система

9 (51) сентябрь 2018 г

6

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата

свинца сульфата меди глифосата и их сочетания (Мm n=10)

Возраст Показатель

Группы животных крысы

Интактные CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап

Комбини-

рованное

действие

Неполовозрелые

ЦИК уол 33621 42324 52925 56828 65824

IgA гл 113004 097001 084002 090002 070001

IgG гл 419009 370009 300004 356002 285003

IgM гл 858008 741009 705010 701001 664007

Половозрелые

ЦИК уол 47120 51317 60623 61223 66834

IgA гл 204003 195001 190002 191002 184002

IgG гл 541008 503009 474004 473005 428005

IgM гл 982010 904008 802014 848010 794012

Старые

ЦИК уол 55720 75532 85125 81228 93328

IgA гл 289004 224003 201 002 230002 192002

IgG гл 608002 542008 481008 572009 427007

IgM гл 1067011 905010 774010 858011 721010

Примечание ndash достоверные отличия показателей от интактных животных (р 005)

По результатам проведенных исследований уста-

новлены иммунологические изменения в организме

животных всех возрастных групп при действии солей

тяжелых металлов и фосфорорганического пести-

цида раундапа

Список литературы

1 Балан ГМ Юрченко ИВ Игнатенко ЛВ К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нару-

шений при хронической свинцовой интоксикации Совр пробл токсикол ndash 2003 ndash 4 ndash С 50-56

2 Гнатейко О З Лукrsquoяненко Н С Екогенетичні аспекти патології людини спричиненої впливом шкідливих

факторів зовнішнього середовища Здоровье ребенка ndash 2007 ndash 6 (9) ndash С 82-87

3 Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів дозволених до використання в Україні ndash Міністерство

охорони навколишнього природного середовища України Київ ndash 2009 ndash 304 с

4 Закон України Про захист тварин від жорстокого поводження від 21022006 р 3447

5 Кишкун АА Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клини-

ческой практике ndash М МИА 2009 ndash712 с

6 Кожемrsquoякіна ЮМ Хромова ОС Філоненко МА Науково-практичні рекомендації з утримання лаборатор-

них тварин та робота з ними ndash К Авіцена 2002 ndash 156 с

7 Махинько ВИ Никитин ВН Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни

белых крыс Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития ndash Киев 1975 ndash С 308-

326

8 Система цитокинов Теоретические и клинические аспекты Под ред акад РАМН ВА Козлова и дмн

СВ Сенникова ndash Новосибирск Наука 2004 ndash 344 с

9 Трахтенберг И М Книга о ядах и отравлениях ndash К Наукова думка 2000 ndash 366 с

10 Cotton S Soundbite molecules Education in Chemistry ndash 2005 ndash Vol 42 ndash 2 ndash P 34

11 European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes ndash

Council of Europe Strasbourg 1986 ndash 123 ndash 52 p

12 Rosner B Fundamentals of biostatistics ndash Boston USA 2010 ndash 859 p

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 6: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

6

Таблица 1

Показатели гуморального иммунитета в сыворотке крови крыс разного возраста при действии ацетата

свинца сульфата меди глифосата и их сочетания (Мm n=10)

Возраст Показатель

Группы животных крысы

Интактные CuSO4 (CH3COO)2Pb Раундап

Комбини-

рованное

действие

Неполовозрелые

ЦИК уол 33621 42324 52925 56828 65824

IgA гл 113004 097001 084002 090002 070001

IgG гл 419009 370009 300004 356002 285003

IgM гл 858008 741009 705010 701001 664007

Половозрелые

ЦИК уол 47120 51317 60623 61223 66834

IgA гл 204003 195001 190002 191002 184002

IgG гл 541008 503009 474004 473005 428005

IgM гл 982010 904008 802014 848010 794012

Старые

ЦИК уол 55720 75532 85125 81228 93328

IgA гл 289004 224003 201 002 230002 192002

IgG гл 608002 542008 481008 572009 427007

IgM гл 1067011 905010 774010 858011 721010

Примечание ndash достоверные отличия показателей от интактных животных (р 005)

По результатам проведенных исследований уста-

новлены иммунологические изменения в организме

животных всех возрастных групп при действии солей

тяжелых металлов и фосфорорганического пести-

цида раундапа

Список литературы

1 Балан ГМ Юрченко ИВ Игнатенко ЛВ К клинике и лечению неврологических и абдоминальных нару-

шений при хронической свинцовой интоксикации Совр пробл токсикол ndash 2003 ndash 4 ndash С 50-56

2 Гнатейко О З Лукrsquoяненко Н С Екогенетичні аспекти патології людини спричиненої впливом шкідливих

факторів зовнішнього середовища Здоровье ребенка ndash 2007 ndash 6 (9) ndash С 82-87

3 Доповнення до переліку пестицидів та агрохімікатів дозволених до використання в Україні ndash Міністерство

охорони навколишнього природного середовища України Київ ndash 2009 ndash 304 с

4 Закон України Про захист тварин від жорстокого поводження від 21022006 р 3447

5 Кишкун АА Иммунологические исследования и методы диагностики инфекционных заболеваний в клини-

ческой практике ndash М МИА 2009 ndash712 с

6 Кожемrsquoякіна ЮМ Хромова ОС Філоненко МА Науково-практичні рекомендації з утримання лаборатор-

них тварин та робота з ними ndash К Авіцена 2002 ndash 156 с

7 Махинько ВИ Никитин ВН Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни

белых крыс Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития ndash Киев 1975 ndash С 308-

326

8 Система цитокинов Теоретические и клинические аспекты Под ред акад РАМН ВА Козлова и дмн

СВ Сенникова ndash Новосибирск Наука 2004 ndash 344 с

9 Трахтенберг И М Книга о ядах и отравлениях ndash К Наукова думка 2000 ndash 366 с

10 Cotton S Soundbite molecules Education in Chemistry ndash 2005 ndash Vol 42 ndash 2 ndash P 34

11 European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes ndash

Council of Europe Strasbourg 1986 ndash 123 ndash 52 p

12 Rosner B Fundamentals of biostatistics ndash Boston USA 2010 ndash 859 p

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 7: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Жураев ИИ Иммобилизованный ПАР для экспрессного

определения меди Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6285

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИММОБИЛИЗОВАННЫЙ ПАР ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИ

Жураев Илхом Икромович

преподаватель кафедры химии Навоинского горного института соискатель химического факультета НУУз Республика Узбекистан г Новои

Е-mail kimyo8585mailru

Сманова Зулайхо Асаналиевна

зав каф Национального Университета Узбекистана химического факультета кафедры аналитической химии Республика Узбекистан г Ташкент

CUPPER DETERMINATION BY EKSPRESS - IMMOBILIZED PАR

Ilhom Juraev

Lecturer Navoi State Politechnic institut Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Navoiy

Zulakho Smanova

professor faculty of chemistry National University of Uzbekistan Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Исследована возможность иммобилизации на волокнистых сорбентах реагента ПАР Определены оптималь-

ные условия иммобилизации и комплексообразования ионов меди (II) с иммобилизованным реагентом Разрабо-

тан чувствительный слой оптического сенсора для определения меди (II) в различных образцах воды

ABSTRACT

Possibility of cupper immobilization on the fibrous sorbents has been investigated and optimal conditions of this

process were determined A sensitive layer of optical sensor for cupper determination in different samples of water has

been proposed

Ключевая слова медь иммобилизация 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

Keywords cupper immobilization 1-(2-piridilazo)-2-оxynaphtaline 36-disulfoacide sodium

________________________________________________________________________________________________

Как известно [8] промышленные предприятия и

транспорт интенсивно загрязняют тяжёлыми и ток-

сичными металлами (ТТМ) окружающую нас среду

Металлургические предприятия ежегодно выбрасы-

вают на поверхность земли огромное количество раз-

личных мутагенов канцерогенов ТТМ и их соедине-

ний В настоящее время сжигается до 5 млрд тонн

горючих ископаемых Почти все металлы можно

найти в золе угля и нефти в концентрациях экономи-

чески оправданных извлечение из неё элементов Од-

ним из распространённых видов антропогенных за-

грязнителей является поступление в почву ТТМ [1]

Актуальность и важность поднятой в работе про-

блемы заключается в поступлении экотоксикантов в

организм человека по схеме почва ndash растение ndash че-

ловек ndash окружающая среда [12]

Современные требования предъявляемые к ана-

лизу объектов окружающей среды предусматривают

разработку новых высокочувствительных и экспрес-

сных методов определения токсичных металлов

Многокомпонентность объектов анализа низкие

концентрации металлических загрязнителей в рам-

ках решения такого рода задач обуславливают необ-

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 8: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

8

ходимость использования комбинированных мето-

дов анализа включающих также и стадию концен-

трирования [11]

В течение многих лет на кафедре аналитической

химии проводятся исследования по определению ме-

таллов с помощью иммобилизованных на полимер-

ные носители органических реагентов [6] Для детек-

тирования полученных на носителе комплексов

используют спектроскопию отражения спектрофо-

тометрию визуальную колориметрию и др [13]

Одним из перспективных методов определения

металлов в сложных по природе объектах является

сорбционно-фотометрический метод анализа позво-

ляющий совмещать концентрирование металлов с

последующим их определением на твердой матрице

[9] что и было использовано в данном сообщении

для определения ионов меди

Экспериментальная часть

Реагенты и аппаратура Стандартный раствор

меди готовили растворением соответствующей соли

меди (CuSO4∙5H2O) в бидистиллированной воде титр

которого составил Т=10 мгмл [8]

Раствор органического реагента ndash 1-(2-пириди-

лазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислый натрий

(ПАР-соль) был приготовлен растворением необхо-

димой навески препарата в бидистиллированной

воде концентрация которого была равна

1middot10-3 мольл

Буферные растворы готовили из соответствую-

щих солей и кислот квалификации хч [5] Соли ме-

таллов и другие реагенты имели квалификацию хч

или чда и дополнительной очистке не подверга-

лись а их разбавленные растворы готовили разбавле-

нием исходных бидистиллятом перед началом вы-

полнения эксперимента

Кислотность и основность растворов регулиро-

вали ацетатно-аммиачными буферными растворами

pH растворов измеряли на иономере И-130 и pH метр

pH mV TEMP Meter P25 Eco Met Корейского произ-

водства Спектры поглощения измеряли на спектро-

фотометре СФ-46 КФК-2 а спектр отражения на

двухлучевом регистрирующем спектрофотометре

UVndashVis SPECORD M-40

В качестве носителя использовали волокнистый

материал синтезированный по методике [7 Полиак-

рилонитрильный сорбент (СМА-1) использовали в

форме диска диаметром 2 см и массой 20-30 мг Про-

мывали его смесью 50 мл 01 М HCl и 10 мл ацетона

затем погружали на 10 мин в 10 мл 110-3 М раствора

органического реагента после этого иммобилизован-

ный сорбент хранили в чашках Петри во влажном со-

стоянии Содержание реагента в сорбенте устанавли-

вали спектрофотометрически по изменению

оптической плотности исходного раствора реагента

при 440 нм до и после иммобилизации

Характеристики иммобилизованного реагента

определяли в статическом режиме Носители поме-

щали в стакан с исследуемым раствором и при не-

большом слабом перемешивании выдерживали опре-

деленное время Аналитическим сигналом служило

изменение коэффициента диффузного отражения

дисков ИМПАР с ионами меди при 540 нм (табл1)

Таблица 1

Спектрофотометрические характеристики ИМПАР

Rнм MeR нм МеR pH Время иммобилиза-

ции мин

Концентрация реа-

гента на носителе М

440 540 11 25-35 8 1010-4

В работе был использован сорбент двух типов

исходный (бежевого цвета) и иммобилизованный ре-

агентами (окрашенный) Изменение окраски вслед-

ствие комплексообразования на твердой фазе детек-

тируется как инструментальным способом так и

визуально

Обсуждение полученных результатов

В качестве носителя для иммобилизации 1-(2-пи-

ридилазо)-2-оксинафталин 36-дисульфокислого

натрия опробованы различные полимерные носители

на основе полиакрилонитрила (синтезированные на

кафедре химии полимеров НУУз) модифицирован-

ные гидроксиламином (МХ-1 и СМА-1) гексамети-

лендиамином (СМА-2) этилендиамином (СМА-3)

Установлено что максимальный аналитический сиг-

нал получается при иммобилизации реагента на сор-

бенте СМА-1 Поэтому для дальнейших исследова-

ний выбрана система полиакрилонитрильное

волокно СМА-1 ПАР (табл2)

Таблица 2

Выбор сорбента для иммобилизации органического реагента

Сорбент R Cорбент R

Анионит ТМ (АН-1) 035 МХ-1 039

КУ-28 023

СМА-2 041 Нитрон 031

ПАН КДМ 040 СМА-1 033

Волокно СМА-1 получено действием гидрокси-

ламина сернокислого в присутствии гидразина на по-

лиакрилонитрильное (ПАН) волокно [3] Получен-

ный модифицированный полимер не растворяется в

органических растворителях ПАН что свидетель-

ствует о достаточно хорошей сшивки гидразином

Степень превращения оценивали определением СОЕ

образцов по хлористоводородной кислоте СОЕ для

СМА-1 достигает 35-55 мг-эквг

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 9: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

9

В ИК-спектрах исследованных органических ре-

агентов имеется ряд характерных полос соответству-

ющих их ФАГ В спектрах ПАР-соли проявляются

полосы в областях 3200-3500 см-1 1500-1630 см-1

1200-1300см-1 и 800-1030 см-1 относящихся к валент-

ным и деформационным колебаниям -ОН =NН -

N=N- и -SО3Н [2]

При иммобилизации же органических реагентов

на поверхности сорбентов в их ИК-спектрах проис-

ходит значительное изменение в соответствии с со-

ставом и структурой нанесенных веществ В спектре

иммобилизованной системы СМА-2-ПАР наблюда-

ются смещения полос в области 3448 2855 1648

1138 см-1 соответствующих -NН2 ndashОН -СООН и -

SО3Н группам очевидно что сульфогруппы реагента

вступают в реакцию с ионизированной аминогруп-

пой сорбента по схеме

Р-NН3+Сl- +NаО3S-R rarr Р-NН3

+ -О3S-R + NаСl

где Р- полимерный фрагмент R-SО3Nа- исследуемый

реагент

Полосы поглощения в области 2928 см-1 свиде-

тельствуют об образовании межмолекулярных водо-

родных связей При комплексообразовании меди с

ИМПАР смещение полос поглощения происходит в

области 1580-1600 3200 и 1226 см-1 (∆ν=14-30см-1) и

появляется новая полоса поглощения в области 700-

900 см-1 характерная для связи ndashО-Ме [10]

Для установления возможности сорбционно-фо-

тометрического метода определения меди к анализу

реальных объектов были составлены сложные мо-

дельные смеси разных сочетаний имитирующие раз-

личные по природе воды Некоторые из полученных

нами данных по определению меди в искусственных

смесях представлены в таблице 3

Таблица 3

Результаты сорбционно-фотометрического определения меди в сложных модельных смесях (Р=095 n=5)

Состав анализируемой смеси мкг Найдено Cu мкг

(x ) S Sr

Cu(100)+ Cо(100) 1001plusmn035 001 003

Cu(10)+Pb(20)+Zn(150) 094plusmn009 008 008

Cu(20)+Pb(10)+ Fe(40) 196plusmn018 016 008

Cu(20)+Pb(10)+Cr(10) 204plusmn021 019 010

Cu(10)+Pb(10)+ Fe(130)+Cr(100) 104plusmn012 011 011

Cu(50)+Pb(30)+Fe(150)+Mn(100) 488plusmn068 059 012

Cu(30)+Pb(05)+Cd(20)+Cr(100)+Fe(300) 312plusmn063 055 017

Cu(100)+Fe(50)+Zn(150)+Cо(20+)+Al(100)+ Ni (100) 982plusmn013 025 014

Как видно из данных таблицы cорбционно-

фотометрическое определение меди с использова-

нием иммобилизованных реагентов в модельных би-

нарных тройных и более сложных смесях вполне

возможно причем относительное стандартное откло-

нение (Sr) не превышает 017 что свидетельствует о

хорошей правильности и воспроизводимости разра-

ботанных методик

На основе полученных нами данных разработаны

методики определения меди с помощью иммобили-

зованных ОР в различных водах Предлагаемые ме-

тодики выгодно отличаются от таковых проведен-

ных в растворе поскольку они значительно

расширяют интервал кислотности комплексообразо-

вания повышают чувствительность определения за

счёт концентрирования и значительно улучшают из-

бирательность

Список литературы

1 Амелин ВГ Третьяков АВ Ткани из искусственных и натуральных волокон с иммобилизованными реаген-

тами в химических тест-методах анализа Журн аналит Химии 2006 - Т61 4 - С 430-435

2 Беллами Л Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул М Мир 1971 - 318 с

3 Казицина ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- ЯМР-спектроскопии в органической химии М

Высшшк 1971 - С214-234

4 Коростелев ПП Приготовление растворов для химико-аналитических работ М Химия 1962 - С 213-214

5 Лурье ЮЮ Справочник по аналитической химии М Химия 1971 С 230-238

6 Мулдахметов ЗМ Сманова ЗА Иммобилизованный на полимерные материалы аналитический реагент

ААНS-26 для экспрессного определения ртути Известия НАН РК Серия химическая 2009 - 5 -

С51-54

7 Накамото К Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений М Мир 1966 -

С198-208

8 Поляков ЕВ Егоров ЮВ Современные методы определения физико-химического состояния микроэлемен-

тов в природных водах Успехи химии ndash М 2003 - 11 ndash С1103 ndash 1114

9 Саввин СБ Кузнецов ВВ Шереметьев СВ Михайлова АВ Оптические химические сенсоры для анализа

жидкостей Росc хим журн 2008 - ТLII 2 - С7-17

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 10: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

10

10 Сманова ЗА Применение ИК-спектроскопии для определения механизма иммобилизации реагентов трифе-

нилметанового ряда III-Международная конференция по молекулярной спектроскопии Самарканд 2006 -

с96-97

11 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение ртути с помощью 1-(5-метил-2-пиридилазо-)-5-ди-

этиламинофенола С-Петербург Химическая промышленность 2009 - Т86 4 - С207-210

12 Smanova ZA Gafurova DA Savchkov AV Disodium 1-(2-Pyridylazo)-2-oxynaphthalene-36-disulfonate An

Immobilized Reagent for Iron(III) Determination Russian Journal of General chemistry 2011 - Vol81 N4- p739-

742

13 Smanova ZA Nurmukhammadov J Tojimukhamedov H Inatova MS Synthesis new nitrosonaphtols and their

application in analytical chemistry The Advanced Science Open Access Journal Chemical Engineering 2013 -

V13-181 N312 - P 32

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 11: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Сманова ЗА Мадусманова Н Сорбционно-спектроскопическое определение

ионов железа (II) иммобилизованными нитрозосоединениями Universum Химия и биология электрон научн

журн 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6283

СОРБЦИОННО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)

ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

Сманова Зулайхо Асаналиевна

профессор кафедры аналитической химии химического факультета Национального университета Узбекистана

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail smanovachemmailru

Мадусманова Назира Кучкарбаевна

преподаватель кафедры химической технологии факультета энергетики и машиностроения Алмалыкского филиала Ташкентского политехнического университетa соискатель НУУз

Республика Узбекистан г Ташкент Е-mail naziraimomovamailru

SORPTION-SPECTROSCOPIC DETERMINATION

OF IRON IONS (II) BY IMMOBILIZE NITROSO COMPOUNDS

Smanova Zulaykho

Doctor of Chemistry Professor Head of Analytical Chemistry Chair Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

Madusmanova Nazira

Lecturer Tashkent State Polytechnic University Degree-seeking student Chemistry Department National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek

Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

2-нитрозо-5-метоксифенол и 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид использованы в качестве аналитического

реагента на ионы железа (II) Показана возможность их использования для иммобилизации на волокнистых но-

сителях и применения в качестве специфического аналитического реагента для определения ионов металлов в

частности для определения ионов железа Предложена простая экспрессная методика определения железа (II) с

помощью 2-нитрозо-5-метоксифенола Реагенты взаимодействуют с железом в соотношении 11 Найдены опти-

мальные условия иммобилизации и комплексообразования Найдены физико-химические свойства результаты

обработаны методом математической статистики и приведены данные по применению в анализе

ABSTRACT

Their structure was studied by the methods of PMR and IR spectroscopy It is shown that it can be used for immobi-

lization on fibrous carriers and as a specific analytical reagent for the determination of metal ions in particular for the

determination of iron ions A method for the determination of iron (II) in wastewather is proposed The simple

and express method of photometric determination iron(II) by using of 2-nitrozo-5-metoxifenol was proposed It was show

that reagent interacts with iron(II) and forms the complex of composition 11 Optimal conditions of iron(II) determination

were determines Physico-chemicals parameters obtained statistical results are presented The developed method was

used to for analysis of iron(II) in industrial sam

Ключевые слова аналитический реагент 2-нитрозо-5-метоксифенол 2-гидрокси-3-нитрозо-1-

нафтальдегид иммобилизация сорбционная спектроскопия ионы железа (II)

Keywords analytical reagent 2-nitrozo-5-metoxyphenol 2-hydroxy-3-nitrozo-1-naphtaldehyde immobilization

iron (II)

________________________________________________________________________________________________

Возможность избирательного извлечения ионов

высокий коэффициент распределения при сорбции

хорошие кинетические характеристики сорбентов

дают возможность успешно применять комплексооб-

разующие сорбенты для концентрирования ионов от-

дельных элементов из растворов сложного состава в

том числе для извлечения из большого объема Это

позволяет снизить предел обнаружения устранит

влияние матрицы упростить градуировку сделать

методики анализов более простыми и быстрыми

[189] В настоящее время чаще стали использовать

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 12: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

12

сорбенты с иммобилизованными на них различными

органическими реагентами [3 - 4]

Целью данной работы является исследование но-

вых органических реагентов на основе производных

нитрозонафтолов улучшение с их помощью метро-

логических характеристик оптических методик опре-

деления железа иммобилизацией на волокнистых

носителях и разработка на основе этих методик опре-

деления железа в различных природных объектах

Методика проведения иммобилизации на поли-

мерные волокнистые сорбенты модифицированные

гексаметилендиамином обладающих хорошими ки-

нетическими и ионообменными характеристиками

описана в [56]

Обсуждение результатов

Синтезированы реагенты на основе нитрозо-

фенолов 2-гидрокси-3-нитрозо-1-нафтальдегид

(ГННА) 2-нитрозо-5-метоксифенол (НМФ) которые

избирательно взаимодействуют с ионами железа (II

III) меди и кобальта [7]

Подбором оптимальных условий иммобилиза-

ции нитрозонафтола на полиакрилонитрильной мат-

рице сохранены специфичные аналитические свой-

ства реагента По данным ИК- и электронной

спектроскопии установлены функционально-анали-

тических групп (ФАГ) реагирующие с ионами же-

леза на носителе Исследование электронных спек-

тров иммобилизованных реагентов и исходных

органических реагентов показало что функцио-

нально-активные группы ответственные за комплек-

сообразование в иммобилизованном и нативном реа-

генте аналогичны что указывает на то что структура

реагента сохраняется и в иммобилизованном состоя-

нии

Полученные экспериментальные данные показы-

вают что реакции комплексообразования отлича-

ются достаточной контрастностью (Δλ=100-190 нм)

Сравнены их аналитические характеристики в рас-

творе и на носителе Отмечено улучшение метроло-

гических параметров и аналитических характеристик

методик с использованием ИМОР по сравнению с ана-

логичными реакциями проводимыми в обычном фото-

метрическом варианте Найдено что оптимальное рН

среды на носителе смещается на 1-3 единицы в кислую

область что способствует увеличению избирательно-

сти определения металлов

Увеличение избирательности при использовании

иммобилизованных органических реагентов объяс-

няется тем что при комплексообразовании на твер-

дой фазе более высоки требования к конфигурации и

устойчивости полученных комплексов образуемых

различными ионами

Были проведены эксперименты по установлению

возможности определения ионов металлов из различ-

ных объемов и природы растворов в динамических

условиях

При использовании ИМОР по сравнению с обыч-

ным фотометрическим вариантом при определении

железа наблюдается увеличение прочности образуе-

мых комплексов (сдвиг рН в более кислую область)

смещение интервала определяемых концентраций на

порядок для исследованных ИМОР

Таблица 1

Результаты определения металлов с помощью иммобилизованных органических реагентов из различных

объемов (СМе =100 мкг)

V1см3

ИМНМФ ndash Fe ИМГННА- Fe

F(∆R) Найдено

мкг

Коэф

концен F(∆R) Найдено мкг

Коэф

концен

25 5704 1005 1005 15120 998 998

50 5700 1025 1025 15125 995 995

100 5794 1002 1002 15405 997 997

200 5794 1022 1022 15405 997 997

250 5886 995 995 15681 975 975

500 6187 955 955 18321 925 925

Из данных табл видно что при определении

ионов металлов из различных объемов полученные

аналитические сигналы достаточно приемлемы и

надёжны На основе полученных результатов можно

сделать вывод что возможно концентрирование и

при этом его коэффициент концентрирования состав-

ляет более 90

При использовании 1М раствора азотной

кислоты вместе с ионами железа с поверхности

носителя десорбируется и реагент При исследовании

процесса сорбция ndash десорбция было найдено что

молекулы реагента остаются закрепленными на

носителе и при действии 1М раствора соляной

кислоты не удаляются с его поверхности Поэтому

возможно многократное использование сорбента

Иммобилизованный реагент не теряет своих

сорбционных характеристик по отношению к иону

железа при проведении восьми циклов

иммобилизованный на полимерный носитель реагент

ndash сорбция ионов железа в динамическом режиме ndash

десорбция 1М раствором азотной кислоты ndash

промывка сорбента дистиллированной водой После

десорбции реагента поверхность носителя может

быть иммобилизована другими производными

нитрозонафтолов

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 13: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

13

Таблица 2

Влияние цикла регенерации на ДОЕ ИМОР по иону железа

ДОЕ

мгг До регенерации

После регенерации 01Н водным раствором азотной кислоты

1 2 3 4 5 6 8

по железу 380 378 370 365 364 365 360 360

Как видно из данных в таблице 2 при проведении

восьмикратного процесса сорбции-десорбции ДОЕ

сорбента изменялась лишь на 53

Таким образом синтезированные реагенты

селективны к иону железа (II) простота и скорость

концентрирования в сочетании с инструменталь-

ными методами определения без десорбции металла

прямо на поверхности твердого волокнистого сор-

бента обуславливают экспрессность анализов и воз-

можность их использования в практике химического

анализа при определении ионов железа (II) в различ-

ных объектах Правильность результатов определе-

ния железа в реальных образцах вод подтверждена

методом laquoвведено-найденоraquo методом добавок

атомно-абсорбционным и атомно-эмиссионным ме-

тодами

Список литературы

1 Брыкина ГД Диденко ТЕ Агапова ГФ Определение микроколичеств меди и палладия методом произ-

водной твердофазной спектрофотометрии в присутствии ПАВ Журн аналит химии -1988 - Т 43 12 -

с2195-2199

2 Брыкина ГД Марчак ТВ Белявская ТА Сорбция ионов меди и никеля анионообменником АВ-17х8 мо-

дифицированным солью 1-(-2-тиазолилазо)-2-нафтол-13-дисульфокислоты Журн аналитхимии - 1982 -

Т 36 12 - с 2361-2364

3 Иванов ВМ Полянсков РА Седова АА Сорбция меди(11) висмутолом 1 иммобилизованным на природ-

ном цеолите ВестМоскун-та - Сер2 - Химия - 2005 - Т46 1 - С61-65

4 Моросанова ЕИ Великородный АА Никулин ИВ Пуганова ЕА Золотов ЮА Ксерогели модифици-

рованные 1-(2-пиридилазо)-2-нафтолом и ксиленоловым оранжевым Индикаторные трубки для определения

меди(II) и железа(III) в растворах Журн аналит химии - 2000 - Т55 5 - С539-545

5 Мусаев УН Мухамедиев МГ Икрамова МЭ Научный вестник НамГУ - 2001 - 2 - С117

6 Сманова ЗА Мадусманова НК Таджимухамедов ХС Универсиум 2018 - 2 - с48-53

7 Сманова ЗА Сорбционно-фотометрическое определение меди на поверхности полимерного носителя

Вестник НУУз Ташкент 2010- 3- С 97-102

8 Тихомирова ТИ Кузнецов МВ Фадеева ВИ Иванов ВМ Сорбционно-спектроскопическое определение

меди ртути и аминов с использованием химически модифицированных кремнеземов Журн аналит химии

- 2000 - Т55 8 - С 816-820

9 Швоева ОП Щербинина НИ Мясоедова ГМ Сорчан АМ Сенявин ММ Саввин СБ Концентрирова-

ние и разделение элементов на хелатных сорбентах Выбор условий концентрирования меди и серебра из

солевых растворов Журн аналит химии -1983-Т 38 2 - с 221-226

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 14: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Ион-молекулярные комплексы в наноструктурированном цеолите нитрит сода-

лита Universum Химия и биология электрон научн журн Эргашев ОК [и др] 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6306

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТЕ

НИТРИТ СОДАЛИТ

Эргашев Ойбек Каримович

канд хим наук Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Наманган

E-mail oybek_0701bkru

Рахматкариева Фируза Гайратовна

канд хим наук старший научный сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail rakhfiyandexcom

Абдурахмонов Элдор Баратович

мл науч сотрудник лаборатории laquoМеталлургические процессы и материалыraquo Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

Республика Узбекистан г Ташкент E-mail eldor8501mailru

Мамажонова Мохфора Абдулхакимовна

мл науч сотрудник Наманганский инженерно-технологический институт Республики Узбекистан Республика Узбекистан г Ташкент

E-mail oybek_0701bkru

ION-MOLEKULAR COMPLEXES IN NANOSTRUCTURED ZEOLITE NITRITE SODALITE

Oybek Ergashev

PhD Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Namangan

Rakhmatkarieva Firuza Gairatovna

PhD senior researcher laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy Science

Uzbekistan Tashkent

Eldor Abdurahmanov

Junior scientific fellow of laquometallurgical processes and materialsraquo laboratory of Institute of General and Inorganic Chemistry Uzbek Academy of Sciences

Uzbekistan Tashkent

Mohfora Mamajonova

Junior scientific fellow of Namangan Institute of Engineering and Technology Uzbekistan Tashkent

АННОТАЦИЯ

Наблюдается повышенный интерес к цеолитовым молекулярным ситам Среди них выделяется синтетиче-

ский цеолит нитрит содалит в качестве осушителя Целью работы было установить стехиометрическую зависи-

мость между прецизионными калориметрическими данными дифференциальных теплот адсорбции пробной мо-

лекулы воды на энергетически однородных (катионы) центрах расположенных на однотипных

кристаллографических позициях цеолита содалит (NaNO2) и числом адсорбированных на этих центрах молекул

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 15: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

15

воды Теплота адсорбции воды в цеолитах нитрит содалит имеют ступенчатый вид где каждая ступень стехио-

метрически отражает формирование одно- и многомерных адсорбционных кластеров (H2O)nNa+ в матрице цео-

литов нитрит содалит

ABSTRACT

There is a rising interest to seolitesrsquo molecular sieves Among them the synthetic zeolite nitrite sodalite is marked

out as an effective dryer The aim of work was to set a stoichiometric dependence between precise calorimetric data of

differential hearts of adsorption of trial molecule of water on the energetically homogeneous (cations) centers located on

the same type crystallographic positions of nitrite sodalite zeolite and number adsorbed on these centers water molecules

Heats of adsorption of water in nitrite sodalite zeolite have a step wise appearance where every step stoichiometri-

cally reflects forming one- and multidimensional (H2O)nNa+ adsorption clusters in the matrix of nitrite sodalite zeolite

Ключевые слова нитрит содалит цеолиты вода ион-молекулярные комплексы изотерма дифференциаль-

ные теплоты и энтропия адсорбции

Keywords nitrite sodalite zeolites water ion-molecular complexes isotherms diffential heats and entropies of

adsorption

________________________________________________________________________________________________

Включения солей и других твердых частиц в по-

ристые кристаллические материалы с полостями

нанометрического размера являются предметом осо-

бого интереса в исследовании материалов с новыми

оптическими электрическими и каталитическими

свойствами В последние годы содалит с включени-

ями различных солей был многократно исследован

различными структурно-чувствительными методами

[45] Намного меньше внимания было уделено кало-

риметрическим исследованиям этих систем

Целью работы было установление стехиометри-

ческой зависимости между прецизионными калори-

метрическими данными теплот гидратации пробной

молекулы воды с катионами расположенными на од-

нотипных кристаллографических позициях нитрит

содалита и числом адсорбированных на катионах мо-

лекул воды Анион нитрита с локализованным в цен-

тре полости атомом азота демонстрирует 12-кратный

ориентационный беспорядок в пределах [4668]-сода-

литовой полости который также воздействует на ко-

ординацию кислорода к атомам натрия [3]

Результаты и обсуждение По предыдущим

нашим данным известно что нитрит содалит Na+ и

Al+3 даёт завышенную теплоту чем гидросодалит

Молекула воды относительно маленькая по размеру

и поэтому она адсорбируется на Na+ и Al+3 по отдель-

ности Si-OH может участвовать не только в конце

но и вначале процесса адсорбции в паре с Na+ В нит-

рит содалите бидентатный лиганд Na+----О-----Al+3

Конформацию и локализацию катионов в структуре

цеолита диктуют катионы А на внешней поверхно-

сти еще катион натрия ионы Al+3 и может быть Si-

OH При расколе Al остается на одной плоскости а на

другой О+НrarrSi-ОН Поэтому на 24R будет 2Al

один Si-ОН и 2Si-ОН Всего 3Si-ОН 2 Al ndash 4Na на

полость [5] В отличии от базового содалита в нитрит

содалите при адсорбции участвуют только 2 катиона

на полость и поэтому мы имеем только 4 ступени со-

ответствующие адсорбции двух молекул воды со сто-

роны двух полостей высокоэнергетических и низко-

энергетических

На рисунке 1 в соответствии со ступенчатой кри-

вой дифференциальных теплот гидратации (Qd) нит-

рит содалита приведены данные кривой которая по-

делена на 4 секции одинаковой протяженности (по

322 мкмольг) обусловленной адсорбцией воды на

катионах Na+ В соответствии со ступенчатой кривой

дифференциальных теплот кривая мольной диффе-

ренциальной энтропии гидратации (∆Sd) имеет вол-

нообразный вид где в каждой ступеньке кривой Qd

соответствует порциальная энтропия адсорбции

(рис3) В целом ∆Sd расположена ниже энтропии

жидкой воды

Рисунок 1 Дифференциальные теплоты адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 К

Горизонтальная пунктирная линия ndash теплота конденсации вода при 303 К

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 16: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

16

На рисунке 1 также представлены данные о диф-

ференциальных теплота адсорбции (Qd) воды в нит-

рит содалита при 303К Прерывистая линия - теплота

конденсации воды при 303К

(ΔНv=435 кДжмоль) Для содалит (NaNO2) Qd начи-

нается с ~ 7720 кДжмоль и уменьшается до 6520

кДжмоль при 322 мкмольг Вторая ступень в интер-

вале от 32258 до 6446 мкмольг снижается от 6520

до 5206 кДжмоль Далее третая ступень в интервале

от 6446 до 96600 мкмольг снижается от 5206 до

4671 кДжмоль четвертая ступень в интервале от

96600 до 127193 мкмольг на уровне ~4671

кДжмоль которая затем линейно снижается до 4447

кДжмоль Ещё последняя ступень на 80 мк мольг

которая составляет frac14 часть предыдущих начинается

с 4447 кДжмоль и равняется теплоте конденсации

води (435 кДжмоль при 303К) Последняя наимень-

шая ступень между полуполостью указывает на ад-

сорбцию воды на катион натрия

Рисунок 2 Изотерма адсорбции воды в нитрит

cодалите при 303 К

∆- экспериментальные данные

-рассчитанные с помощью ТОЗМ

На рисунке 2 изображена изотерма адсорбции (а)

воды в нитрит содалите при 303К простирающаяся

до ~10-6 относительного давления рр0 (р0 давления

пара воды р0 (303К) =442 кРа) Адсорбированное ко-

личество выражено в единицах Н2О на микромольг

Изотерма адсорбции воды в содалит (NaNO2) вначале

проходит наклонно до а ~ 435 мкмольг затем вогну-

тая до ~ 645 мкмольг после чего линейно растет до

~ 1289 мкмольг после легкого перегиба продолжает

расти до ~ 1386 мкмольг Изотерма адсорбции воды

в цеолите нитрит содалита (рис2) от нулевого запол-

нения и до насыщения удовлетворительно описыва-

ется трехчленными уравнением теории объемного за-

полнения микропор (ТОЗМ) [789]

а = 38ехр[-( A2583)3] + 965exp[- A36)1] +

315exp[-A007)1]

где а - адсорбция в микропорах мкмольг а А = RT

ln(РoР) ndash работа переноса 1 мкмоль пара с поверхно-

сти (давление Р0) в равновесную газовую фазу (дав-

ление Р) является адсорбционной энергией в

кДжмоль

В случае нитрит содалита мы наблюдаем адсорб-

цию на внешней поверхности кристаллов те в полу-

полостях

В каждой полуполости по 2 катиона значит

в 2-х полуполостях или формально в одной полости

4 катиона 4 ступени - это адсорбция на каждой из 4-

x катионов Na Всего на полость формально 4 кати-

она Na

В случае йодид содалита тоже самое но в отли-

чие нитрит содалита эта поверхность дефектная и на

ней присутствует структура содержащая еще один

центр (может быть катион) Содалит содержит 3 ка-

тиона на полость а в случае нитрита 4 катион на по-

лость Нитрит без включений показывает 4 катиона

Йодид дефектный или с включениями содалитовой

полости и абсорбирует Н2О вдвое больше чем нит-

рит содалит Нитрит содалита чистый и показывает 4

катиона как в гидросодалите так и йодид содалите 2

молекулы воды имеют линейный комплекс

В соответствии со ступенчатой кривой диффе-

ренциальных теплот адсорбции воды в молекуляр-

ном сите нитрит содалита проведем молекулярно-

структурные и термодинамические корреляции ад-

сорбционных свойств адсорбента

Рисунок 3 Дифференциальные энтропии адсорбции воды в нитрит cодалите при 303 K

Горизонтальная штриховая линия ndash среднемольная интегральная энтропия

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 17: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

17

При синтезе содалит (NaNO2) использован гид-

ротермальный метод [310] В литературе [5] описы-

вается 4 Н2О внутри а остальные две молекулы сна-

ружи полости содалита По полученным нашим

результатам в содалите адсорбируется 13 ммольг

воды в нитрит содалите 13 ммольг Н2О в 10 раз

меньше первого что соответствует 54 внутри и 06

снаружи

На рисунке 3 представлена мольная дифференци-

альная энтропия адсорбции (ΔSd) воды в цеолитах

нитрит содалит За нуль принята энтропия жидкой

воды В целом кривые ΔSd расположены ниже энтро-

пии жидкой воды за исключением небольшого

участка в интервале а от 0 до 8247 мкмольг воды у

цеолита нитрит содалит В соответствии с формой

кривой дифференциальных теплот адсорбции энтро-

пия адсорбции воды на нитрит содалит начиная с

413 ДжмольК плавно и волнообразно понижается

до -4483 ДжмольК при 53411 мкмольг затем

быстро растет до -1530 ДжмольК при 67074

мкмольг после чего также волнообразно растет до

насыщения цеолит нитрит содалита водой Подвиж-

ность молекул воды в матрице нитрит содалита где

то между подвижностью жидкой воды и льда

На рисунке 4 представлена кривая зависимости

времени установления адсорбционного равновесия

(τ) от адсорбции воды Для нитрит содалита начиная

с через максимум ~63 часов кривая уменьшается

волнообразно до 2 часов при 137635 мкмольг

Рисунок 4 Время установления адсорбционного

равновесия в зависимости от величины адсорбции

воды в нитрит cодалите при 303 К

При рассмотрении в деталях кривой времени

установления адсорбционного равновесия τ можно

наблюдать что область медленного установления ад-

сорбционного равновесия приходится на первую и

вторую секции В первой секции адсорбция на Al+3 и

Na+ в позиции SI характеризуется 3 максимумами и

резко падает Вторая секция также характеризуется

двумя максимумами относительно слабо выражен-

ными Эти два фрагмента на кривой τ охватывают ин-

тервал по адсорбции а точно равный 2H2O Na+ каж-

дый те точно соответствует числу катионов NaI что

подтверждает предложенный выше механизм адсорб-

ции на катионах в позиции SI в 4 секциях Отсюда

видно что термокинетические данные являются хоро-

шим подспорьем для рассмотрения сорбционных си-

стем в молекулярно-структурном аспекте особенно в

тех случаях когда бессильны дифференцировать цен-

тры адсорбции По полученным кинетическим данным

[1] можно точно указать в какой именно момент осу-

ществляется адсорбция воды на катионах NaI в интер-

вале первой секции

Список литературы

1 РахматкариевГУ ЭргашевОК Локализация Н2О в цеолите NaY Узбекский химический журнал -2009 -

3 ndashС25-27

2 Рахматкариев ГУ Исирикян АА Полное описание изотерм адсорбции уравнениями теории объемного за-

полнения микропор Изв АН СССР Серхим 1988 11С 2644

3 Buhl J-Ch Lons J Synthesis and crystal structure of nitrate enclathrated sodalite Na8[A1SiO4]6 (NO3)2 Journal

of Alloys and Compounds 1996V235 P 41-47

4 Fazal T High Temperature Studies of Sodalites A Thesis for the MRes in Materials Chemistry and Nanochemistry

University of Birmingham 2011

5 Kempa PB Enelhardt G Buhl G J Ch Harvey J G Felsche J and Baerlocher Ch X-ray powder diffraction

crystal structure analysis and 23Si 23Na MAS nmr studies of nitrite sodalite Na8[AISi04](NO2)2 at 295 K

ZEOLITES 1997V11 P 558-562

6 Mikula A Krol M Kolezynski A The influence of the long-rang order on the vibrational spectra of stractures based

on sodalite cage Spectrochim Asta A Mol Biomol Spectrosc - 2015- v144 -P 273-80

7 S R Shannon and H Metiu The Water Molecule in Na6[AlSiO4]6 Sodalite J Phys Chem B 2001 105 P-3813-

3822

8 Mentzen BF Rakhmatkariev G U HostGuest interactions in zeolitic nonostructured MFI type materials Com-

plementarity of X-ray Powder Diffraction NMR spectroscopy Adsorption calorimetry and Computer Simulations

Узб хим журн -2007-6 -P 10-31

9 Boddenberg B Rakhmatkariev G A Calorimetrical and Statistical Mechanics Study of Water Adsorption in Zeolite

NaY Physical Chemistry Chemical Physics 2002 vol 4 P 4171-4180

10 Jie Luoa Haijun Zhangb Jian Yangc Hydrothermal synthesis of sodalite on alkali-activated coal fly ash for removal

of lead ions Procedia Environmental Sciences 31 ( 2016 ) P-605 ndash 614

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 18: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Туракулов ЖУ Азизов ТА Синтез и исследование координационных соедине-

ний ацетата кальция с ацетамидом Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51) URL

http7universumcomrunaturearchiveitem6315

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ АЦЕТАТА

КАЛЬЦИЯ С АЦЕТАМИДОМ

Туракулов Жахонгир Улугбекович

младший научной сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а E-mail joxa86mailru

Азизов Тохир Азизович

д-р хим наук проф главный научный сотрудник института Общего и неорганического химии Академии наук Республики Узбекистан

100170 Узбекистан г Ташкент улица Мирзо Улугбека 77а

SYNTHESIS AND RESEARCH OF COORDINATION COMPOUNDS OF CALCIUM ACETATE

WITH ACETAMIDE

Jakhongir Turakulov

Junior Research Scientist of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences 100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

Tokhir Azizov

Doctor of chemical sciences professor chief researcher of the Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbek Academy of Sciences

100170 Uzbekistan Tashkent Mirzo Ulugbek street 77а

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные и смешаннолигандные координационные соединения ацетата кальция с ацета-

мидом Установлены состав индивидуальность термическое поведение способы координации ацетатных групп

и молекул ацетамида и нитрокарбамида Методами колебательной спектроскопии и термического анализа дока-

заны способы координации органических лигандов окружение центрального иона и термическое поведение син-

тезированных соединений Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногид-

рата ацетата кальция ацетамида нитрокарбамида и их координационных соединений составов

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 и Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O и Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 по-

казано что новые координационные соединения отличаются между собой а также от исходных компонентов

следовательно соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку

ABSTRACT Coordination compounds of calcium acetate with acetamide and nitrocarbamide were synthesized The composition

individuality thermal behavior methods of coordination of acetate groups acetamide and nitrocarbamide molecules are

established Methods of coordination of organic ligands the environment of the central ion and the thermal behavior of

synthesized compounds have been proved by methods of vibrational spectroscopy and thermal analysis Comparison of

interplanar distances and relative intensities of calcium acetate monohydrate acetamide nitrocarbamide and their coor-

dination compounds of the compositions Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Ca(CH3COO)24CН3СONH205H2O and

Ca(CH3COO)2CН3СONH2H2NCONHNO2 showed that the new coordination compounds differ from each other as well

as from the original components hence compounds have an individual crystal lattice

Ключевые слова координационные соединение синтез ИК-спектроскопия рентгенофазовый анализ тер-

мический анализ ацетат кальция ацетамид нитрокарбамид

Keywords coordination compounds synthesis IR spectroscopy X-ray phase analysis thermal analysis calcium

acetate acetamide nitrocarbamide

________________________________________________________________________________________________

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 19: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

19

Одной из актуальных задач современной химии яв-

ляется синтез новых химических соединений обладаю-

щих эффективными свойствами для использования в

сельском хозяйстве Широкое применение в различных

отраслях народного хозяйства нашли комплексные со-

единения s- p- d-металлов обладающие рядом специ-

фических свойств Электронные стереохимические

кинетические и термодинамические характеристики

определяют область применения и свойства координа-

ционных соединений

Следует отметить что электронные строения и

свойства амидных а также уксусной кислоты вызывает

интерес по многим причинам Прежде всего опреде-

ленное число синтетических и природных биологиче-

ски активных соединений в своем составе содержат

указанные группы в качестве основного структурного

элемента Они активно участвуют во многих биологи-

ческих каталитических процессах и применяются как

селективные комплексообразователи и экстрагенты ме-

таллов

К началу наших исследований не имелось данных

по координационным соединениям карбоксилатов ме-

таллов Не показаны причины конкурентной координа-

ции лигандов анионов кислот и молекул воды вокруг

центрального атома [1-3]

Для решения этих проблем в качестве комплексо-

образователей нами выбраны ацетат кальция по-

скольку по изменению природы анионов кислот удобно

судить об их способности к комплексообразованию В

качестве органических лигандов использовали ацета-

мид и нитрокарбамид

В связи с вышеcказанным целью исследования

явилось установление метода синтеза особенностей со-

става строения реакционной способности физико-хи-

мических свойств новых координационных соедине-

ний

В процессе выполнения настоящего исследования

для синтеза комплексных соединений использовали

ацетат кальция состава Са(СН3СОО)2Н2О марки laquoчдаraquo

или laquoхчraquo В качестве лигандов применяли ацетамид -

СН3СОNH2 и нитрокарбамид ndash Н2NCONHNO2 марки

laquoчдаraquo Азот определялся по микрометоду Дюма угле-

род и водород сжиганием в токе кислорода [4] Для

установления индивидуальности синтезированных

комплексных соединений снимались рентгенограммы

на установке ДРОН-20 с Сu-антикатодом Для расчета

межплоскостных расстояний использовались таблицы

а относительная интенсивность линии II1 определялась

в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса

в максимуме [5]

ИК-спектры поглощения записывали на спектро-

фотометрах Specord-75IR (400-4000 см-1 и РУЕ и

NiCAM (400-4000 см-1) с применением методики прес-

сования образцов с КВr

Термический анализ проводили на дериватографе

системы Паулик-Паулик-Эрдей [6] со скоростью 10

градмин и навеской 01 г при чувствительности галь-

ванометров Т-900 ТГ-100 ДТА-110 ДТГ-110 Запись

проводили при атмосферных условиях с постоянным

удалением газовой среды с помощью водоструйного

насоса Держателем служил платиновый тигель диамет-

ром 7 мм без крышки В качестве эталона использовали

Al2O3

Для проведения синтеза комплексных соединений

нами выбран наиболее эффективный механохимиче-

ский способ так как он не требует дефицитных органи-

ческих растворителей [7]

Механохимический процесс взаимодействия ис-

ходных компонентов осуществляется путем интенсив-

ного растирания при комнатной температуре в шаровой

мельнице компонентов взятых в мольных соотноше-

ниях ацетата кальция ацетамида и нитрокарбамида 12

14 и 111 соответственно Аналогично получены все

следующие соединения приведенные в таблице 1

При синтезе комплексного соединения состава

Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2 35239 г (002 моль)

Са(CH3COО)2∙Н2О перетирали с 23630 г (004 моль)

ацетамида в шаровой мельнице при комнатной темпе-

ратуре в течение 3 часов Выход продукта составляет

930

Соединение состава

Са(CH3COО)2∙4СН3СОNH2∙05Н2О получено путем пе-

ремешивания 17626 г (001 моль) Са(CH3COО)2∙Н2О с

23623 г (004 моль) ацетамида в шаровой мельнице при

комнатной температуре в течение 3 часов Выход про-

дукта составляет 890

Соединения состава

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2 синтезиро-

вали путем перемешивания 17617 г (001 моль) моно-

гидрата ацетата кальция с 05961 г (001 моль) ацета-

мида и 10503 г (001 моль) нитрокарбамида в шаровой

мельнице при комнатной температуре в продолжение 3

часов

Таблица 1

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений ацетата кальция с

карбамидом

Соединение Me N C H

Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис Найд Вычис

Са(CH3COО)22СН3СОNH2 1459 1451 1026 1014 3484 3478 591 584

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О 1002 993 1397 1389 3589 3572 669 675

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2 1256 1244 1749 1738 2597 2609 451 438

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 20: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

20

Сравнением межплоскостных расстояний и отно-

сительных интенсивностей моногидрата ацетата

кальция ацетамида нитрокарбамида и их комплекс-

ных соединений показано что новые однородные ко-

ординационные соединения отличаются между со-

бой а также от исходных компонентов следова-

тельно соединения имеют кристаллические ре-

шетки Результаты исследований приведены в

таблице 2

Таблица 2

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий комплексных соединений ацетата

кальция с ацетамидом и нитрокарбамидом

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

Са(СН3СОО)2

2СH3CОNH2

1178 6 466 4 322 15 228 6 1650 4

950 3 451 4 302 3 218 20 1633 4

871 4 438 4 297 4 215 7 1626 4

835 5 420 4 289 76 207 4 1599 7

760 4 405 8 281 6 201 7 1576 3

689 3 399 7 277 3 1985 4 1567 4

654 2 390 7 272 5 1927 3 1511 4

603 4 360 95 267 3 1895 4 1503 4

584 50 357 100 264 4 1866 7 1467 4

560 8 347 4 257 8 1818 5 1441 7

533 3 336 36 254 10 1770 11 1430 3

514 3 332 20 240 5 1725 9 1395 4

502 3 326 9 233 13 1673 4

Са(CH3COО)24СН3СОNH2

05Н2О

1519 7 590 92 345 4 241 4 1907 2

1315 9 575 100 338 40 240 5 1867 5

1273 8 544 3 335 59 234 6 1840 2

1191 7 535 3 329 5 231 4 1819 2

1160 5 587 5 315 2 228 3 1779 4

1050 4 506 3 303 3 226 18 1766 4

1002 5 491 4 296 4 221 5 1750 2

971 4 479 5 293 10 218 44 1723 3

958 3 466 4 289 29 215 5 1704 2

918 4 456 3 285 4 213 2 1682 2

882 4 452 4 279 3 211 5 1667 2

848 5 438 4 272 8 208 4 1644 2

817 5 419 4 270 5 206 4 1627 2

761 3 404 4 267 4 204 2 1615 2

716 4 402 4 264 3 202 4 1599 15

692 3 391 6 257 7 201 5 1585 2

679 3 376 3 253 5 1988 2 1491 2

653 4 367 5 251 2 1974 2 1479 2

633 3 364 44 249 3 1959 2 1437 2

610 14 359 43 244 3 1917 2

Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙

∙H2NCONHNO2

1360 6 456 13 293 5 215 17 1687 4

1335 4 448 10 288 18 211 14 1661 4

1274 4 433 4 280 3 209 6 1652 4

1091 5 422 10 275 10 208 10 1632 4

1016 3 403 45 269 12 205 5 1621 4

946 3 399 11 268 12 202 12 1606 5

878 13 394 13 266 5 1976 8 1579 5

842 15 390 18 262 10 1948 8 1564 6

769 5 377 4 257 14 1917 7 1558 4

758 16 361 8 253 9 1905 7 1546 5

703 6 357 15 247 5 1884 6 1524 5

669 5 353 36 244 32 1871 15 1509 6

649 10 350 24 240 18 1840 5 1494 4

602 100 346 24 234 18 1827 6 1468 4

569 9 336 21 233 28 1818 10 1446 5

565 15 324 10 231 9 1786 3 1435 4

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 21: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

21

Соединение d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I d Aring I

533 6 313 3 228 12 1769 12 1408 4

511 5 309 3 225 4 1752 8 1397 4

191 4 303 10 221 13 1720 9 1392 4

471 7 296 18 218 16 1707 5 1376 4

В ИК-спектре поглощения ацетамида обнару-

жены частоты (см-1) при 3387-ν(NH2) 3194 - 2δ(NH2)

1670 - ν(С=О) 1626 - δ(NH2) ν(CO) 1395 - ν(CN)

1348 - δ(СН3) 1154 - ρ (NH2) 1048 - ρ(СН3) 1005 -

ν(С-С) 875 - ν(С-С) 582 - δ(NCO) и 464 - δ(ССN)

В ИК-спектре поглощения некоординированной

молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при

3437- νas (NH2) 3352- δ (NH2) 3182- ν (NH2) 1704- ν

(C=O) 1615- δ (NH2) ν (CO) 1530 - νas (NO2) 1466- ν

(CN) 1340- νs (NO2) 1108- ρ (NH2) 1027- νs (CN) 785-

δ (NH2) 543- δ (NCO)

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

930

cm-1

T 334617

319470

282171

166544

161095

153565

145043

135071

114964

105860

103066

94730

92493

87358

67488

66020

64422

61783

58196

48688

46924

301960

292997

350700

156083

154685

146573

Рисунок 1 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙2СН3СОNH2

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

00

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

770

cm-1

T

335488

318602

281943

167282

161116 153569 145055

135259

115002

105244

103073

94729

87447

67514

64419

61797

58258

48640

46656

Рисунок 2 ИК-спектр поглощения молекулы Са(СН3СОО)24СН3СОNH205H2O

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 22: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

22

40000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 4000

50

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

810

cm-1

T

336651318075

167653

161113

153791 145000

142316

120215

115376

112459

105865

102973

94724

82900

77875

70293

67468

66017

64437

61933

51177

48709

46958

41205

Рисунок 3 ИК-спектр поглощения молекулы Са(CH3COО)2∙СН3СОNH2∙H2NCONHNO2

Анализ ИК-спектров поглощения некоординиро-

ванных молекул карбамида и их комплексных соеди-

нений с ацетатом кальция показал что с переходом в

координированные положения значения некоторых

частот молекул амидов значительно изменяется Из-

за сложности ИК-спектров поглощения комплексных

соединений выбранных металлов с амидами нам не

удалось отнести все наблюдаемые частоты к соответ-

ствующим колебаниям групп связи В таблице 3 при-

ведены значения характеристических частот (см-1)

вышеуказанных соединений

Таблица 3

Значения характеристических частот (см-1) в ИК-спектрах поглощения свободных и координированных

молекул ацетамида и нитрокарбамида с ацетатом кальция

Соединение ν(С=О) ν(С=N)

CH3CONH2 1670 1395

O2NHNCONH2 1701 1466

Ca(CH3COO)2bull2CH3CONH2 1656 1405

Ca(CH3COO)2bull4CH3CONH2bull05H2O 1673 1653 1395 1421

Ca(CH3COO)2bullCH3CONH2bullH2NCONHNO2 1660 1677 1423 1480

ИК-спектр поглощения свободной молекулы

ацетамида характеризуется несколькими частотами

Из них при 1670 и 1395 см-1 наблюдается полосы со-

ответствующие валентным колебаниям связей С=О и

C-N Первая полоса понижается когда координация

молекулы ацетамида осуществляется через атом кис-

лорода карбонильной группы В этом случае значе-

ние частоты связи C-N повышается Такие изменения

обнаружены в комплексах составов

Са(СН3СОО)2middot2CH3CONH2

Са(СН3СОО)2middot4CH3CONH2middot05H2O и Са(СН3СОО)2middot

middotCH3CONH2middotH2NCONHNO2 (рисунок 1-3)

На кривой нагревания соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 обнаружены пять эндо-

термических эффектов при 100 237 296 396 604 и

три экзотермических эффекта при 458 530 714 оС

Природа первого эндоэффекта связана полиморф-

ным превращением соединения

Ca(CH3COO)22CН3СONH2 Характер последующих

термоэффектов сопровождается ступенчатым разложе-

нием безводного соединения В температурных диапа-

зонах 120-274 274-330 330-423 423-487 487-584 584-

650 650-800 оС потеря массы соответственно состав-

ляет 3684 421 052 1316 737 016 31 Общая

убыль массы в интервале температур 120-800 оС по кри-

вой ТГ составляет 6537 что соответствует образова-

нию оксида кальция (рисунок 4)

Кривая нагревания комплексного соединения

Ca(CH3COO)24CН3СONH225H2O характеризуется

шестью эндотермическими эффектами при 98 217 243

384 595 816 и тремя экзотермическими эффектами при

465 505 743 оС Появление первого эндоэффекта обу-

словлено удалением 25 молекул воды Характер после-

дующих термоэффектов сопровождается ступенчатым

разложением исходного соединения В температурных

диапазонах 85-140 140-233 233-320 320-420 420-470

470-560 376-450 450-569 569-740 740-840 оС потеря

массы соответственно составляет 224 4860 935 280

234 841 047 280 654 Общая убыль массы в ин-

тервале температур 85-840 оС по кривой ТГ составляет

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 23: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

23

7455 что соответствует образованию оксида кальция

(рисунок 5)

На кривой ДТА соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 обнару-

жены пять эндотермических эффектов при 82 219

291 338 835 и четыре экзотермических эффекта при

431 558 585 750 оС Природа первого эндоэффекта

связана полиморфным превращением соединения

Са(СН3СОО)2CН3СONH2Н2NСONHNO2 Характер

последующих термоэффектов сопровождается сту-

пенчатым разложением безводного соединения В

температурных диапазонах 120-252 252-313 313-

392 392-460 460-575 575-610 610-778 778-840 оС

потери массы соответственно составляют 1553

1796 825 728 971 049 446 1688 Общая

убыль массы в интервале температур 90-840 оС по

кривой ТГ составляет 8058 что соответствует об-

разованию оксида кальция (рисунок 6)

Рисунок 4 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙2CH3CONH2

Рисунок 5 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙4CH3CONH2∙05H2O

Рисунок 6 Дериватограмма молекулы

Са(СН3СОО)2∙CH3CONH2∙H2NCONHNO2

Выводы

Разработаны условия синтеза выделены в твер-

дом состоянии однородные соединения ацетата каль-

ция с ацетамидом и нитрокарбамидом Установлены

состав индивидуальность термическое поведение и

способы координации апикальных лигандов и аце-

татных фрагментов Предложено строение синтези-

рованных комплексных соединений ацетата кальция

с ацетамидом и нитрокарбамидом Полученные ре-

зультаты могут быть использованы в качестве спра-

вочных данных для научных сотрудников работаю-

щих в области координационной химии

Список литературы

1 Азизов ТА Азизжонов ХМ Сулейманова ГГ Азизов ОТ и др Смешанноамидные комплексные соедине-

ния некоторых карбоксилатов металлов Химическая технология Тез Докл Международной конференции

по химической технологии ndash Моcква 2007 ndash С 220-221

2 Климова ВА Основы микрометода анализа органических соединений М Химия 1967 -19с

3 Ковба ПМ Трунов ВК Рентгенофазовый анализ М МГУ 1976 -232 с

4 Лукачина ВВ Лиганд-лигандное взаимодействие и устойчивость разнолигандных комплексов ndash Киев Нау-

кова Думка 1988 ndash 181 с

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 24: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

24

5 Мелдебекова СУ Азизов ТА Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) Узбекский

химический журнал Ташкент 2002 5 С 23-28

6 Прямой синтез координационных соединений Под ред акад НАН Украины Скопенко ВВ Киев Вент 1997

-175 с

7 Paulik F Paulik J Erdey L Derivatograph I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen

Ausguchrund der Differential ndash ther moqravimetrischen Untersuchungen Z Anal Chem 1958 - V160 N4 - P

241-250

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 25: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Влияние технологических параметров на процесс промывки кристаллов хлорида

натрия образующихся при переработке дистиллерной жидкости Universum Химия и биология электрон

научн журн Реймов КД [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6318

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС ПРОМЫВКИ

КРИСТАЛЛОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИСТИЛЛЕРНОЙ ЖИДКОСТИ

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON THE PROCESS OF FLUSHING

SODIUM CHLORIDE CRYSTALS OBTAINING WHEN PROCESSING THE DISTILLER LIQUID

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 26: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

26

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена изученного процесса промывки кристаллов хлорида натрия образующихся при упарке

дистиллерной жидкости На основании проведенных исследований установлена возможность получения хлорида

натрия пригодного для технического назначения Предлагается трехкратная противоточная промывка при этом

содержание хлорида кальция в продукционном хлориде натрия снижается до 01-012

ABSTRACT

The work is devoted to the studied process of washing sodium chloride crystals formed during evaporation of the

distillation liquid Based on the studies carried out it has been established that it is possible to obtain sodium chloride

suitable for technical purposes A three-time countercurrent wash is proposed while the content of calcium chloride in

the production sodium chloride is reduced to 01-012

Ключевые слова дистиллерная жидкость упарка кальцинированная сода суспензия сырьё хлорид каль-

ция промывка

Keywords distiller liquid vapor soda ash suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Аммиачный способ мирового производства соды

продолжает оставаться основным хотя его удельный

вес ещё недавно составлявший 100 снижается и по

состоянию на 2018 год может быть примерно оценен

в 60-70

Этот способ обладает рядом крупных преиму-

ществ

необходимое для осуществления способа сы-

рьё - поваренная соль и карбонат кальция являются

недорогими широко распространёнными и легко до-

бываемыми

основные реакции процесса осуществляются

при невысоких температурах (до 100 градусов по

Цельсию) и близких к атмосферному давлению

хорошая изученность способа налаженность и

устойчивость технологических процессов

высокое качество получаемого продукта

сравнительно низкая себестоимость кальцини-

рованной соды

Аммиачному способу получения соды однако

присущи и серьёзные недостатки главными из кото-

рых являются

низкая степень использования исходного сы-

рья (натрий используется примерно на 23 а хлор и

кальций не используются совсем)

большое количество жидких и твёрдых отхо-

дов требующих утилизации сброса и длительного

хранения

значительный расход энергетических ресур-

сов

большие удельные капиталовложения для со-

здания содового производства

Поэтому на данном производстве одновременно

с получением ценных продуктов накапливается

огромное количество производственных отходов

Наиболее вредным и объёмным отходом производ-

ства кальцинированной соды аммиачным способом

является дистиллерная суспензия

Это предопределено самой технологией по кото-

рой невозможно достичь полного использования сы-

рья Дистиллерная суспензия представляет собой

раствор хлоридов кальция и натрия гидроксида и

сульфата кальция с общим массовым содержанием

компонентов 15-16

Дистиллерную суспензию можно разделить на

осветленную жидкость и твердый шлам Осветлен-

ную дистиллерную жидкость и твердые шламы необ-

ходимо перерабатывать в продукты полезные для

хозяйственной деятельности человека

В связи с этим осветленную дистиллерную жид-

кость и шламы следует рассматривать не как отходы

содового производства а как вторичные материаль-

ные ресурсы При создании малоотходной или эколо-

гически рациональной технологии стремятся удовле-

творить потребность в данном продукте с наиболее

полным использованием природных ресурсов (мате-

риальных или энергетических) то есть предусматри-

вается организация переработки вторичных матери-

альных ресурсов и исключение вредных выбросов в

атмосферу водоемы а также максимальное сокраще-

ние потерь тепла в окружающую среду [1-4]

Поэтому снижение количества хлоридных отхо-

дов содового производства их переработка с получе-

нием товарных продуктов является актуальной про-

блемой

Для данных процессов нами изучено влияние

технологических параметров на стадию промывки

кристаллов хлорида натрия от ионов кальция с ис-

пользованием хлоридов натрия с влажностью 20 30

40 и 50 образовавшихся при получении растворов

хлорида кальция с концентрацией 30 40 и 50

Промывку проводили трехкратно с противото-

ком Соотношения осадок промывочные растворы

варьировали в интервалах 105-10 В качестве про-

мывных вод использовали чистую воду 5 и 10-ные

растворы хлорида кальция

При однократной схеме промывки (табл1 и

рис1) кристаллов хлоридов 20-ным влажным

натрием образующимся при упарке дистиллерной

жидкости до образования 30-ного раствора хло-

рида кальция с увеличением соотношения ТЖ от

105 до 110 содержание хлорида кальция в промы-

том осадке снижается от 314 до 208 от 240 до 110

и от 171 до 012 при применении 10 5-ного рас-

твора хлорида кальция и чистой воды соответ-

ственно

С увеличением влагосодержания в осадках от 30

до 50 содержание остаточного хлорида кальция в

промытом осадке при соотношении ТЖ 105 и 110

увеличивается от 525 до 1000 от 317 до 548 от

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 27: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

27

429 до 875 от 172 до 310 от 336 до 750 и от 026

до 072 соответственно при применении 105-

ного раствора хлорида кальция и чистой воды

Таблица 1

Влияние технологических параметров на аналитические показатели промывки хлорида натрия при

однократной промывке

о

пы

та

Ко

нц

ентр

ац

ия

уп

а-

рен

но

го

ра

ств

ор

а

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2 в

тв

ерд

ой

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой фазе Содержание СаСl2 в твердой

фазе

10

5

11

12

13

15

11

0

10

5

11

12

13

15

11

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

При промывке с применением 10-ного СаСl2

1

2

3

4

30

20

30

40

50

6

9

12

15

157

175

1889

2000

1330

1461

1571

1657

1181

1261

1333

1400

1125

1181

1247

1285

1077

1113

1148

1182

1038

1058

1077

1095

314

525

756

100

266

438

628

835

236

378

533

70

225

354

499

645

215

334

459

591

208

317

431

548

5

6

7

8

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1857

2125

2333

2500

1500

1692

1857

2000

1273

1311

1500

1600

1188

1273

1353

1429

1115

1170

1242

1273

1059

1087

1115

1143

374

638

933

1250

300

508

743

1000

256

417

600

800

238

382

541

715

223

351

489

637

212

326

446

572

9

10

11

12

50

20

30

40

50

10

15

20

25

2143

2500

2778

3000

1667

1923

2143

2333

1364

1522

1667

1800

1250

1364

1471

1571

1154

1226

1296

1364

1078

1117

1154

1190

429

750

1111

1500

333

577

857

1167

273

457

567

900

250

409

588

706

231

368

518

682

216

335

462

595

При промывке с применением 5-ного СаСl2

13

14

15

16

30

20

30

40

50

6

9

12

15

1214

1433

1610

1750

810

1075

1210

1330

725

827

918

100

056

727

794

858

596

642

685

727

549

573

596

619

240

429

644

875

162

325

484

665

145

248

368

500

131

218

318

429

119

193

274

364

110

172

238

310

17

18

19

40

20

30

50

8

12

20

1500

1813

225

1083

1308

1667

819

957

1200

719

818

1011

635

698

818

569

602

667

300

544

1125

217

392

834

164

287

600

144

245

500

127

209

409

114

181

334

20

21

22

23

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1786

2188

2500

2750

1250

1538

1786

200

909

1087

125

140

781

909

1029

1143

673

755

833

909

588

631

673

714

357

656

1000

1376

250

461

714

1000

182

326

500

700

156

273

412

572

135

227

313

455

118

189

269

357

При промывки с применении воды

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

24

25

26

27

30

20

30

40

50

6

9

12

15

856

1120

1333

1500

500

691

858

100

272

391

500

600

187

278

353

429

115

170

222

273

059

087

115

143

171

336

532

750

100

207

343

500

054

117

200

300

037

083

140

215

023

051

089

137

012

026

046

072

28

29

30

31

40

20

30

40

50

8

12

16

20

1143

1500

1778

2000

667

923

1143

1333

364

522

667

800

250

364

471

571

154

226

296

364

078

117

154

190

229

450

711

1000

133

277

457

667

073

157

267

400

050

109

188

286

031

068

118

182

016

035

062

095

32

33

34

35

50

20

30

40

50

10

15

20

25

1429

1875

2222

2500

833

1154

1429

1567

455

652

833

1000

313

455

588

714

192

283

370

455

098

146

192

238

286

563

889

1250

167

345

572

834

081

196

333

500

063

137

234

357

038

085

148

228

014

044

077

119

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 28: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

28

Рисунок 1 Изменения содержания CaCl2 в фильтрате и твердом осадке (NaCl) в зависимости от

технологических условий при промывке 10-ным раствором CaCl2 (а) и чистой водой (б) Примечание

номера кривых соответствуют номерам табл1

Вышеуказанные закономерности сохраняются

при промывке осадков хлоридом натрия выделен-

ным из 40 и 50-ных растворов

Остаточное содержание хлорида кальция в про-

мытых кристаллах хлорида натрия выделенных из

40-ного хлорида кальция по сравнению с 30-ным

при одинаковых условиях увеличиваются от 06 до

25 и от 012 до 024 в интервалах ТЖ =105-10 и при

влажности осадков 20-50

Из полученных данных следует что на остаточ-

ное содержание хлорида кальция в промытом осадке

сильно влияют влажность осадка концентрация рас-

твора хлорида кальция и соотношения ТЖ Для до-

стижения более высокой степени промывки хлорида

натрия (табл1) необходимо снизить влагосодержа-

ние осадка повысить соотношения ТЖ более 110 и

использовать только чистую воду Такие условия

неэкономичны так как в результате на 1 т промытого

хлорида натрия получается более 10 т низкоконцен-

трированной (05-238) промывной воды (табл2

и 3)

Это вынуждает применять трехкратную противо-

точную промывку

В таблице 2 показана вторая стадия промывки

осадков выделенных из 30-ного раствора хлорида

кальция и промытых 10-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 105 11 и 12

Промывку проводили с применением 5-ного

раствора хлорида кальция и чистой водой соотноше-

ние ТЖ варьировали в интервалах 11-3 С повыше-

нием ТЖ от 105 до 13 на второй стадии промывки

содержание хлорида кальция в промытом осадке ко-

леблется от 161 до 113 и от 625 до 357 при влажно-

сти осадка 20 и 50 соответственно При промывке

осадков на первой стадии с ТЖ 12 эти значения ко-

леблются от 139 до 109 и от 475 до 315 соответ-

ственно при 20 и 50 влажности осадков

При применении в одинаковых условиях чистой

воды на второй стадии промывки содержание хло-

рида кальция в осадках снижается в 2-5 раза до 015

т е первая промывка проводится при ТЖ 12

[1(20-ный осадок)2(10-ный раствор хлорида

натрия)] и вторая стадия промывки 13 [1 (20-ный

осадок первая промывка)3(вода)] Однако при этих

условиях образуется разбавленный раствор с содер-

жанием 074 хлорида кальция который нельзя ис-

пользовать на первой стадии промывки осадка

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 29: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

29

Таблица 2

Влияние технологических параметров на второй стадии промывки хлорида натрия при получении 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е

оса

до

к п

ро

м р

р

на

1 с

та

ди

и

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Со

дер

жа

ни

е

Са

Сl 2

в т

вер

до

й

фа

зе

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

При применении 5-ной по СаСl2 дистиллерной жидкости

1

2

3

4

105

20

30

40

50

314

526

756

100

806

969

1118

125

678

788

897

1000

597

663

729

800

567

614

664

714

161

291

447

625

136

236

359

500

119

199

292

400

113

184

266

357

5

6

7

8

11

20

30

40

50

266

438

628

835

737

860

976

1085

638

722

806

890

575

625

678

734

552

587

626

667

147

258

390

543

128

217

322

445

115

188

271

367

110

176

250

334

9

10

11

12

12

20

30

40

50

236

378

533

700

694

785

873

950

613

675

738

800

562

599

639

680

543

569

598

629

139

236

349

475

123

202

235

40

112

180

256

340

109

171

239

315

При применении воды

13

14

15

16

105

20

30

40

50

314

526

756

100

449

656

840

1000

262

404

540

667

143

228

315

400

098

159

222

286

090

197

336

500

052

121

216

334

029

068

126

200

02

048

089

143

17

18

19

20

12

20

30

40

50

236

378

533

700

337

473

590

700

197

291

381

467

107

164

222

280

074

114

157

20

067

142

236

35

027

087

114

234

021

049

089

140

015

034

063

10

С целью увеличения степени промывки и кон-

центрации промывных вод с одновременным сниже-

нием расхода чистой воды проводили третью стадию

промывки с использованием только чистой воды при

соотношении ТЖ 105-3 В качестве осадков ис-

пользовали влажный промытый осадок на первой

стадии при ТЖ 11 12 и на второй стадии при 11 и

13

Таблица 3

Влияние технологических параметров на третьей стадии промывки хлорида натрия при получения 30-

ного хлорида кальция

о

пы

та

Со

отн

ош

ени

е о

са-

до

к п

ро

м

рр

на

2

ста

ди

и

Со

дер

жа

ни

е С

аС

l 2

в т

вер

до

й ф

азе

Вл

аж

но

сть

оса

дк

а

Содержание СаСl2 в жидкой

фазе

Содержание СаСl2 в твердой

фазе

105 11 12 13 105 11 12 13

1

2

3

4

11 11

128

217

322

445

20

30

40

50

183

271

358

445

107

167

230

297

058

094

134

178

040

066

095

127

037

081

143

223

021

050

092

149

012

028

054

089

008

020

038

064

5

6

7

8

11 13

110

176

250

334

20

30

40

50

157

22

278

334

092

135

179

233

050

077

104

134

034

053

074

085

031

065

111

167

018

041

072

112

01

024

0416

067

007

016

030

048

9

10

11

12

12 11

123

202

295

400

20

30

40

50

176

252

328

40

103

1554

211

267

056

088

123

160

038

061

089

114

035

076

130

200

021

047

084

134

011

026

049

080

008

018

036

057

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 30: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

30

13

14

15

16

12 13

109

171

239

315

20

30

40

50

156

214

266

315

091

132

171

210

050

074

099

126

034

052

070

090

031

064

106

158

018

040

068

105

010

022

040

063

007

016

028

045

В таблице 3 приведены результаты промывки че-

тырёх проб Первая и вторая пробы на первой стадии

промывки 10-ным раствором хлорида кальция при

ТЖ 11 а на второй стадии-5-ным раствором хло-

рида кальция при ТЖ 11 и 13 соответственно

Третья и четвертая пробы на первой стадии про-

мыты 10-ным раствором хлорида кальция при ТЖ

12 на второй стадии-5-ным раствором хлорида

кальция при ТЖ 11 и 13

Из таблицы 3 видно что при применении первой

пробы с влажностью 20 с повышением ТЖ от 15

до 13 содержание хлорида кальция снижается в 5

раз-от 037 до 008

А с увеличением влажности до 50 эти значения

снижаются в 38 раза-от 223 до 064 с одновремен-

ным увеличением общего содержаниях хлорида

кальция в осадках в 7-8 раз

При помывке второго образца в этих условиях

содержание хлорида кальция снижается всего лишь

на 001 однако расход 5-ной промывной воды на

второй стадии в 3 раза больше

Результаты промывки третьего образца показы-

вают одинаковое содержание хлорида кальция в пер-

вой пробе однако расход 10-ного раствора хлорида

кальция на первой стадии промывки в 2 раза больше

Таким образом по результатом анализов предла-

гается трехкратная противоточная промывка при со-

отношении ТЖ 12 и промывке10 5-ным раство-

ром хлорида кальция и чистой водой При этом

содержание хлорида кальция в осадке достигает 01-

012 а промывная вода с концентрацией хлорида

кальция 053-15 54-600 118-1400 достигает

на третьей второй и первой стадиях промывки соот-

ветственно

Список литературы

1 Патент 100943 Польша Кл C01F11 Переработка дистиллерной жидкости Krizala Josef Danek Rostislav

- РЖХим 1979 21 Л 188 с

2 Крашенинников СА Технология соды - М Химия 1988 - 304 с

3 Ткач ГА Шапорев ВП Титов ВМ Производство соды по малоотходной технологии - Харьков ХГПУ

1998 429 с

4 13 1970 УДК 66132 13Л62 Магнитная обработка дистиллерной жидкости Шахов АИ Душкин СС -

Химическое и нефтяное машиностроение 1970 3 18-19 с

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 31: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Исследование процесса закрепления засоленных почв Universum Химия

и биология электрон научн журн Эркаев АУ [и др] 2018 9(51) URL http7universumcomrunature

archiveitem6321

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВ

Эркаев Актам Улашевич

д-р техн наук профессор ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Тоиров Зокир Каландарович

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Закиров Бахтияр Сабиржанович

д-р техн наук профессор ИОНХ Республика Узбекистан г Ташкент

Реймов Каржаубай Даулетбаевич

докторант ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Кучаров Бахром Хайриевич

канд техн наук доцент ТХТИ Республика Узбекистан г Ташкент

Каипбергенов Атабек Тулепбергенович

д-р техн наук доцент НГПИ Республика Узбекистан г Нукус

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF MOISTURE SEDIMENT ASSEMBLY

Aktam Erkayev

doctor of technical sciences professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Zokir Toirov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhtiyar Zakirov

doctor of technical sciences professor IGIC Uzbekistan Tashkent

Karjawbay Reimov

doctoral student of TCTI Uzbekistan Tashkent

Bakhrom Kucharov

candidate of technical sciences associate professor of TCTI Uzbekistan Tashkent

Atabek Kaipbergenov

doctor of technical sciences associate professor of NSPI Uzbekistan Nukus

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена процессу получения закрепителя засоленных почв Испытания проводили на засоленной

почве высохшего дна Аральского моря На основании проведенных исследований установлена возможность

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 32: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

32

предотвращения ее уноса созданным закрепителем Оптимальным оказался закрепитель состоящий из 40 хло-

рида кальция КМЦ и жидкого стекла при соотношении 1(00014-0065)( 0008-010) соответственно

ABSTRACT

The work is devoted to the process of obtaining a fixer for saline soils Tests were carried out on the saline soil of the

dried-up bottom of the Aral Sea Based on the studies carried out it has been established that it is possible to prevent its

entrapment by the created fixer Optimum was the fixer consisting of 40 calcium chloride CMC and liquid glass at a

ratio of 1(00014-0065)(0008-010) respectively

Ключевые слова Аральское море дистиллерная жидкость жидкое стекло закрепитель суспензия сырьё

хлорид кальция промывка

Keywords Aral Sea distiller liquid liquid glass fixer suspension raw materials calcium chloride washing

________________________________________________________________________________________________

Ранее экосистема Арала включала сотни видов

морской фауны и флоры Присутствие крупного во-

доема оказывало смягчающее влияние на климат что

превращало Приаралье своего рода в оазис среди пу-

стыни Но в начале 1960-х море начало стреми-

тельно отступать [1-4]

В Аральском море теоретически имеется

12968408 млнт солей те ошибка прогноза не пре-

вышает plusmn16 Пыльные бури ежегодно уносят в

среднем 6239 млнт солей из бассейна Аральского

моря (пылеунос 30) [5-6]

Полученные из дистиллерной жидкости закрепи-

тели засоленных почв были испытаны на почве вы-

сохшего дна Аральского моря (табл 1)

При этом на 1м2 засоленной почвы были распы-

лены различного состава закрепители засоленных

почв (ЗЗП) После усыхания и отвердения ЗЗП под-

вергалась ситовому анализу чтобы проанализиро-

вать количества фракций почвы до и после примене-

ния ЗЗП ЗЗП состоят в основном из дистиллерной

жидкости (CaCl2) с добавками жидкого стекла и кар-

боксилметилцеллюлозы

Для испытания процесса закрепления использо-

вали засоленные почвы состава (масс) CaO ndash 445

MgO ndash 136 Cl- ndash 304 SO4 ndash 2170 и др Испытания

были проведены 4 февраля 2016 года С использова-

нием двух видов ЗЗП состава (масс)

40 -ный раствор CaCl2 40 -ный раствор

Na2SiO3 КМЦ

N1 9607 196 196

N2 9804 098 098

Образцы ЗЗП разбавляли водой при соотноше-

нии 120 и опрыскивали его по 4 и 8 г на 1м2 поверх-

ности засоленных почв Результаты исследований

влияния состава и количества ЗЗП на формирование

водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую

прочность поверхностной корки приведены в табл1

Таблица 1

Фракционный состав засоленной почвы Аральского моря до и после применения закрепителя

Состав раствора

масс

Состав рас-

твора закрепи-

теля

Количество ВПА ()

Фракционный состав засоленной почвы mm

Ра

схо

д З

ЗП

гм

2

Пр

оч

но

сть

ко

рк

и

МП

а

40

C

aC

l 2

Na

2S

iО3

KM

Ц

Ра

ств

ор

H2О

˃5

0 m

m

-50

+3

0 m

m

-30

+2

0 m

m

-20

+1

0 m

m

-10

+0

5 m

m

-05

+0

25

mm

По

дд

он

1 - - - - - 106 337 169 431 993 554 7411 - 01divide05

2 9607 196 196 476 9524 1198 1448 1083 1595 2795 1265 616 4 281

3 9607 196 196 476 9524 567 1538 1449 1939 3044 927 535 8 312

4 9804 098 098 476 9524 1452 1291 961 1395 2566 1166 117 4 364

5 9804 098 098 476 9524 614 1487 1309 1339 2491 1565 1095 8 305

Примечание 1- фракционный состав засоленной почвы Аральского моря без применения закрепителя 234

5 ndash с применением закрепителя

Как видно из данных содержание ВПА в исход-

ным засоленном почвогрунте низкое и составляет 15-

11 Опрыскивание поверхности почвогрунта рас-

твором ЗЗП способствует повышению прочности

структуры и показатели ВПА

До опрыскивания ЗЗП (рис1) поверхности ис-

ходных образцов покрыты более пухлыми солями

сульфата натрия-тенардита На поверхности образ-

цов после обработки появляется соляная корка уве-

личивающаяся с повышением расхода и концентра-

ции ЗЗП что более активно проявляется на первых

образцах ЗЗП

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 33: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

33

1

3

Рисунок 1Внешний вид засоленных почв до и после опрыскивания ЗЗП

Номера образцов соответствуют номерам табл 1

Для установления влияния ЗЗП на процесс за-

крепления определяли химический и фракционный

состав образцов

Ситовой анализ образцов (табл1) показал что

остаток в поддоне составляет 535-1095 те ниже

чем у исходного образца

Увеличение расхода ЗЗП от 4 до 8 гм2 привело к

снижению содержания фракции в поддоне У первого

образца остаток на поддоне оказался на 09-10

больше чем у второго образца

При увеличении доз ЗЗП в соляном почвогрунте

количество ВПА увеличивается примерно в 4-5 раза

особенно заметно упрочняется поверхностная корка

до 281-364 мПа против 01-03 мПа в исходном

При этом прочность созданной структуры и ВПА

соляного почвогрунта закрепленного композицией

N1 при расходе 4 и 8 гм2 составляет 281-312 мПа и

94-95 а для соляного почвогрунта N2-26-30 мПа и

8730-8905 соответственно

Хлорид кальция содержащийся ЗЗП взаимодей-

ствует с частицами тенардита засоленного поч-

вогрунта образуя кристаллы дигидрата сульфата

кальция которые выпадают в межфазных простран-

ствах в зоне контакта с образованием нерастворимых

соляных слоев В жидкой фазе увеличивается доле-

вое содержание NaКМЦ и Na2SiO3 образующие по

мере испарения воды тонкую пленку которая играет

роль склеивающего агента придает прочность и во-

достойкость формируемой структуре Химизм про-

цесса закрепления засолённых почвогрунтов (ЗПГ)

можно разделить на следующие стадии

1 CaCI2+Na2SO4+H2OrarrCaSO4∙2H2Odarr +NaCI

2 Na2O∙nSiO2+CaCI2 rarr2NaCI+CaO∙nSiO2

3 nNа2SiO3+H2O rarr(n-1) Na2O∙ SiO2+H2O uarr+

SiO2(m-2) H2O+ NaOН

4 CaO∙nSiO2+mH2OrarrnSiO2(m-

2)H2O+Ca(OH)2

5 nSiO2∙(m-2)H2O + NaKMЦ+2H2OrarrNa

KMЦ∙nSiO2∙mH2O

6 Na2O∙nSiO2+ NaKMЦ+ mH2Orarr

NaKMЦ∙nSiO2∙ (m-2)H2O

При испарении воды с увеличением концентра-

ции солей щелочных металлов могут протекать реак-

ции 234 с образованием геля кремнезёма Ca(OH)2 и

NaCI В стадии образования SiO2 в случае присут-

ствия NaKMЦ протекает реакция 5 с образованием

клеющей пленки Реакции протекающий по уравне-

нию 3 4 5 можно описать эти реакции значительно

усложняются когда они протекают в засолённом

почвогрунте

Следует отметить что наряду с увеличением об-

щего количества ВПА происходит их перераспреде-

ление по размерам Если для засолённого поч-

вогрунта закрепленного раствором N1 4гм2

характерно преимущественно образование агрегатов

размерами 20+01 и -01+05 то при расходе 8гм2

раствора N1 преобладают крупные агрегаты разме-

ром gt10мм

Табличные данные показывают что фракцион-

ный состав обработанных закрепителем засоленных

почв Аральского моря зависит от состава закрепи-

теля Сравнение данных показывает что при приме-

нении оптимального количества закрепителя в об-

разце содержатся фракции более 5 мм на 562

фракций более 3 мм ndash на 1538 более 2мм ndash на

1449 а фракций менее 025 мм в поддоне содержа-

лось на 535 меньше

Данные рис1 и 2 свидетельствуют о том что при

закреплении ЗПГ предложенными ЗЗП их поверх-

ностные слои переходят из мелко-пушеночно сво-

бодно-дисперсного состояния в крупные агрегатиро-

ванные связанно-дисперсные корки состоящие из

механически прочных и водопрочных макроагрега-

тов частиц

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 34: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

34

Рисунок 2 Микрофотометрический вид засоленных почвогрунтов с ЗЗП

Результаты химического анализа (табл2) пока-

зывают что в засоленных почвах после обработки

ЗЗП содержание водорастворимого SO42- снижается

на 1-2 Это показывает что на поверхности почв те-

нардит реагирует с хлоридом кальция с образова-

нием малорастворимого дигидрата сульфата каль-

ция Это значит в присутствии хлорида кальция

растворимость сульфата натрия уменьшается и он пе-

реходит в сульфат кальция который является нелету-

чим компонентом по сравнению с сульфатом натрия

Это также доказывает образование закрепленных за-

соленных почв

Таблица 2

Химический состав засоленной почвы дна Аральского моря до и после применения закрепителя

(масс)

Содержание компонентов масс

Na2O K2O CaO MgO Cl- SO4- CO2 HCO3

1 273 012 345 136 304 2170 0098 192

2 297 011 266 090 28 198 009 11

3 242 022 567 093 29 186 009 202

4 215 021 336 116 275 186 008 16

5 276 021 270 267 275 173 008 125

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 35: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

35

Рисунок 3 Рентгенограмма образцов засоленных почв до и после обработки ЗЗП Номера образцов

соответствует номерам табл 1

Данные микроскопического (рис2) и рентгено-

фазового (рис3) анализов также подтвердили полу-

ченные результаты

Таким образом изучение фракционного состава

обработанных засоленных почв Аральского моря с

определением ВПА и механической прочности по-

верхности корки показало возможность закрепления

соляной пушонки со снижением ее уноса созданным

закрепителем

Оптимальным сказался закрепитель состоящий

из 40 хлорида кальция КМЦ и жидкого стекла при

соотношение 10025-005001-002

Список литературы

1 Рубанов ИВИшниязов ДПБаскакова МАЧистяков ПА Геология Аральского моряТашкент Фан1987-

246с

2 Курбанбаев Е Артыков О Курбанбаев С Аральское море и водохозяйственная политика в республиках

Центральной Азии Издательство ldquoКаракалпакстанrdquo2011-128с

3 Большое Аральское море в начале ХХI векафизикабиологияхимия ПОЗавьялов ЕГАрашкевич

ИБастида и др инсититут океанологии им ППШиршова РАН МНаука2012-229с

4 Эркаев АУ Реймов КД Тоиров ЗК Каипбергенов АТ Туремуратова АШ Современное экологическое

состояние и солевые отложения Аральского моряУзбхимжурн - 2014 - 4 с 4-20

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 36: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Худойбердиев ФИ Изучение растворимости в системе NaClO3bull3СО(NH2)2 -

N(C2H4ОH)3bullC4H4O2N2 - H2O Universum Химия и биология электрон научн журн 2018 9(51)

URL http7universumcomrunaturearchiveitem6288

ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ В СИСТЕМЕ

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Худойбердиев Фазлидин Исроилович

ст преподаватель Навоийский государственный горный институт

Узбекистан гНавои

Е-mail fazlidinkhudoyberdievmailru

SOLUBILITY IN THE SYSTEM

NACLO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Fazlidin Khudoiberdiev

Senior Lecturer Navoi State Mining Institute210100

Uzbekistan Navoiy

АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе NaClO3bull3СО(NH2)2-

N(C2H4ОH)3bullC4H4N2O2-H2O Построена диаграмма растворимости системы интервале температур (-239) до 60ordmС

с целью обоснования условий синтеза нового соединения на основе исходных компонентов В результате изуче-

ния процессов растворения компонентов в зависимости от их массового соотношения температуры и продолжи-

тельности процесса позволили установить оптимальные условия получения новых дефолиантов

ABSTRACT Solubility in the ternary system NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4N2O2-H2O has been studied by a visual-

polythermic method A solubility diagram of the system has been constructed for the temperature range (-239) to 60 deg C

in order to justify the conditions for the synthesis of a new compound based on the original components with high phys-

iological activity The study of the processes of dissolution of components depending on their mass ratio temperature

and duration of the process allow establishing the optimal conditions for obtaining new defoliants

Ключивые слова растворимость трикарбамидохлората натрия система температура диаграмма 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмоний вода плавкость линии поля карбамид политерма

Keywords solubility sodium tricarbamidochlorate system temperature diagram 3-hydroxypyridazonate-6 trieth-

anolammonium water fusibility lines fields urea polytherm

________________________________________________________________________________________________

В Республике Узбекистан ежегодно произво-

дится более одного миллиона тонн волокна хлопка

Для качественного и своевременного сбора урожая

хлопка-сырца в первую очередь необходимо прове-

сти предуборочное удаление листьев хлопчатника с

помощью дефолиантов Из литературных данных и

практических данных нам известно что удаление ли-

стьев на незрелом хлопчатнике задерживает полное

созревание коробочек Этаноламинные соли 3-окси-

пиридазон-6(гидразид малеиновой кислоты) и их

производные являются эффективными физиологиче-

скими активными веществами и активными добав-

ками к дефолиантам [1 2]

Фазовые равновесия в системе изучали визу-

ально политермическим методом [3] Элементные

анализы на углерод азот и водород проводили со-

гласно методике [4]

Для физико-химического обоснования процесса

получения комплексных дефолиантов изучена рас-

творимость в системе трикарбамидохлорат натрия -

3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония от темпера-

туры полного замерзания (-239) до 60 ordmС (рисунок 1)

Результаты изучения бинарной системы 3-окси-

пиридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода показали

наличие двух ветвей кристаллизации на диаграмме ее

растворимости соответствующих кристаллизации

льда и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония На

диаграмме плавности безводной системы

NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 выяв-

лены линии ликвидуса трикарбамидохлората натрия

и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония Диа-

грамма плавности бинарной системы трикарбами-

дохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтано-

ламмония состоит из линии ликвидуса

трикарбамидохлората натрия и 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония

Система трикарбамидохлорат натрия - 3-оксипи-

ридазонат-6 триэтаноламмония ndash вода изучена с по-

мощью девяти внутренних разрезов

На построенной политермической диаграмме

растворимости этой системы разграничены поля кри-

сталлизации льда карбамида 3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония и трикарбамидохлората натрия

Указанные поля сходятся в двух тройных и четырех

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 37: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

37

двойных узловых точках системы для которых опре-

деляли составы равновесного раствора и соответ-

ствующие им температуры кристаллизации (таблица

1)

На диаграмме состояния через каждые 10 ordmС

нанесены изотермы растворимости Построены про-

екции политермических кривых растворимости на

соответствующие боковые водные стороны системы

Из приведенных данных видно что в исследуе-

мой системе не происходит образование новых хими-

ческих соединений на основе исходных компонен-

тов Система относится к простому эвтоническому

типу

Трикарбамидохлората натрия совместно кри-

сталлизуется с карбамидом в интервале температур

112278 ordmС до 345-ного содержания 3-оксипири-

дазонат-6 триэтаноламмония в системе Карбамид

кристаллизуется совместно со льдом в области тем-

ператур (-239) (-180) ordmС и в интервале температур

(-239) (112) ordmС с 3-оксипиридазоната-6 триэтано-

ламмонием Интервал температур (-156) (239) ordmС

отвечает за процесс кристаллизации 3-оксипиридазо-

нат-6 триэтаноламмония со льдом

80

278

60

-180

40

20

NaClO 3CO(NH ) 3 2 2

NaClO 3CO(NH )3 2 260

IX

T

VIII

VII CO(NH )2 2

VI

V

H O2

B -15620 I 40 II 60 III 80 IV

(HOC H ) N C H N O4 4 3 4 4 2 2

(HOC H ) N C H N O 4 4 3 4 4 2 2

50

40

30

20

219

Д

172300

134125

80

10

0

152

112

-10

-186

-208

-180

-20-51

20 30

40

50

60

-239

-200-10 0

10

Л ЕД

-10

-192

-178

T0

П

Рисунок 1 Диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-3-оксипиридазонат-6

триэтаноламмония ndash вода

Таблица 1

Двойные и тройные точки системы NaClO3middot3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3middotC4H4O2N2 - H2O

Состав жидкой фазы Темпера-

тура крис-

таллиза-

цииоС

Твердая фаза

NaClO3middot3СОNH2)2 N(C2H4ОH)3 middotC4H4 N2O2 H2O

460 - 540 -180 Лед+ СО(NH2)2

384 125 491 -186 Лед+ СО(NH2)2

323 271 406 -208 Лед+ СО(NH2)2

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 38: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

38

304 318 378 -239 Лед+ СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

- 371 629 -156 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

64 354 582 -178 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

161 335 504 -192 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

199 331 470 -200 Лед+ N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

340 321 339 -180 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

438 329 233 -51 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

449 332 219 -20 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

527 343 130 80 СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3 middot

C4H4N2O2

552 345 103 112 СО(NH2)2+ NaClO3middot3СО(NH2)2

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

564 346 90 152 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

640 360 - 300 NaClO3middot3СО(NH2)2+

N(C2H4ОH)3 middotC4H4N2O2

746 - 254 278 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

694 63 246 219 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

641 145 214 172 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

584 246 170 134 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

567 289 144 125 NaClO3middot3СО(NH2)2+ N(C2H4ОH)3

middotC4H4N2O2

Особенностью политермы растворимости изу-

ченной системы является то что в присутствии 3-ок-

сипиридазонат-6 триэтаноламмония понижается рас-

творимость трикарбамидохлората натрия в то время

как последний наоборот оказывает высаливающее

действие на 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

Поэтому его растворимость в присутствии трикарба-

мидохлората натрия понижается

Другая особенность политермы растворимости

изученной системы заключается в том что при вве-

дении в систему насыщенного трикарбамидохлората

натрия и 3-оксипиридазонат-6 триэтаноламмония

значительно понижается температура кристаллиза-

ции равновесного расплава и раствора отвечающих

за кристаллизацию трикарбамидохлората натрия

При изучение растворимости в системе

NaClO3bull3СО(NH2)2 - N(C2H4ОH)3 bullC4H4 N2O2-H2O из-

менений физико-химических свойств растворов и

процессов растворения компонентов в зависимости

от их массового соотношения температуры и про-

должительности процесса позволяют установить оп-

тимальные условия получения новых комплексно-

действующих дефолиантов

Список литературы

1 Исаев ФГ Действие этаноламинов на урожайность и полагаемых растений 12-й Менделеевский съезд по

общей и прикладной химии Рефераты доклады и сообщения М 1981 - Т6 - С 157-158

2 Мельников НН Химия и технология пестицидов М Химия 1974- С 768

3 Трунин АС Петрова ДГ Визуально-политермический метод Куйбышев Куйбышевский политехниче-

ский институт 1977 - 57 с

4 Климова ВА Основные микрометоды анализа органических соединений М Химия 1975- С 224

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 39: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

__________________________

Библиографическое описание Квантово-химическое изучение реакции арилирования ферроценилкарбоновой

кислоты пара-аминофенолом Universum Химия и биология электрон научн журн Аскаров ИР [и др] 2018

9(51) URL http7universumcomrunaturearchiveitem6311

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АРИЛИРОВАНИЯ

ФЕРРОЦЕНИЛКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ПАРА-АМИНОФЕНОЛОМ

Аскаров Ибрагим Рахмонович

д-р хим наук профессор кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailstekinboxru

Мамарахмонов Мухаматдин Хомидович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailmuhamatdinmailru

Тулаков Нурилло Касимович

PhD ст преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailkonferensiya11mailru

Исаев Юсуп Таджимаматович

канд хим наук старший преподаватель кафедры химии Андижанского госуниверситета Республика Узбекистан гАндижан

E-mailyusufjon_67inboxru

QUANTUM-CHEMICAL STUDY OF THE ARRYLATION REACTION OF FERROCENYL

CARBONIC ACID WITH PARA-AMINOPHENOL

Ibragim Asqarov

Doctor of chemical science Professor Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Mukhamatdin Mamarakhmonov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Nurilla Torsquolakov

PhD Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

Yusup Isayev

Candidate of chemical science Senior Lecturer Department of chemistry of Andijan State University

Uzbekistan Andijan

АННОТАЦИЯ

В настоящей работе приведены результаты квантово-химических расчетов по изучению пространственной и

электронной структуры ферроценилкарбоновой кислоты и процесса реакции арилирования с учетом эффектов

сольватации удачно применяемый для исследования органометаллических соединений Для изучения механизма

реакции арилирования нами вычислены отдельные этапы модельной реакции методом DFT результат которой

по теоретическим соображениям могут привести к различным гем- и гетеро- монофенилзамещенным продуктам

На основе анализа полученных теоретических данных и сопоставления их с экспериментальными показана от-

носительная стабильность продуктов реакции

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 40: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

40

ABSTRACT

In this paper we present the results of quantum chemical calculations to study the spatial and electronic structure of

ferrocenylcarboxylic acid and the arylation reaction process taking into account the effects of solvation which is suc-

cessfully used to study organometallic compounds To study the mechanism of the arylation reaction we calculated the

individual stages of the model reaction by the DFT method the result of which theoretically can lead to various homo-

and hetero-monophenyl substituted products Based on an analysis of the theoretical data obtained and their comparison

with the experimental data the relative stability of the reaction products is shown

Ключевые слова ферроценилкарбоновая кислота п-аминофенол реакция арилирования квантово-химиче-

ский расчет метод DFT-B3LYP заряды на атомах энергетическая стабильность изомеры

Keywords ferrocenylcarboxylic acid p-aminophenol arylation reaction quantum chemical calculation DFT-

B3LYP method atomic charges energy stability isomers

________________________________________________________________________________________________

Продукты химического превращения органоме-

таллических соединений а именно производные фер-

роценилкарбоновой кислоты проявляют высокую

биологическую активность [4 с 10-15] В течении

ряда лет нами получены множества новых препара-

тов производных ферроцена которые успешно при-

меняются в медицинской практике и в сельском хо-

зяйстве [1 с 5 3 с 721] В настоящей работе прове-

дены квантово-химические расчеты по изучению

электронной структуры и реакционной способности

ферроценилкарбоновой кислоты 1 и реакции арили-

рования с п-аминофенолом (см Рисунок 1)

+

OH

NH2

1 2

Fe

CO

O H

1

3

4 5

1

23

4

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Fe PhOH

COOH

Fe

HOPh COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

PhOH

COOH

Fe

HOPh

COOH

Fe

HOPh

COOH

FeHOPh

COOH

Рисунок 1 Реакции арилирования ферроценкарбоновой кислоты

В молекуле ферроценилкарбоновой кислоты

имеются несколько атомов углерода ароматического

кольца которые по теоретическим соображениям

могут стать потенциальными реакционными цен-

трами в реакции арилирования продуктами которых

являются различные изомерные продукты

Для правильной оценки результатов процесса

арилирования нами рассчитаны энергетические па-

раметры обеих реагентов 1 2 с полной оптимиза-

цией всех геометрических параметров а также изо-

мерные продукты замещения 3-11 в среде

модельного растворителя (диэтилового эфира) Пол-

ные энергии продуктов относительно 4 показывает

что самыми стабильными соединениями являются 5

7 и 10 и имеют порядок 5gt10gt7 Обе гетерозамещен-

ные продукты 7 и 10 менее стабильны на dE=1112 и

0884ккалмоль соответственно чем гомо-замещен-

ного продукта 5 В соединении 7 фенильная и

карбоксильные группы находятся в близком

расстоянии в положениях С1 и С1rsquo у соседних аро-

матических колец Именно поэтому по нашему мне-

нию свободное вращение вокруг ординарной связи

C1-C7 и С1rsquo-C10 создает благоприятное условие для

образования ВМВС между этими функциональными

группами нежели в соединениях 8 9 10 и 11 в связи

пространственной отдаленности замещенных функ-

циональных групп

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 41: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

41

Таблица 1

Вычисленные по методу DFTB3LYP6-31G(d) полные и относительные энергии соединений

Соединение Eп ае Еп ккалмоль-1 ΔЕп ккалмоль-1 Дипольный момент D

1 -1829726 -1148172 26398

2 -3064059 -1922727 50172

3 -2144948 -1345976 0 40252

4 -2144951 -1345978 -1609312 11298

5 -2144962 -1345985 -8719716 37426

6 -2144952 -1345979 -2654518 481

7 -214496 -1345984 -7607938 63503

8 -2144951 -1345978 -1758515 22459

9 -2144956 -1345982 -5144848 32136

10 -2144961 -1345984 -7835724 34317

11 -2144957 -1345982 -5206312 49571

- Здесь полная энергия соединения 3 принята за начала отсчета (E3=-1345976478кКалмоль) относи-

тельно других продуктов реакции

В таблице 2 приведены оптимизированные гео-

метрические данные и распределение электронных

зарядов на атомах соединений Согласно получен-

ным данным в замещенном кольце молекулы суб-

страта 1 максимальные отрицательные заряды носят

атомы С3 С4 с значениями q=-0230e и -0218e соот-

ветственно а в незамещенном кольце атомы C2rsquo и

C5rsquo носят почти одинаковые электронные заряды q=-

0236e

При изучении реакции арилирования определяю-

щим фактором направления атакующего электро-

фила-гидроксифенолового (PhOH+) катиона в отно-

шении субстрату является величина разности

значения ГО последнего Нами вычисленная раз-

ность энергий ГО ферроценилкарбоновой кислоты

равна dEHOMO-LUMO=-009993эВ Поэтому можно

предпологать что реакция арилирования является за-

рядово-контролируемым т е электрофил в большей

степени должен замещаться к атомам имеющие от-

носительно высокие электронные заряды В моле-

куле субстрата 1 максимальные электронные заряды

сосредоточены у атомов C3 и C4 равной q=-023e и -

0215е у замещенного а также на атомах C2rsquo и C5rsquo

(q=-024e) незамещенного кольца Поэтому по мне-

нию авторов в ходе реакции такая малая разница в

значениях заряда на потенциально реакционных цен-

трах ароматического кольца субстрата приводит к

тому что наряду с гомозамещенными продуктами

может образоваться и гетерозамещенные ее аналоги

Образование смесей гомо- и гетерозамещенных про-

дуктов подтверждает еще тот факт что в ИК-спектре

возможных продуктов обнаруживается свойствен-

ные сигналы для вышесказанных продуктов реакции

Вследствие высокого значения зарядов на атомах

С2rsquo и С5rsquo чем на атомах С3 и С4 дает возможность

сделать вывод о том что выход гетероаннулярных

продуктов реакции (7 и 10) должны быть немного

больше чем гомоаннулярных (5) Согласно нашим

расчетам образование продукта 4 является энергети-

чески невыгодной Пространственно удобное близ-

кое расположения замещенных групп в соединении

7 а также возможность свободного вращения кар-

боксильного и гидроксифенильного фрагментов во-

круг связей С1-C7 и C2rsquo-C10 соответственно может

привести к образованию внутримолекулярной ВС

такая возможность например в соединении 10 явля-

ется маловероятной Также в литературе известно

что при электрофильном замещении ферроценкарбо-

новой кислоты например при сульфировании реак-

ция идет преимущественно в свободное пятичленное

кольцо

В масс-спектре полученных соединений (Масс-

спектрометр PerkinElmer AxION 2 TOF MS (США))

имеется молекулярный пик равной mz=322 который

соответствует монозамещенным производным 3-11

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 42: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

9 (51) сентябрь 2018 г

42

Рисунок 2 Масс-спектр полученных производных

Для подтверждения образования монозамещен-

ных продуктов удобно пользоваться данными ИК-

спектров В ИК-спектре (ИК-Фурье спектрометр Per-

kin Spectrum Версия 1042 США) исходного соеди-

нения имеется сигналы равные υ=1000 см-1 и 1105 см-

1 свойственные плоским деформационным колеба-

ниям С-Н связи циклопентадиенильного кольца и

симметричным колебаниям циклопентадиенильного

кольца соответственно В ИК-спектре соединении 5

эти полосы поглощения четко отметаются Напри-

мер согласно вычисленным нами по методу

B3LYP6-31G ИК-спектре соединения 5 наблюда-

ются пики равные 1018 см-1 и 1104 см-1 свойствен-

ные незамещенному циклопентадиенильному

кольцу Наоборот ИК-спектре соединений 7 и 10 (см

табл) эти сигналы исчезают Так исчезновение этих

полос и образования новых полос поглощения в об-

ластях 1086 см-1 1059 см-1 в этих соединениях еще

раз подтверждает о замещении гидроксифенолом

свободного ароматического кольца ферроценкарбо-

новой кислоты т е образования гетерозамещенного

продука

Таблица 2

Полосы поглошения исходных соединений и продуктов

Соедин υ эксперимент υ теоретически лит [4]

1 1000 1105 1018 1005 1105

5 1000 1105 1018 1104 1005 1105

7 - 1086 1030 1150

10 - 1059 1030 1150

В спектре поглощения соединении 1 и 5 наблю-

дается полосы поглощения в области 1000см-1 и

1105см-1 идентичные для колебаний незамещенного

ароматического кольца а также полосы поглощения

в области 1400-1500см-1 [2 с 85-86] подтверждает

образования гетерозамещенного продукта Эти про-

дукты по нашим мнениям соответствует соедине-

ниям 7 и 10 которые образуются наряду с гомозаме-

щенными аналогами арилирования Нужно отметить

удачность применения расчетных программ Gaussian

для исследования процессов арилирования ферроце-

новых производных [5 P 167 6 P 65]

Список литературы

1 Аскаров И Р Производные ферроцена Фергана 1999 7 с

2 Казицына ЛА Куплетская НБ Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии М

Изд МГУ 1979- 240 с

3 Мамарахмонов МХ Беленький ЛИ Джураев АМ Чувылкин НД Аскаров ИР Изв АН Сер хим-

2017- 4- С 721-723

4 Перевалова ЭГ Решетова МД Грандберг КИ Методы элементоорганической химии

Железоорганические соединения Ферроцен- М Наука 1985- 109 с

5 Martha M Flores-Leonar Rafael Moreno-Esparza Victor M Ugalde-Saldivar Carlos Amador-Bedolla Compu-

tational and Theoretical Chemistry ndash 2017 - Vol 1099 ndash P 167ndash173

6 Mauricio Yanez-S Sergio A Moya Cesar Zuniga Gloria Cardenas-Jiron Computational and Theoretical Chem-

istry ndash 2017 - Vol 1118 ndash P 65ndash74

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 43: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+

Page 44: UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ7universum.com/pdf/nature/9(51)/9(51).pdfХИМИЯ И БИОЛОГИЯ ... дов были распределены на следующие

Научный журнал

UNIVERSUM

ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ

9(51)

Сентябрь 2018

Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ФС 77 ndash 66239 от 01072016

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77 ndash 55878 от 07112013

Подписано в печать 050918 Формат бумаги 60х8416

Бумага офсет 1 Гарнитура Times Печать цифровая

Усл печ л 275 Тираж 550 экз

Издательство laquoМЦНОraquo

125009 Москва Георгиевский пер 1 стр1 оф 5

E-mail mail7universumcom

www7universumcom

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в типографии laquoAllprintraquo

630004 г Новосибирск Вокзальная магистраль 3

16+