Г Каричковська - Перетворення солы грема при 300 C одержаної із речовин різного складу за температури 900 C - страница 1

Страницы:
1 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ

Серія хім. 2009. Bun. 50. С. 246-251

VISNYK LVIV UNIV. Ser. Chem. 2009. Is. 50. P. 246-251

УДК 546.32

ПЕРЕТВОРЕННЯ СОЛІ ГРЕМА ПРИ 300 оС, ОДЕРЖАНОЇ ІЗ РЕЧОВИН РІЗНОГО СКЛАДУ ЗА ТЕМПЕРАТУРИ 900 оС

 

Г. Каричковська

Уманський державний аграрний університет, вул. Інститутська, 1, 20305 Умань, Черкаська обл., Україна

Аналітичними і хроматографічними методами доведено, що швидкість перетворення солі Грема залежить від складу зразків, часу нагрівання і температури одержання. У статті наведено результати досліджень зміни складу і структури солі Грема, одержаної різними шляхами з речовин різного складу за температури 900 оС, залежно від тривалості нагрівання за температури 300 оС.

Ключові слова: сіль Грема, перетворення, фосфати, поліфосфати, температура нагрівання, швидкість реакції.

За масштабами виробництва і застосування перше місце серед поліфосфатів, призначених для технічних і побутових потреб, займають солі натрію. Це дає можливість економити харчові продукти (жири) для виробництва мила та інших матеріалів. З однієї тонни поліфосфату натрію можна виготовити таку кількість засобів для миття, на яку потрібно було б використати 900 кг харчових продуктів.

Поліфосфати натрію застосовують для адсорбування катіонів кальцію і магнію. Так, скловидні поліфосфати зв'язують від 6 до 14% іонів кальцію та магнію. Вплив різних чинників на процеси поліконденсації і гідролізу високомолекулярних фосфатів недостатньо вивчений, тому потребує ґрунтовного дослідження.

Найпростішим методом одержання поліфосфатів є процес поліконденсації. Він полягає в ускладненні фосфатних аніонів за рахунок міжмолекулярного виділення води, відбувається при нагріванні різних гідрофосфатів. Залежно від видів структур­них блоків, з яких побудований фосфатний аніон, розрізняють поліфосфати:

- розгалужені, або ультрафосфати, що мають у своїй структурі точки розгалуження

о               о о

ор о р о р о
о                         о              о

о ро

о

 

 

 

-    © Каричковська Г., 2009циклічні, або циклофосфати, побудовані тільки з "серединки груп" і є циклами тетраедрів РО43-, наприклад Р3О93-

-°/Р0°х°-

о о

-    лінійні або поліфосфати, до їхнього складу належать "серединні групи", ланцюги яких мають різну довжину

°                 ° °

 

° --- р --- °-----        р--------- ° р            °

 

°----             ° ---  °---------

 

Склад і будова кінцевих продуктів поліконденсації залежить від виду катіонів, способу нагрівання, тиску водяної пари. Залежно від розміру катіону з дигідро-фосфатів можуть утворюватися поліфосфати з різною будовою. З катіонів, що мають невеликий радіус, утворюються циклофосфати, з катіонів з великим радіусом -поліфосфати, а такі катіони, як Na+, Zn2+, Cd2+, залежно від умов синтезу можуть утворювати полі- та циклофосфати. Окрім конденсації кислих фосфатів, цикло- і поліфосфати можна синтезувати під час взаємодії Р2О5 або ультрафосфатів з відповідними оксидами, гідроксидами або солями.

За відповідних умов і каталізаторів циклотрифосфати [1] і циклотетрафосфати [2] можуть перетворюватися у ланцюгові фосфати, причому швидкість таких перетворень залежить від кількості атомів фосфору в молекулі циклофосфату, виду каталізатора та температури.

Методи досліджень: простого синтезу, хроматографічний, гравіметричний.

Для проведення досліджень одержували зразки з різним співвідношенням вмісту №2О і Р2О5. Для цього використовували мононатрійфосфат (двічі перекриста-лізований) та фосфатну кислоту. Для одержання зразків вихідні речовини у відпо­відному співвідношенні розчиняли у воді. Розчин випаровували і продукт випаро­вування висушували при температурі 100-110 оС. Зразки солі Грема одержували із: 1) чистого №Н2РО4; 2) 95% №Н2РО4 і 5% Н3РО4, 3) 99% NaН2РО4 і 1% Н3РО4 (від­сотки молярні). Всі три зразки поміщали в муфельну піч, нагрівали до 900 оС в платиновій чашці і витримували за такої температури протягом 30 хв. З розплаву виливали "сльозинки" на платинову пластинку, охолоджували і запаювали у скляні пробірки під вакуумом. Результати аналізу зразків солі Грема подано у табл. 1.



За даними термічного перетворення сіль Грема, одержана з чистого №Н2РО4 за температури 900 оС, активно починає перетворюватися у циклотрифосфат тільки після 48 год нагрівання при 300 оС. Через 72 год нагрівання утворюється 4,5% нерозчинної солі Мадрела, а через 300 год її кількість зростає до 35,4%; кількість поліфосфатів за цей час зменшується з 94 до 5,7%.

Унаслідок термічного розкладу солі Грема, одержаної із 95 мол.% 1ЧаН2РО4 і 5 мол.% Н3РО4 при температурі 900оС (табл. 3) після 4 год нагрівання при 300 оС вміст поліфосфатів починає зменшуватися зі 100% до 74,2%, через 14 год починають утворюватися циклотрифосфати і їхній вміст становить 25,8%, вміст нерозчинної солі через 50 год становить 1,5%.

Порівнюючи результати термічного перетворення зразків солі Грема, одержаної із суміші 95 мол.% №Н2РО4 і 5 мол.% Н3РО4, при температурі 700 оС [2] і 900 оС (табл. 3), швидше перетворюється у циклотрифосфати сіль Грема, утворена при 700 оС. За 30 год її нагрівання кількість поліфосфатів зменшується приблизно до 14,4%, з'являється 85,6% циклотрифосфату, а із солі Грема, одержаної при 900 оС, за цей час кількість поліфосфатів зменшується лише до 64,5% і утворюється 35,5% циклотрифосфату.

Таблиця 3


Наведені дані в табл. 4 свідчать про те, що масова частка поліфосфатів солі Грема, одержаної із суміші 99 мол. % №Н2РО4 і 1 мол. % Н3РО4 при температурі 900 оС, унаслідок нагрівання при температурі 300 оС не змінюється, а циклотри-фосфат і нерозчинна сіль Мадрела не утворюється навіть за 355 годин нагрівання.

Аналітичними і хроматографічними методами доведено, що швидкість перетворення солі Грема залежить від складу суміші вихідних речовин, з яких утворено сіль, від часу та температури нагрівання. Сіль Грема, одержана при 900 оС, перетворюється у циклотрифосфат і нерозчинну сіль Мадрела (при 300 оС) з меншою швидкістю, ніж сіль, одержана з речовин такого ж складу при 700 оС. Швидкість перетворення залежить від кількості поперечних зв' язків між двома ланцюгами поліфосфатів.

Дослідження кінетики перетворення зразків солі Грема, одержаних із вихідних речовин різного складу, засвідчило, що швидкість утворення циклотрифосфату і нерозчинної солі залежить від співвідношення №2О і Р2О5.

C клад продуктів перетворення солі Грема залежить також від способу її одержання, молярного співвідношення №2О:Р2О5 вихідних речовин, тиску водяної пари, температури і часу нагрівання. Зразки солі Грема, утворені з вихідних речовин, що мають співвідношення №2О:Р2О5 менше 1, не утворюють циклотрифосфату і нерозчинної солі внаслідок термічного розкладу при 300 оС.

1.      Везер В. Фосфор и его соединения. Под ред А.И. Шерешевского. Пер. с англ. -М.: Изд-во иностран. лит-ры, 1962.

2.      Коваль В.Я., Каричковська Г.І. Вплив добавок на термічне перетворення скловидної солі Грема // Зб. наук. праць УДАУ. 2007. № 65. С. 86-91.

THE TRANSFORMATION OF GREM SALT AT TEMPERATURE OF 300 оС, GOT FROM DIFFERENT STRUCTURAL SUBSTANCES AT THE TEMPERATURE OF 900 °С

 

G. Karichkovska

Uman State Agrarian University, Instytuska Str., 1, 20305 Uman, Cherkasy reg., Ukraine

It is proved by analytical and chromatographic methods, that the speed of transformation of Grem salt depends on composition of standards, time of heating and the temperature of receipt. In the article the results of researches of compositional and structural changing of the Grem salt, got in number of different ways at the temperature of 900 °С depending on duration of heating at the temperature of 300 оС are given.

Key words: Grem salt, transformation, phosphates, polyphosphates, temperature of heating, reaction speed.

 

ПРЕВРАЩЕНИЯ СОЛИ ГРЭМА ПРИ 300 °С, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ ВЕЩЕСТВ РАЗНОГО СОСТАВА ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 900 °С

 

Г. Каричковская

Уманский государственный аграрный университет, ул. Институтская, 1, 20305 Умань, Черкасская обл., Украина

Аналитическими и хроматографическими методами доказано, что скорость превраще­ния соли Грэма зависит от состава образцов, времени нагревания и температуры получения. Статья содержит результаты исследований изменения состава и структуры соли Грэма, полученной разными путями из веществ разного состава при температуре 900 оС в зависимости от времени нагревания при температуре 300 оС.

Ключевые слова: соль Грэма, превращения, фосфаты, полифосфаты, температура нагревания, скорость реакции.

 

Стаття надійшла до редколегії 05.05.2008 Прийнята до друку 30.12.2008

Страницы:
1 


Похожие статьи

Г Каричковська - Перетворення солы грема при 300 C одержаної із речовин різного складу за температури 900 C