Введение к работе
Актуальность. В настоящее время большое внимание уделяется неорганическим фосфатным полимерам, область применения которых значительно расширилась. Это не только синтетические моющие средства, удобрения пролонгированного действия, но и жаростойкие и теплозащитные покрытия, фосфатные соединения - ингибиторы коррозии, оптические материалы и неорганические ионообменники.
Вследствие соприкосновения поверхностей, покрытых фосфатным полимером,' с водой может происходить гидролиз конденсированных фосфатов, входящих, в состав покрытий. Аналогичная проблема существует и для линейных фосфатов, применяемых в пищевой промышленности в качестве влагоудерживаюших добавок к мясным продуктам, а также при защите коррозии металлов фосфатными ингибиторами.
В свою очередь, для концентрированных удобрений существует проблема перевода полимерного фосфата с низкой усвояемостью в усвояемые формы Р2О5, которую можно осуществить путем увеличения скорости гидролитического расщепления с использованием модифицирующих добавок.
Поэтому возникает необходимость в знании физико-химических свойств, а также в регулировании и контроле устойчивости в воде используемых для этой цели полимерных фосфатов в зависимости от длины полимера (Рп), природы катиона входящего в состав фосфата, а также от условий проведения синтеза и гидролитического рзсщеп-ления полимеров.
Цель работы. Исследование влияния на константу скорости гидролиза различных факторов: температуры, рН'раствора, катиона полимера, длины полимерной цепи, а также природы добавки.
Сопоставление термодинамических параметров и кинетических характеристик гидролитического расщепления линейных фосфатов Li, Na, К, Mg-, Са, Sr.
Изучение механизма процесса гидролитического расщепления модифицированных труднорастворимых дифосфатов Mg, Са, Sr.
Разработка методов контроля и определения состава продуктов гидролиза линейных фосфатов.
Научная новизна. Впервые показана возможность перевода в раствор труднорастворимых линейных фосфатов путем использования наряду с ионами модифицирующих добавок Mg'.Fe, S1O2 (аморфная), их смесей (серпентина).
Установлена корреляционная взаимосвязь между константой ско-
рости гидролиза (К) и средней атомной энергией Гнббса образован (ДгСат) линейных фосфатов Li, На, К, Mg, Са, Sr.
Показано, что линейное соотношение lgK - a ufGaT + b позе ляет определить значение а, являющееся основным критерием для м .дифицирующей добавки.
На основании кинетических исследовании системы Мп+2Рп0зп±1 вода, где (М - Li, Ma, К, Mg, Са, Sr), а также результатов поте, циометрического титрования и КР-спектра предложен механизм пр< цесса гидролитической деструкщш лишенных фосфатов в присутстш добавок - модификаторов. Рассчитаны средние атомные энергии ГнО( са (ДсБат)> определены константы скорости (К), удельные скорое (W), анергии активации (ЕакТ.), порядок реакции гидролиза.
Связь темы с планом основных научных работ. Работа выполи; лась в соответствии с планом НИР, проводимых на кафедре неоргаш ческой химии Казахского государственного национального универсі тета им.Аль-Фараби по теме:-"Исследование кинетики и механизма рс акций расщепления неорганических фосфорсодержащих соединений разработка методов их определения", входящей в координационль планы научно-исследовательских работ республиканской Академии Ik ук по проблеме "Комплексное использование минерально-сырьевых рс сурсов Казахстана. Экология Казахстана", приоритетное напрлвлс ние:"Разработка теории и новых методов анализа веществ, объекте окружающей среды, контроля технологических процессов и оборудовг ния по их обеспечению" (разд.1.6).
Практическое значение работы. Выявленные линейные корреллцл между термодинамическими параметрами и кинетическими характерне тиками систем: Мп+2Рп0зп+1 - вода, где М - Li, Na, К, Ug, Са, S могут служить основой для прогнозирования гидролитической устой чивости.линейного фосфата в системах с модифицирующими добавками
Разработан принцип подбора модифицирующих добавок для рас щеплення труднорастворимых фосфатов Mg, Са, Sr до моноформы.
Усовершенствованный метод потенциометрического титрованії применительно к фосфатным полимерам . может быть рекомендован дл экспрессного контроля гидролитической устойчивости конденсирован ного фосфата. Данная часть работы внедрена в учебный процесс спецпрактикум "Химия фосфорных удобрений" на кафедре неорганичес кой химии КазГУ им.Аль-Фараби.
Автор выносит на защиту следующие основные положения:
- закономерности гидролитического расщепления линейных фос
фатов Li, Na, К, Ca, Mg, Sr в зависимости от температуры, рН, природы катионов и анионов, входящих в состав полимера и от природы модифицирующих добавок;
- результаты сопоставления термодинамических параметров и
кинетических характеристик гидролитической деструкции линейных
фосфатов некоторых s-элементов на основе соотношения
lK = aAfGaT + Ь;
механизм процесса гидролиза модифицированных линейных фосфатов;
результаты исследований методом потенциометрического титрования систем М(д+2)Рп0зп+1 - вода; М(ІІ±2)Рп0зп+і - вода -добавка. z 2
Апробация работы. Результаты работы доложены на V Международной конференции по химии и технологии халькогенов и халькоге-нидов, посвященной 70-летию академика Е.А.Букетова (г.Караганда, 1995 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 статей и одни тезисы докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 4$} страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, методической части, четырех экспериментальных глав, заключения, выводов и списка литературы, который охватывает уЗЗ наименований. Диссертация содержит Я8 рисункай, 4_ таблица (с приложением).