Белгілеулер мен қысқартулар

n- сыну көрсеткіші

D-таралу коэфиценті

-бөлу коэфиценті

ИҚ- спектрлері-инфрақызыл спектрлері

РФА- рентгенофазалық анализ

КІРІСПЕ

Жұмыстың өзектілігі: Өзінің қоры бойынша Индер кен орны Қазақстандағы ең үлкені болып келеді, алайда бор кенінің терең орналасуы мен өндіру технологиясының тиімсіздігі кесірінен қазіргі уақытта өндірілмеуде. Сол себептен бүгінгі күні елімізде бор шикізатының қоры азаюда. Ал бор және оның қосылыстары 100 ден астам өндіріс орындарында, ауыл шаруашылығында, ғылымда, техникада, медицинада, қатты балқымалар өндірісінде, қара металлургияда легирлеуші қоспа ретінде және тағы басқа салаларда кең қолданылады. Соңғы жылдары Қазақстан Республикасының экономикасының өсуі, сонымен қатар халық санының көбеюі бор шикізатына деген сұранысты жылдан-жылға арттыруда. Осыған байланысты бор шикізатын мейлінше үнемдеп, аз уақытта бітіп қалуын болдырмау үшін органикалық қышқылдардың тұздарынан, бор қышқылының ерітіндісінен және судан тұратын жүйелерден бораттарды синтездеп алу технологиясын мейлінше жақсартып дамыту керек.

Жұмыстың мақсаты: Бор қышқылы-натрий ацетаты-су жүйесінің 50^oC және 60^oC температурадағы изотермиялық ерігіштігін зерттеу.

Жұмыстың міндеті:

1. Бор қышқылы және натрий ацетатының 50^oC, 60^оС температурадағы изотермиялық ерігіштігін зерттеу.

2. Бор қышқылы – натрий ацетаты – су жүйесінің 50^oC және 60^оС температурада ерігіштігін зерттеп, натрий бораттарын синтездеудің тиімді жолдарын қарастыру

3. Жаңа қосылыстың түзілу аймағы мен рН және сыну көрсеткішін анықтау

4. Натрий бораттарын жедел синтездеу әдісінің физика- химиялық негіздерін анықтау

5. Синтезделген натрий боратының технологиялық сызбасын жасау.

Зерттеу нысаны: Н₃ВО₃-NaCH₃COO-H₂O үштік жүйесі.

Практикалық маңызы

Бұл ғылыми-зерттеу жұмысының құндылығы халық шаруашылығында маңызды болып табылатын аса таза бораттарды алудың технологиялық процесін жеделдететін әдістің физика-химиялық шарттарын анықтауды және аса таза бораттарды синтездеудің шағын аз тонналы минитехнологиясын құрудың жолдарын ұсынады.

Жұмыстың ғылыми жаңалығы

Алғаш рет Н₃ВО₃-NaCH₃COO-H₂O жүйесінің 50^oC температурадағы изотермиялық ерігішітігі зерттеліп, натрий пентаборатын NaB₅O₈^.5H₂O 50^oC температурада синтездеудің оңтайлы шарттары анықталды және натрий пентабоартын синтездеудің технологиялық сызба-нұсқасы ұсынылды.

Әдеби шолу

1.1 Бор және оның қосылыстары

Бордың жер қыртысындағы орташа мөлшері 4 г/т. Соған қарамастан бордың 100-ге жуық минералдары белгілі. Айтарлықтай барлық минералдарында бор оттекпен байланысқан, ал фтормен қосылыстары тіптен аз болып келеді. Элемент ретінде бор табиғатта кездеспейді. Ол аз концентрацияда бораттар және боросиликаттар түрінде көптеген қосылыстардың құрамына кіреді. Ферсман бойынша жер қойнауында бор атомдық салмағы (7x10^-3%) бойынша 22-ші орында және кларкты салмақ бойынша 27-ші (5x10^-3%) орында. Соған сәйкес бор сирек емес элемент.

Француз физиктері Ж.Гей-Люссак және Л.Тенор 1808 жылы бор ангидридін B₂O₃ металдық калиймен қыздыру арқылы ең алғаш рет борды алды. Элементтің атауы «бура» атауына қолданылатын арабтың «бурак» сөзінен шыққан.

Жалпы бор өндірісі 1912 жылдан бастап дами бастады. Бор өндірісінің маңызды және қызықты облысында көп еңбек сіңірген кеңес заманының ғалымдары. Бор қосылыстарының оттекпен қосылыстарын алу жеңіл емес, алайда тенденция мен технологияның дамуына байланысты ол ұтымды процесс. Ең алғаш Е.Штокпен зерттелген. Ол кезең 1950 жылдардың аяғы еді. Көптеген реакциялар 300-500^оС температурамен 1-5 атм қысымда жүргізіледі.

Бор перспективті материал болып саналады, әсіресе микроэлектронды өндірісте қолданылады. Бор, оның қасиеттері, таралуы мен қолданылуы 1959 жылы Асбери-Парке, 1964 жылы Парижде, 1968 ж Варшавада халықаралық симпозиумдерде талқыланған. Көптеген жұмыстар бордың оптикалық қасиеттеріне байланысты, тек кейбір жұмыстарда ғана механикалық қасиеттер қарастырылады. 1972 жылы 9-11 қазан аралықтарында Тбилисиде борға анализ, структурасына, кристаллохимиясы мен термодинамикасына сипаттама берілді. Ол симпозиумде 70-тен астам ғылыми баяндама мен хаттар оқылып талқыланды.

Бордың периодтық жүйедегі орнына байланысты қасиеті, оның табиғатта кездесу түрі мен таралуын анықтауға мүмкіндік береді. Бор нағыз бейметалл, оның аниогенді элементтерге, соның ішінде ең алдымен оттек пен фторға ынтықтылығы өте жоғары. Оттегі және фтор элементтерімен, бор тұрақты қосылыстар түзеді, сондықтан ол табиғатта бос күйінде кездеспейді. Көбінесе оттекті қосылыстар түрінде кездеседі.

Ғалымдар бордың жер қыртысындағы салмақтық кларкін 3^.10^-4 % - 1,3^.10^-2 % деп бағалайды. Литосфера қабатындағы жыныстарда бордың мөлшері 0,3^.10^-3 %, негізгі жыныстар мен ультрабазитте 3,5^.10^-3 % маңында болады. Осындай аз таралғандығына қарамастан бор ірі өнеркәсіптік кен орындарын түзген /1/.

Қазіргі кезде шамамен 150-ге жуық бор минералдары белгілі. Солардың ішінде маңыздылары сассолин, кальций және магний бораттары.

Барлық бор минералдары негізгі екі класқа бөлінеді: бораттар және боросиликаттар. Бораттардағы бор комплекстүзуші катион ретінде басты роль атқарады. Көптеген бораттар Mg, Ca, Na, Sr және Mn сияқты элементтерден тұратын бірнеше катиондар тобының тұздары болып табылады. Бораттар құрамындағы су молекулаларының мөлшеріне байланысты, сусыз және сулы бораттар болып бөлінеді. Бораттардың кристалдық торынан шамамен он беске жуық бор қышқылды аниондардың құрылысы табылып, олардың жиырма екісінің полимерлену түрі есептелген.

Бор минералдары табиғатта әртүрлі эндогенді, экзогенді және метаморфогенді процестердің негізінде түзіледі. Осыған байланысты жер қыртысында пайда болған бор кен орындарының түрі бірнеше геологиялық кластарға бөлінеді. Олардың ішінде өнеркәсіптік маңызы ең жоғарысына жанартаулы аймақтарда түзілген бор кендері жатады. Ондай кен орындарында-улексит, пандермит, тинкал-кернит сияқты минералдар жатады. Бұл минералдар өздерінің сапасы жағынан дүние жүзі бойынша жоғары сортты минералдар болып табылады. Жанартаулы бор кен орындары -Түркия, Калифорния, Иран, Аргентина, Чили, Перу мемлекеттеріне тиісті.

Барлық бораттардың физикалық қасиеттері өзара ұқсас: олар түссіз, шынылы жылтыры бар, тығыздығы (1,7-3,0) тең. Сыну көрсеткіші 1,47 мен 1,69 арасында ауысып отырады. Ал сусыз бораттардан қаттылығы 7 ден аспайды. Көптеген бораттар түссіз немесе ақ түсті болып келеді.

Бор қосылыстарының бағалы және алуан түрлі физикалық және басқа қасиеттері бордың халық шаруашылығының барлық салаларында кеңінен қолданылуының негізі болады. Адамзаттың қызмет істейтін аумағында бордың қолданбайтын саласын атап айту өте қиын. Қазіргі заманда өте сирек қасиеттері бар жаңа материалдарды алуда.

Бор қосылыстарының әртүрлі өндіріс салаларындағы қолдану үлесі мынадай: шыны талшықтар мен борсиликат шынылары өндірісінде 31%, оттан қорғану құралында 8%, жуғыш тауарларда 10%, қалған бораттар эмаль, бояу, керемика, ауыл шаруашылығы өндірісінде қолданылады.

Соңғы жылдары біздің елімізде әртүрлі материалдардың бораттарын алу технологиясы құрылды және олардың халық шаруашылығының әртүрлі салаларында қолдану мүмкіншіліктері анықталды. Кальций, калий, мырыш, қорғасын, барий, аммоний және басқа бораттардың тұздары өндірісінің және ауыл шаруашылығының әртүрлі салаларында тексеріліп, пайдалы қасиеттері анықталды.

Еліміздің ғалымдары әртүрлі сортты шыныларды дайындауда, синтетикалық бораттарды қолдану мүмкіншілігін анықтау үшін ізденіс жұмыстарын жүргізді. Осы зерттеудің негізінде кальций боратын терезе және ыдыс шыныларын, түссіз шыны ыдыстарын, термометрлік және химлабораториялық шыныларды дайындау өндірісінде қолдануға болатындығы анықталды.

Шынының әртүрлі сорттарын алу өндірісінде калий, барий және қорғасын бораттарын қолданғанда алынатын шынылар түссіз, біртекті, оптикалық қасиеттері жоғары болатындығы анықталды.

Бораттарды қолданудың ең бір маңызды салалары болып металл бұйымдарының бетін қаптайтын тоңазытқыштар, газ плиталары, химиялық аппараттар, бура және бор қышқылы қолданылатын, эмаль өндірісі болып табылады. Эмальдың құрамындағы бораттар металдың беттік қабатын жақсы дымқылдатады, олар грунтті эмальдар үшін өте маңызды болып саналады.

Қазіргі таңда бораттардың көпшілігі ағартқыш компонент ретінде, синтетикалық жуғыш заттардың құрамына кіретін натрий пербораты өндірісінде қолданылады. Пербораттың ағыртқыш қасиеті жұмсақ келеді, сондықтан оларды синтетикалық материалдарды ақтауда қолданады.

Бордың өсімдіктер өмірінде маңызы үлкен. Мақта, қант қызылшасы, темекі және т.б.. Өсімдіктер жақсы шығуы үшін бор тұздары тыңайтқыш ретінде қолданылады. Өсімдіктер борды анион түрінде сіңіреді, сонан соң бор анионы реакцияға қатысады. Өсімдіктер борды қайта пайдалана алмайды, сондықтан олар барлық уақытта борға мұқтаж болады. Сонымен қатар бор орын ауыстыра алады. Ол тамырдан жапырақтарға, әсіресе, жас жапырақтар мен өсу нүктелеріне тез өтеді. Бор клеткаларға біркелкі бөлініп таралмаған. Ол митохондриялар мен рибосомдарда өте аз, ал ядрода, пластидтер мен қабықшада көбірек кездеседі. Бор құрамында көптеген қосылыстары бар элемент. Осыған орай бор қосылыстарына деген көптеген ғалымдардың қызығушылықтары артуда.

Қазіргі уақытта бор заттарының өндіру технологиясын әрі қарай жетілдіру, қасиеттері алдын ала белгілі жаңа бор қосылыстарын алу және олардың физико-химиялық қасиеттерін зерттеу, минитехнологиялық әдістерді қолданып, аз тонналы бораттар өндірісін ұйымдастыру, тамақ өндірісі мен медицинада қолданылатын аса таза бораттарды алу әдістерін қарастыру, құрамына бораттар бар сұйық және қатты өндіріс қалдықтарын іске қосудың пәрменді әдістерін зерттеу тәуелсіз Қазақстанның алдында тұрған негізгі міндеттерінің бірі болып табылады //.