ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КАРБАМИДА

Предмет исследования. Приведены результаты исследованияоптических рефрактометрических свойств (показатель преломления n, и его температурный коэффициентdn/dt), а также ультрафиолетового спектрального поглощения в водных растворах карбамида в зависимости от массовой доли сухого вещества m_d= 0–50% и температуры t= 10–70 °C.Метод исследования. Для исследования примененылабораторные методы рефрактометрии и ультрафиолетовой спектрофотомерии жидкофазных сред. Выполнены численное моделирование спектра электронных состояний молекулы карбамида и теоретический расчет собственного электронного поглощения этой молекулы в ультрафиолетовой области длин волн. Основные результаты.  Установлено, что зависимость показателя преломления nот концентрации раствора m_dимеет нелинейный характер и с неопределенностью Δn= ± 0,0005 может быть представлена квадратичным полиномом. Показано, что в зависимости от температуры показатель преломления n(t) изменяется линейно при t= 10–70 °C. При этом наклон прямых n(t) увеличивается при увеличении m_d,так что температурный коэффициент dn/dtможет быть аппроксимирован квадратичным полиномом. Спектры коэффициента пропускания растворов в области спектра λ = 225–760 нм не имеют выраженных особенностей, за исключением резкого края на коротковолновой границе диапазона, что обусловлено собственным электронным поглощением. Установлено, что дисперсионные зависимости показателя преломления n(λ;m_d) в водных растворах карбамида при λ = 360–760 нм и m_d= 0–50% могут быть с удовлетворительной неопределенностью рассчитаны из данных по ультрафиолетовому поглощению на основе одноосцилляторной модели Лоренца без использования каких-либо подгоночных параметров. Практическая значимость. Представленные исследования оптических свойств водных растворов карбамида могут быть использованы для настройки и калибровки промышленных рефрактометров на технологических линиях по производству реагента AdBlueдля селективной каталитической нейтрализации выхлопных газов автотранспорта.

1. Рассел Дж., Кон Р. Мочевина. М., 2012. 166 с.
2. Chen H., Cao Y.G., Tang J.X., Tang S.Y., Chen X. Fabrication of large-scale SiC fibers using carbamide as additives // Journal of Crystal Growth. 2001. V. 231. N 1–2. P. 4–7. doi: 10.1016/S0022-0248(01)01460-9
3. Matishev V.A. Complexation with carbamide. Past, present, future // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2000. V. 36. N 6. P. 386–391.
4. Шабаров Ю.С. Органическая химия. 5-е изд. СПб.: Лань, 2011. 848 с.
5. Huang W.-Y., Heifner R.G., Taylor H., Uri N.D. Timing nitrogen fertilizer application to reduce nitrogen losses to the environment // Water Resources Management. 2000. V. 14. N 1. P. 35–58.
6. ЭнергоМет – официальный дилер мочевины AdBlue в России [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://adbluetorg.ru, свободный. Яз. рус. (дата обращения 13.03.2016).
7. aus der Wiesche S. Numerical heat transfer and thermal engineering of AdBlue (SCR) tanks for combustion engine emission reduction // Applied Thermal Engineering. 2007. V. 27. N 11–12. P. 1790–1798. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2007.01.008
8. Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П. Органическая химия. В 4 частях. Часть 3. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014. 547 с.
9. Dai X., Walker R.B., Mihailov S.J., Callender C.L., Blanchetière C. Optimization of temperature insensitive refractometer // Proceedings of SPIE. 2006. V. 6371. Art. 63710L.
10. Ilev I.K. Fiber-optic autocollimation refractometer // Optics Communications. 1995. V. 119. N 5–6. P. 513–516. doi: 10.1016/0030-4018(95)00342-6
11. Кузьмин Б.П., Мальцева Н.К., Минин А.В. Интерферометр-рефрактометр для измерения состава га-зовых и жидких проб // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2012. Т. 55. № 7. С. 56–60.
12. Акмаров К.А., Артемьев В.В., Белов Н.П. и др. Промышленные рефрактометры и их применение для контроля химических производств // Приборы. 2012. № 4. С. 1–8.
13. Белов Н.П., Лапшов С.Н., Патяев А.Ю., Шерстобитова А.С., Яськов А.Д. Температурная зависимость показателя преломления водных растворов этиленгликоля и пропиленгликоля // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 2 (78). С. 138–139.
14. Белов Н.П., Гайдукова О.С., Панов И.А. и др. Лабораторный спектрофотометр для ультрафиолетовой области спектра // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2011. Т. 54. №5. С. 81–87.
15. PC-Based molecular modeling // R&D Magazine. 1996. V. 38. N 11. P. 56J.
16. Chemistry Software, HyperChem, Molecular Modeling [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hyper.com, свободный. Яз. англ. (дата обращения 13.03.2016).
17. Fekete Z.A., Hoffmannz E.A., Kortvelyesi T., Penke B. Harmonic vibrational frequency scaling factors for the new NDDO Hamiltonians: RM1 and PM6 // Molecular Physics. 2007. V. 105. N 19–22. P. 2597–2605. doi: 10.1080/00268970701598089
18. Rocha G.B., Freire R.O., Simas A.M., Stewart J.J.P. RM1: a reparameterization of AM1 for H, C, N, O, P, S, F, CL, BR, and I // Journal of Computational Chemistry. 2006. V. 27. N 10. P. 1101–1111. doi: 10.1002/jcc.20425
19. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. СПб.: Лань, 2008. 480 с.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License