СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНГИЦИДОВ МЕДИ
METHOD OF COPPER FUNGICIDE RECEIVING

Предлагаемое изобретение относится к области электролитически полученных неорганических фунгицидов, в частности к способу получения комплекса хлоритов, гипохлоритов, гипобромитов, гипоиодитов меди в форме водного раствора, который используется для защиты сельскохозяйственных культур от заболеваний.
Известен способ получения хлорокиси меди, включающий получение хлорида меди путем растворения металлической гранулированной меди в соляной кислоте в присутствии кислорода воздуха или хлора и осаждения хлорокиси меди при взаимодействии хлорной меди с углекислым кальцием [М.Г.Габриелова, Н.А.Морозова, Производство неорганических ядохимикатов. Изд. «Химия». М. - Л. 1964, с 232-238. - аналог].
Недостатками данного способа являются многостадийность процесса и высокий расход используемых исходных компонентов.
Наиболее близким к заявляемому способу является электролитический способ получения фунгицида хлорокиси меди, включающий электролиз растворов хлоридов [патент РФ №2209855, 2001 г. - прототип].
2
Недостатками данного способа являются низкая фунгицидная активность раствора хлорокиси меди, высокая норма расхода фунгицида, многостадийность процесса получения конечного продукта, высокий расход электроэнергии, процесс ведется при напряжении 220 В и плотности тока 110А/м.
Технической задачей заявляемого изобретения является увеличение фунгицидной активности раствора за счет возникновения синергического эффекта при одновременном упрощении процесса получения фунгицида меди, снижении нормы расхода фунгицида и энергозатрат.
2
Решение технической задачи достигается тем, что в способе получения фунгицидов меди, включающем электролиз растворов хлоридов, процесс электролиза ведут с использованием медных электродов, электролиз осуществляют при плотности тока 10 А/м, напряжении 18 В и температуре раствора электролита 20-25°С, а в качестве электролита используют природный бишофит, при этом процесс электролиза является одностадийным.
При электролизе раствора природного бишофита плотностью 1,3 г/л с содержанием ионов хлора 340,8 г/л, ионов брома 5,6 г/л на аноде происходит ионизация хлорид-ионов и металлической меди
-
-
2
2Cl-2е→Cl
-
+
2Cu-2е→2Cu
При этом выделяющийся хлор растворяется в электролите с образованием хлорноватистой и хлористоводородной кислот
2
2
Cl+НO=HClO+HCl
На катоде происходит восстановление молекул воды с выделением водорода
2
2
-
-
2НO+2е=Н+2OH
-
2+
+
Атомы водорода после восстановления на катоде выделяются из раствора в виде газа, оставшиеся ионы ОН образуют возле катода с ионами Mg щелочь, а с ионами Cu оксид меди I (закись меди)
+
-
2
2
2Cu+2OH=CuO+HO
При этом вследствие перемешивания анолита с католитом происходит взаимодействие хлорноватистой и бромноватистой кислот со щелочью с образованием гипохлорита и гипобромита магния и меди
2
2
2
2HClO+Mg(ОН)=Mg(ClO)+2НO
2
2
2
4HClO+CuO=2Cu(ClO)+2НO
2
2
2
2HBro+Mg(ОН)=Mg(BrO)+2НO
2
2
2
2HBro+CuO=Cu(BrO)+НO
-
-
2
Часть получающихся гипохлоритов в значительной степени диссоциируют с образованием ионов ClO, которые способны к дальнейшему анодному окислению с образованием хлорит-иона ClO
-
-
-
+
2
2HClOL+ClO=ClO +2Cl+Н
При электролитическом окислении раствора природного бишофита образуются хлориты, гипохлориты, гипобромиты магния и меди, взаимное действие которых создает синергический эффект, усиливая тем самым фунгицидную активность конечного дезинфицирующего продукта, что и является новым техническим эффектом заявляемого способа.
2
2
По предварительной оценке ВНИИ Галургии общие запасы бишофита только Волгоградского месторождения составляют 250 млрд тонн. Залежи природного бишофита в Нижнем Поволжье практически целиком (до 98%) сложены мономинералом бишофитом (MgCl·6НO). Природным хлоридам магния, как правило, сопутствуют его бромиды и иодиды.
2
2
3
2
Способ получения фунгицида гипохлорита и хлорита меди является одностадийным и осуществляется следующим образом. В качестве электролита используют раствор природного бишофита, содержащий 90-96% MgCl и 0,4-0,95% Br и J2, плотностью 1,3 г/см, с содержанием ионов хлора 340,8 г/л, ионов брома 5,6 г/л, из которого готовят однопроцентный раствор, который заливают в непроточный электролизер. В качестве электродов используют медь. Процесс ведут на постоянном токе при заданных параметрах плотности тока 10 А/м. Процесс электролиза раствора бишофита осуществляется в течение 0,5 часа. По окончании электролиза по известной методике (иодометрическое определение меди и хлора) определяется концентрация меди и активного хлора. Величина водородного показателя среды (рН) исходного раствора и полученного конечного продукта контролируется по рН-метру милливольтметру рН-121.
По известным формулам расчета показателей электрохимического процесса рассчитывается выход по току для определения удельного расхода электроэнергии.
Для проверки заявляемого способа были проведены серии стендовых испытаний с использованием растворов природного бишофита различных концентраций.
Примеры конкретного исполнения:
2
брали раствор природного бишофита разных концентраций и приводили процесс электролиза при плотностях тока 1-10 А/м и температуре 20-25С°. Результаты испытаний приведены в таблице.
По приведенным результатам экспериментов видно, что оптимальным режимом, при котором фунгицидная активность наибольшая, является режим по примеру 2 (электролиз раствора природного бишофита концентрацией 1%, плотность тока 10А, напряжение 18 В, температура 20-25°С). Фунгицидная активность выше 100% является губительной для клеток растений.
Таким образом, предлагаемый способ получения фунгицидов меди в сравнении со способом получения фунгицида хлорокиси меди по прототипу обеспечивает уменьшение расхода сырья и реактивов, снижение затрат электроэнергии в 10 раз, а проведенный бактериологический анализ показал, что при обеззараживании фунгицидом, приготовленным из раствора природного бишофита, биологическая активность повышается в 1,4 раза.