M ở đầu
2 .1.1 Định nghĩa về bệnh cây
3.3.1.1 Phương pháp truyền thống
Hòa tan 10 g CuSO4.5H2O trong 150 ml nước, thêm vào 0,2 ml glyxerin và tạo
kết tủa Cu(OH)2 bằng dung dịch chứa 3,5 g NaOH trong 200 ml nước. Thêm NaOH
đến khi màu lục xám ban đầu của kết tủa chuyển sang màu lam tươi.
Để yên kết tủa rồi gạn bỏ chất lỏng càng nhanh càng tốt và lại rót 200 ml nước cất
lạnh chứa 0,1 ml glyxerin vào cốc. Sau khi để yên lại tiếp tục rửa gạn kết tủa. Kết tủa đem lọc hút và được rửa trên phễu lọc đến khi mẫu thử hòa tan trong HCl không có phản ứng của SO4
2-
trong vòng 3-5 phút. Sau khi rửa sạch hết SO4 2-
, để yên cho chất
lỏng chảy xuống hết thì nghiền chất bột nhão đặc còn lại với 0,2 ml glyxerin trong bát
sứ rồi sấy khô ở nhiệt độ 60oC trong thời gian 4 giờ, sau đó đem cân ghi nhận số liệu..
3.3.1.2 Phương pháp cải tiến
3.3.1.2.1 Phương pháp có thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL
Hòa tan 10 g CuSO4.5H2O trong 150 ml nước, thêm vào 2 giọt IGEPAL. Trong
các phản ứng sau lượng CuSO4.5H2O và NaOH vẫn được giữ nguyên nhưng tăng dần lượng IGEPAL lên lần lượt là 3; 4; 5; 6; 7 giọt. Dung dịch NaOH được tạo ra bằng
cách hòa tan 3,5 g NaOH dạng hạt vào 200 ml nước cất. Phản ứng được tiến hành trên máy khuấy từ, dung dịch NaOH được cho nhỏ giọt từ từ nhờ bộ truyền dịch. Nhiệt độ được theo dõi nhờ nhiệt kế thủy ngân và điều chỉnh tốc độ khuấy thông qua hệ thống
của máy khuấy. Tốc độ nhỏ giọt được điều chỉnh nhờ hệ thống trên bộ truyền dịch và
đồng hồ bấm giây. Thêm NaOH đến khi màu lục xám ban đầu của kết tủa chuyển sang màu lam tươi.
Khi phản ứng kết thúc, để yên kết tủa rồi gạn bỏ chất lỏng càng nhanh càng tốt và
sau đó kết tủa được rửa lại 3 lần với 200ml nước cất. Kết tủa đem lọc hút và được rửa
trên phễu lọc đến khi mẫu thử hòa tan trong HCl không có phản ứng của SO4 2-
trong vòng 3-5 phút. Sau khi lọc lấy khoảng 0,1 g sản phẩm pha với 20 ml nước cất để đo kích thước hạt, sản phẩm còn lại sấy ở nhiệt độ 60oC trong thời gian 4 giờ, sau đó đem
3.3.1.2.2 Phương pháp có thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL và Silicon
Hòa tan 10 g CuSO4.5H2O trong 150 ml nước, thêm vào 6 giọt IGEPAL và 0,1 g Silicon. Trong các phản ứng sau lượng CuSO4.5H2O, NaOH và IGEPAL vẫn được giữ nguyên nhưng tăng dần lượng Silicon lên lần lượt là 0,2 g; 0,3 g; 0,4 g; 0,5 g. Dung dịch NaOH được tạo ra bằng cách hòa tan 3,5 g NaOH dạng hạt vào 200 ml nước cất. Các công đoạn còn lại thức hiện tương tự như ở mục 3.3.1.2.1.
3.3.1.2.3 Phương pháp có thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL và NH3
Hòa tan 10 g CuSO4.5H2O trong 150 ml nước, thêm vào 6 giọt IGEPAL và 4 ml dung dịch NH3 đậm đặc. Trong các phản ứng sau lượng CuSO4.5H2O, NaOH và IGEPAL vẫn được giữ nguyên nhưng tăng dần thể tích dung dịch NH3 đậm đặc lên lần lượt là 8 ml; 12 ml; 16 ml; 20 ml; 24 ml. Dung dịch NaOH được tạo ra bằng cách hòa tan 3,5 g NaOH dạng hạt vào 200 ml nước cất.
Các công đoạn còn lại thức hiện tương tự như ở mục 3.3.1.2.1.
3.3.1.2.4 Phương pháp có thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL và Na3PO4
Hòa tan 10 g CuSO4.5H2O trong 150 ml nước, thêm vào 6 giọt IGEPAL và 100 ml dung dịch có chứa 5,5 g Na3PO4.12H2O. Trong các phản ứng sau lượng
CuSO4.5H2O, NaOH và IGEPAL vẫn được giữ nguyên nhưng tăng dần khối lượng
Na3PO4.12H2O lên lần lượt là 6 g; 6,5 g; 7 g; 7,5 g; 8 g; 8,5 g. Dung dịch NaOH được
tạo ra bằng cách hòa tan 3,5 g NaOH dạng hạt vào 200 ml nước cất. Các công đoạn còn lại thức hiện tương tự như ở mục 3.3.1.2.1.
3.3.1.3 Định lượng đồng (II) hydroxit [13]
Cân 0,25 g mẫu đồng (II) hydroxit, hòa tan bằng 10 ml HNO3 (1:1). Đun dung
dịch trên bếp điện khoảng 10 phút. Dung dịch được cho vào bình định mức 250 ml,
tráng cốc bằng nước cất, cho nước tráng vào bình định mức, thêm nước cất đến vạch.
Lắc đều.
Dùng pipet hút 50 ml dung dịch mẫu trên vào bình tam giác 250 ml. Trung hòa bằng dung dịch NH3 đậm đặc đến khi dung dịch chuyển sang màu xanh đậm. Sau đó
cho vào vài giọt HCl (1:10) đến mất màu xanh đậm. Cho vào dung dịch 1 gam Murexit
khuấy cho tan hoàn toàn ( dung dịch có màu da cam), đem đi chuẩn độ bằng EDTA 0,05M đến khi chuyển sang màu tím. Ghi thể tích EDTA đã dùng. Tiến hành chuẩn độ
Hàm lượng đồng (II) hydroxit trong dung dịch được tính theo công thức: %Cu(OH)2 = a M V CM. . . .100 (%)
Trong đó: CM là nồng độ dung dịch EDTA dùng chuẩn độ.
V là thể tích dung dịch EDTA, V = 3 10 . 50 250 . v (lít).
v là thể tích EDTA đọc được tại điểm tương đương (ml).
M là khối lượng phân tử của Cu(OH)2.
a là khối lượng mẫu đem phân tích.
Hình 3.1 Thí nghiệm định lượng đồng (II) hydroxit.
a: Dung dịch Cu2+ khi thêm NH3, b: Dung dịch Cu2+ khi thêm HCl.
c: Dung dịch Cu2+ khi thêm Murexit, d: Dung dịch Cu2+ sau khi chuẩn độ.
c d
3.4 Điều chế và kiểm tra tính chất của thuốc trừ bệnh cây đồng (II)
hydroxit
3.4.1 Thành phần và công thức pha chế thuốc trừ bệnh cây đồng (II) hydroxit 34,5 SC
3.4.1.1 Thành phần thuốc trừ bệnh cây đồng (II) hydroxit 34,5 SC
Hoạt chất đồng (II) hydroxit dạng bột mịn, màu xanh lam, kích thước hạt 7,05µm. Chất thấm ướt IGEPAL BC/10 là một chất hoạt động bề mặt không ion, chứa
alkyl phenol ethoxylates, dạng lỏng, HLB = 10,5.
Chất phân tán giúp thuốc trải đều trên mặt đối tượng bị bệnh. Tên thương hiệu là Canxi lignobond chứa hoạt chất chính là lingo sunfonat.
Chất chống lắng Vangel là một loại khoáng vô cơ thiên nhiên, có tính trương nở
cao.
Chất chống đông Propylen glycol, do có 2 gốc OH- nên làm tan một số chất hữu cơ. Tránh hiện tượng đông đặc khi gặp trời lạnh.
Chất chống bọt là hợp chất của Silicon, có tính trơ về mặt hóa học, được dùng để
chống bọt trong khi pha chế. Tên thương phẩm Rhodorsil 416 thường được dùng cho dạng huyền phù.
3.4.1.2 Công thức pha chế thuốc trừ bệnh cây đồng (II) hydroxit 34,5 SC
Hoạt chất (Cu(OH)2) 34,5% Chất thấm ướt (IGEPAL) 0,5% Chất phân tán (Canxi lignobond) 5% Chất chống lắng (Vangel) 3% Chất chống đông (Propylen glycol) 4% Chất chống bọt (Silicon) 0,3%
Nước 52,7%
3.4.2 Phương pháp pha chế
Pha chế trước một hỗn hợp bằng cách cân đúng tỉ lệ theo công thức pha chế các
nửa lượng nước vào một cốc 500 ml. Kế đó đem hỗn hợp vừa pha khuấy bằng máy
khuấy cơ. Sau đó thêm từ từ đồng (II) hydroxit ở dạng bột và lượng nước còn lại vào cốc và khuấy cho đến khi những chùm hạt lớn được phân tán. Hỗn hợp sau khi đã được
khuấy đều được đem đi nghiền trong máy nghiền bi siêu tốc trong thời gian 1 giờ. Cuối cùng thu được hỗn hợp dạng huyền phù đậm đặc.
3.4.3 Kiểm tra tính chất của thuốc trừ bệnh cây đồng (II) hydroxit [14]
Thuốc trừ bệnh cây vừa điều chế được kiểm tra các tính chất theo tiêu chuẩn của
Cục Bảo vệ thực vật Việt Nam. Các chỉ tiêu cần kiểm tra như sau:
- Độ phân tán - Độ huyền phù - Tỷ trọng SC
- Độ nhớt dung dịch
- pH dung dịch
Các chỉ tiêu của thuốc trừ bệnh cây đồng (II) hydroxit được thực hiện tại phòng thí nghiệm R&D của công ty ADC.
3.4.3.1 Xác định độ phân tán
Đổ 100ml nước vào ống đong 100ml.
Dùng ống nhựa hút dung dịch thuốc dạng SC, nhỏ 10 giọt vào ống đong chứa sẵn 100ml nước.
Đảo ống đong và đếm số lần để thuốc phân tán hoàn toàn và ghi lại số lần đảo. Để yên ống đong trong 2h.
Sau 2h quan sát ống dưới đáy ống đong và ghi lại thể tích lớp lắng.
Độ phân tán được đánh giá bằng số lần đảo ống đong và thể tích lớp lắng.
3.4.3.2 Xác định độ huyền phù
Mỗi mẫu nên tiến hành 2 lần và nên khuấy đều.
Nước cứng, ống đong và mẫu nên để ở nhiệt độ bằng với nhiệt độ phòng trước khi
kiểm tra.
Rót 237,5ml nước cứng vào ống đong 250ml, thêm W-g từ cốc vào ống đong. Đậy nắp ống đong và đảo 1 lần.
Để yên ống đong trong thời gian 5 phút.
Dùng ống hút, hút 225ml nước ở phần trên ống đong. Giữ lại 25ml dung dịch ở
phần dưới ống đong để làm thí nghiệm.
Cho 25 ml phần còn lại vào ống ly tâm, ly tâm trong vòng 10 phút với tốc độ
3000rpm.
Hút phần nước trong ống ly tâm, phần cặn còn lại đem sấy khô ở 105oC đến khối lượng khối lượng không đổi.
Cân khối lượng sau khi sấy (Q-g). Kết quả được xác định bằng công thức:
Độ phân tán= 111( )x100
c Q
c
Q: Khối lượng 25ml mẫu (g).
a: Phần trăm hoạt chất trong mẫu
w: khối lượng mẫu sử dụng
c=wa/100: Khối lượng hoạt chất trong mẫu.
3.4.3.3 Xác định tỷ trọng SC
Cân chính xác (0,1mg) 100g nước cất cho vào cốc 250ml, tiếp tục cân 100g mẫu
SC. Rót 100g mẫu SC vào cốc chứa 100g nước cất, rót phải cẩn thận không gây bọt.
Hỗn hợp này được rót nhẹ nhàng vào cốc khác và cứ lặp lại động tác này cho đến khi
hỗn hợp đồng nhất. Đổ hỗn hợp đồng nhất này vào ống đong 250ml và để yên 10-15 phút, loại bỏ bọt khí trên mặt và giữ nhiệt độ 20oC.
Chọn tỷ trọng kế thích hợp và đặt vào một cách nhẹ nhàng, sau 5 phút khi đã ổn định đọc số vạch chia trùng ngay vạch chất lỏng.
Kết quả được xác định theo công thức:
D = a / (2-a) g/ml
3.4.3.4 Xác định độ nhớt dung dịch
Rót 50ml mẫu SC vào cốc 100ml, khởi động máy đo độ nhớt. Gắn đầu đo độ nhớt vào máy, đợi máy ổn định. Đặt cốc có chứa 50ml mẫu vào đầu đo độ nhớt. Lưu ý để đầu đo ngập trong mẫu và đầu đo không được chạm vào cốc.
Kết quả đọc trực tiếp trên máy.
3.4.3.5 Xác định độ pH dung dịch
Cân chính xác 5g mẫu cho vào ống đong 100ml có chứa sẵn 50ml nước cất, thêm
nước cất vào đến vạch định mức 100ml và lắc mạnh trong vòng 1 phút, đổ dung dịch
vào becher 250ml và tiến hành đo giá trị pH.
Kết quả đọc trực tiếp trên máy.
3.5 Thử nghiệm nhanh mức độ gây cháy lá lúa của thuốc mới điều chế
Do thời gian hạn chế nên đề tài chỉ đặt ra mục tiêu thử nghiệm nhanh mức độ gây
cháy lá lúa của thuốc đồng (II) hydroxit 34,5 SC. Thí nghiệm được tiến hành tại nhà
lưới thuộc bộ phận R&D của công ty ADC.
Thí nghiệm được tiến hành trên 6 ô lúa diện tích 0,6 x 0,6 (m) không có bệnh đã trồng trước trong nhà lưới. Trong đó, 3 ô phun thuốc trừ bệnh cây đồng (II) hydroxit 34,5 SC mới điều chế và 3 ô phun thuốc Cuproxat 34,5 SC của công ty Nufarm làm mẫu đối chứng. Mục đích thử nhanh khảo sát mức độ gây cháy lá lúa của thuốc đồng
(II) hydroxit 34,5 SC.
Nồng độ thuốc khảo sát lần lượt là 0,1%; 0,15%; 0.3% áp dụng cho thuốc trừ
4.1 Kết quả điều chế đồng hydroxit theo phương pháp truyền thống
Thí nghiệm được lặp lại 3 lần và các yếu tố cố định như:
- Nhiệt độ phản ứng: 20oC. - Tốc độ khuấy: 900 vòng/phút. - Tốc độ nhỏ giọt: 55 giọt/phút.
- Kết thúc phản ứng pH = 13. Kết quả thí nghiệm ghi nhận như sau:
Bảng 4.1: Khối lượng và kích thước hạt Cu(OH)2 điều chế theo phương pháp truyền
thống.
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình
Khối lượng (g) 4,4 4,37 4,39 4,39
Kích thước hạt (µm) 28,13 29,54 26,78 28,15
Kết quả khối lượng và kích thước hạt ở phương pháp truyền thốngdùng để làm
đối chứng cho các phương pháp sau.
Kết quả khối lượng sản phẩm thu được sau khi sấy 5 giờ ở nhiệt độ 60oC. Do đó
vẫn còn nước trong sản phẩm, nếu tăng nhiệt cho sản phẩm mất nước hoàn toàn thì sản
phẩm bị phân hủy thành đồng oxit.
4.2 Kết quả điều chế đồng hydroxit theo phương pháp cải tiến
4.2.1 Phương pháp có thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL
Khảo sát bằng cách thay đổi số giọt IGEPAL lần lượt là : 2; 3; 4; 5; 6; 7 (giọt).
Các yếu tố cố định như ở mục 4.1.
Bảng 4.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi lượng IGEPAL đến kích thước hạt Cu(OH)2. Lần 1 (m) Lần 2 (m) Lần 3 (m) Trung bình (m) 2 15,31 18,14 22,42 18,62 3 13,34 16,94 14,98 15,09 4 11,38 12,49 11,4 11,76 5 6,21 7,52 7,68 7,14 6 6,9 7,22 5,76 6,62 7 10,72 9,49 11,83 10,68 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8
Lượng IGEPAL (giọt)
K íc h t h ư ớ c h ạ t C u (O H )2 ( µ m )
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa lượng IGEPAL và kích thước hạt Cu(OH)2.
Lượng
IGEPAL Lặp lại
Nhận xét – bàn luậnµ
Từ đồ thị ta thấy:
Với 6 giọt IGEPAL thì kích thước hạt Cu(OH)2 là nhỏ nhất. Nếu tăng thêm lượng
IGEPAL thì kích thước hạt Cu(OH)2 tăng trở lại. Nguyên nhân do có sự hiện diện của
chất hoạt động bề mặt ngăn cản quá trình kết khối của Cu(OH)2 mới tạo ra nên kích
thước hạt tương đối nhỏ.
Vì vậy, trong những thí nghiệm sau lượng IGEPAL thêm vào là 6 giọt để đạt được kích thước Cu(OH)2 là nhỏ nhất.
Bảng 4.3: Khối lượng Cu(OH)2 thu được khi thêm IGEPAL.
Lần 1 (g) Lần 2 (g) Lần 3 (g) Trung bình (g) 2 4,29 4,28 4,27 4,28 3 4,35 4,31 4,32 4,33 4 4,25 4,23 4,28 4,25 5 4,25 4,35 4,27 4,29 6 4,34 4,36 4,32 4,34 7 4,25 4,39 4,26 4,30
Để so sánh với sản phẩm đối chứng ở phương pháp truyền thống nên sản phẩm
Cu(OH)2 thu được ở phương pháp có thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL cũng như
sản phẩm ở những phương pháp sau được sấy ở 60oC trong 5 giờ. Qua so sánh ở bảng
4.3 ta thấy, khối lượng sản phẩm thu được gần bằng nhau và so sánh với kết quả ở phương pháp truyền thống ta thấy, khối lượng giảm đi một ít. Nguyên nhân do các hạt
Cu(OH)2 được tạo ra bằng cách kết hợp hai ion Cu2+ và ion OH-ở bên trong hạt vi nhũ tương nên phản ứng có thể xảy ra chưa hoàn toàn. Nếu có điều kiện thì ta có thể khảo sát thêm hàm lượng Cu(OH)2 để có sự so sánh tốt hơn. Ngoài ra, nguyên nhân còn có
Lượng
IGEPAL Lặp lại
thể là sản phẩm tạo ra theo phương pháp này có kích thước nhỏ và xốp hơn với phương
pháp truyền thống nên khả năng giữ nước kém hơn khi sấy trong cùng điều kiện.
4.2.2 Phương pháp thêm chất hoạt động bề mặt IGEPAL và Silicon
Khảo sát bằng cách thay đổi khối lượng Silicon lần lượt như sau: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 (g). Các thông số cố định là:
- Số giọt IGEPAL : 6 giọt.
- Các thông số còn lại cố định như ở mục 4.1.
Bảng 4.4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi khối lượng Silicon đến kích thước hạt Cu(OH)2. Lần 1 (m) Lần 2 (m) Lần 3 (m) Trung bình (m) 0,1 18,5 19,14 20,14 19,26 0,2 16,06 16,94 18,06 17,02 0,3 13,27 18 18,68 16,65 0,4 11,87 15,82 13,21 13,63 0,5 13,61 17,49 17,75 16,28 Khối lượng Silicon Lặp lại
Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa khối lượng Silicon và kích thước hạt
Cu(OH)2. *Nhận xét – bàn luận
Từ đồ thị ta thấy:
Với 0,4 g Silicon thì kích thước hạt Cu(OH)2 là nhỏ nhất. Nếu tăng khối lượng
Silicon thì kích thước hạt Cu(OH)2 tăng trở lại. Kích thước hạt giảm so với phương