Właściwości, degradacja i modyfikacja hydrożeli do zastosowań w uprawach roślinnych (zadania 2, 3 i 11)

Podobne dokumenty
Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

INNOWACYJNY SPOSÓB WAPNOWANIA PÓL

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Synteza nanocząstek magnetycznych pokrytych modyfikowaną skrobią dla zastosowań biomedycznych

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ

TECHNOLOGIA OCZYSZCZANIA WÓD I ŚCIEKÓW. laboratorium Wydział Chemiczny, Studia Niestacjonarne II

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. I Etap szkolny - 23 listopada 2016

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Zanieczyszczenia organiczne takie jak WWA czy pestycydy są dużym zagrożeniem zarówno dla środowiska jak i zdrowia i życia człowieka.

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów 24 stycznia 2018 r. zawody II stopnia (rejonowe)

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018. Eliminacje szkolne

Podstawy biogospodarki. Wykład 7

Litowce i berylowce- lekcja powtórzeniowa, doświadczalna.

Analiza Organiczna. Jan Kowalski grupa B dwójka 7(A) Własności fizykochemiczne badanego związku. Zmierzona temperatura topnienia (1)

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

imię i nazwisko, nazwa szkoły, miejscowość Zadania I etapu Konkursu Chemicznego Trzech Wydziałów PŁ V edycja

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: rozszerzony Punkty

TECHNIKI SEPARACYJNE ĆWICZENIE. Temat: Problemy identyfikacji lotnych kwasów tłuszczowych przy zastosowaniu układu GC-MS (SCAN, SIM, indeksy retencji)

Identyfikacja wybranych kationów i anionów

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

SPIS TREŚCI CZĘŚĆ LITERATUROWA OBJAŚNIENIE STOSOWANYCH W PRACY SKRÓTÓW... 6 OBJAŚNIENIE STOSOWANYCH W PRACY OZNACZEŃ... 8.

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.


Problemy oznaczania pierwiastków w osadach i glebie Marcin Niemiec, Jacek Antonkiewicz, Małgorzata Koncewicz-Baran, Jerzy Wieczorek

WYMAGANIA EDUKACYJNE na poszczególne oceny śródroczne i roczne Z CHEMII W KLASIE II gimnazjum

KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJUM ETAP WOJEWÓDZKI

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1186

Spis treści. Wstęp... 9

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

a) Sole kwasu chlorowodorowego (solnego) to... b) Sole kwasu siarkowego (VI) to... c) Sole kwasu azotowego (V) to... d) Sole kwasu węglowego to...

I edycja. Instrukcja dla uczestnika. II etap Konkursu

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 13 stycznia 2017 r. zawody II stopnia (rejonowe)

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

I Etap szkolny 16 listopada Imię i nazwisko ucznia: Arkusz zawiera 19 zadań. Liczba punktów możliwych do uzyskania: 39 pkt.

Międzyszkolny konkurs chemiczny KWAS Etap I szkolny

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW. Eliminacje rejonowe II stopień

Związki nieorganiczne

Jak obliczyć skład pożywki w oparciu o analizę wody - zalecenia

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje wojewódzkie

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

ĆWICZENIE 2. Usuwanie chromu (VI) z zastosowaniem wymieniaczy jonowych

WŁAŚCIWOŚCI NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW I ICH ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

BADANIE ZAWARTOŚCI ZWIĄZKÓW AZOTU. OZNACZANIE AZOTU AZOTANOWEGO(V) METODĄ KOLORYMETRYCZNĄ.

ELEKTRODIALIZA. Karina Rolińska Aleksandra Sierakowska Beata Ulmaniec r.

Zapisz równanie zachodzącej reakcji. Wskaż pierwiastki, związki chemiczne, substraty i produkty reakcji.

Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY

Za poprawną metodę Za poprawne obliczenia wraz z podaniem zmiany ph

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY. dla uczniów szkół podstawowych. 25 października 2019 r. Etap I (szkolny)

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

XXII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2014/2015

UKŁADY WIELOFAZOWE ROZDZIELANIE MIESZANINY CHLORKÓW SODU I POTASU

b) Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu.

Powiatowy Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów Młody Chemik. Drogi gimnazjalisto!

... kod ucznia Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

Zadanie 2. (0 1) Uzupełnij schemat reakcji estryfikacji. Wybierz spośród podanych wzór kwasu karboksylowego A albo B oraz wzór alkoholu 1 albo 2.

PL B1. Instytut Chemii Przemysłowej im.prof.ignacego Mościckiego,Warszawa,PL BUP 07/06

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 787

Nawożenie sadów i plantacji jagodowych. Jacek Filipczak Instytut Ogrodnictwa

SKUTKI SUSZY W GLEBIE

Ćwiczenia nr 2: Stężenia

Fotochromowe kopolimery metakrylanu butylu zawierające pochodne 4-amino-N-(4-metylopirymidyn-2-ilo)benzenosulfonamidu i sposób ich otrzymywania

USTALANIE WZORÓW I NAZW SOLI

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY SPOSOBEM WARTHA - PFEIFERA

Potencjometryczna metoda oznaczania chlorków w wodach i ściekach z zastosowaniem elektrody jonoselektywnej

DEDYKOWANE DO TWOICH POTRZEB MASZYNOWE MYCIE I DEZYNFEKCJA WYROBÓW MEDYCZNYCH

Przedmowa do wydania trzeciego 11 Wstęp Ogólna charakterystyka nawozów mineralnych Wprowadzenie Kryteria podziału nawozów

V KONKURS CHEMICZNY 23.X. 2007r. DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW WOJEWÓDZTWA ŚWIĘTOKRZYSKIEGO Etap I czas trwania: 90 min Nazwa szkoły

Instrukcja dla uczestnika. II etap Konkursu. U z u p e ł n i j s w o j e d a n e p r z e d r o z p o c z ę c i e m r o z w i ą z y w a n i a z a d a ń

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 921

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

MATERIAŁ Y POLIMEROWE STOSOWANE JAKO SUPERABSORBERY.

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 814

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1651

Poli(estro-węglany) i poliuretany otrzymywane z surowców odnawialnych - pochodnych kwasu węglowego

Konkurs Chemiczny dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych rok szkolny 2013/2014

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 814

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2010/2011

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Wykład 9. Membrany jonowymienne i prądowe techniki membranowe (część 1) Opracowała dr Elżbieta Megiel

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

Beata Mendak fakultety z chemii II tura PYTANIA Z KLASY PIERWSZEJ

ĆWICZENIE I - BIAŁKA. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami fizykochemicznymi białek i ich reakcjami charakterystycznymi.

PL B1. Symetryczne czwartorzędowe sole imidazoliowe, pochodne achiralnego alkoholu monoterpenowego oraz sposób ich wytwarzania

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2012/2013

Materiały i tworzywa pochodzenia naturalnego

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

Uwaga: Wykonawca musi dostarczyć wraz z Towarem kartę charakterystyki oraz certyfikat jakości określony w kolumnie 6.

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Transkrypt:

Właściwości, degradacja i modyfikacja hydrożeli do zastosowań w uprawach roślinnych (zadania 2, 3 i 11) Anna Jakubiak-Marcinkowska, Sylwia Ronka, Andrzej W. Trochimczuk Zakład Materiałów Polimerowych i Węglowych Wydział hemiczny Politechnika Wrocławska Raport z badań projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

Informacje ogólne Rola w projekcie: Analiza chemiczna i fizykochemiczna hydrożeli komercyjnych, pomoc w doborze optymalnego hydrożelu cena zmian w budowie chemicznej i we właściwościach fizykochemicznych hydrożeli po kontakcie z roztworami różnych soli i po długotrwałym kontakcie z glebą Synteza nowych hydrożeli, dostosowanych do obecności soli zawierających jony wielowartościowe

Hydrożele Żele polimerowe o zdolności do wiązania dużych ilości wody lub (także z roztworów wodnych). Umownie od 100g H 2 /g polimeru

Hydrożele Zastosowania: Bio (-medyczne) (-technologiczne) (-logiczne), takie jak: opatrunki, protezy ścięgien, mięśni, nośniki leków, otoczki leków; nośniki do immobilizacji enzymów i innych związków biologicznie czynnych; rusztowania do hodowli tkankowych Technologiczne: zagęstniki, materiał membran hydrofilowych, flokulanty, polielektrolity, jonity. Geokompozyty sorbujące wodę innowacyjne technologie wspomagające wegetację roślin

Hydrożele W czasie eksploatacji hydrożele narażone są na czynniki chemiczne, fizyczne i biologiczne, które powodują zmiany w budowie chemicznej hydrożeli, co z kolei skutkuje zmianami ich właściwości, takich jak pojemność jonowymienna czy pęcznienie. el prac: określenie wpływu poszczególnych czynników na stabilność hydrożeli; dobór składu chemicznego hydrożeli i ich struktury fizycznej dla optymalizacji ich działania Geokompozyty sorbujące wodę innowacyjne technologie wspomagające wegetację roślin

Hydrożele komercyjne (formy jonowe) Nazwa żelu Zawartość Fe [mg/g] Zawartość Fe [mmol/g] Zawartość K [mg/g] Zawartość K [mmol/g] Zawartość Na [mg/g] Zawartość Na [mmol/g] 1 0,223 3,99 10-3 162 4,14 1,55 6,74 10-2 2 0,680 1,22 10-2 268 6,85 2,75 0,120 3 0,748 1,34 10-2 202 5,17 3,37 0,147 4 0,670 1,20 10-2 336 8,59 3,28 0,143 5 0,520 9,31 10-3 13,4 0,343 71,2 3,10 6 0,704 1,26 10-2 263 6,73 3,00 0,130

Hydrożele komercyjne (analiza elementarna) Próbka % N mmol/g N % mmol/g % H mmol/g H % mmol/g A 1.63 1.12 32.54 27.1 5.65 5.65 60.18 3.76 B 0.00 0.00 33.34 27.8 5.24 5.24 61.42 3.84 6.60 4.83 34.54 28.8 6.40 6.40 52.46 3.28 D 9.93 7.09 37.68 31.4 6.98 6.98 45.41 2.84 E 0.00 0.00 32.95 27.5 5.20 5.20 61.85 3.87 F 0.00 0.00 28.00 23.3 5.20 5.20 66.80 4.18 Aquaterra, próbka A, -Luquasorb 1280 RM, próbka B, -Stochosorb 500 Medium, próbka, Aquasorb 3005 KM, próbka D, - Terraspeed, próbka E, -Agroaquagel, próbka F Jeden % wag. N,N metylenobisakrylamidu przekłada się na 0.13 mmol N/g polimeru

Hydrożele komercyjne (ekstrakcja) Próbka hłonność, g/g Uwagi A 162.4 Pozostałość w postaci kryształków, posklejanych w większe skupiska B 209.5 Mocno nieregularne kryształki, ściśle przylegające do szkła 191.1 sad w postaci granulek, sypki D 253.6 sad w postaci granulek, lekko posklejany, sypki E 204.7 sad w postaci folii na ściankach zlewki F 233.1 sad bardzo drobny, lekko folio twórczy na dnie zlewki Próbka % ubytek A 6.73 B 2.09 7.10 D 11.30 E 1.03 F 18.69

Hydrożele komercyjne (siła jonowa i ph) Próbka hłonność woda (ph ok.5.5), hłonność 0.01M Nal, hłonność 0.1M Nal, hłonność ph 7.0 g/g g/g g/g g/g g/g A 161.3 71.2 34.4 191.9 188.2 hłonność ph 7.8 B 181.7 94.6 40.8 221.1 215.6 229.8 104.5 45.7 276.2 287.7 D 217.3 116.2 41.1 305.8 304.8 E 209.9 115.6 70.3 620.7 611.7 F 192.7 102.1 59.2 405.6 401.6

Hydrożele komercyjne (r-r glebowy) Próbka hłonność, g/g hłonność, g/g RZTWÓR I ph 6.0 RZTWÓR II A 127.1 153.3 B 156.6 166.6 184.0 213.6 D 180.3 209.5 E 248.1 359.5 F 262.8 321.8 (ph=7.2) Roztwór glebowy przygotowano poprzez rozpuszczenie w 1L wody destylowanej niewielkich ilości soli, zasad i kwasów, tak aby otrzymać pożądane stężenia końcowe form jonowych. (chlorek wapnia 0.5 mmol, wodorotlenek wapnia 0.3 mmol, wodorotlenek magnezu 0.1 mmol, wodorotlenek sodu 0.15 mmol, wodorowęglan potasu 2.0 mmol, kwas siarkowy 0.04 mmol; RZTWÓR I) (chlorek wapnia 0.2mmol, sześciowodny chlorek magnezu 0.038 mmol, siarczan magnezu, 0.2 mmol, wodorowęglan potasu 0.35 mmol, siarczan potasu 0.046 mmol, siarczan sodu 0.0023 mmol, wodorowęglan sodu 0.3 mmol, chlorek potasu 0.2 mmol, chlorek sodu 0.2 mmol; RZTWÓR II). Geokompozyty sorbujące wodę innowacyjne technologie wspomagające wegetację roślin

Hydrożele komercyjne (jony) Próbka g/g w 0.01M azotanie wapnia g/g w 0.001M azotanie wapnia g/g w 0.01M azotanie magnezu g/g w 0.001M azotanie magnezu g/g w 0.01M azotanie żelazowy m g/g w 0.001M azotanie żelazowy m A 1.1 134.9 33.2 132.6 26.6 151.0 B 0.9 149.8 21.6 153.2 8.3 172.9 14.9 185.1 40.4 169.5 3.0 209.2 D 20.3 177.6 28.2 170.8 3.0 200.3 E 1.0 316.1 41.9 318.8 10.9 370.7 F 1.0 290.1 51.7 283.2 24.4 319.5

Hydrożele H (K, Na..) H (K, Na..) NH 2 NH 2 NH 2 H (K, Na...) zmiana ilości wody w polimerze poprzez.

Hydrożele - H + - H + a ++ - a ++ - Stabilność form jonowych? - H + - H + - a ++ -

Hydrożele pęcznienie po długotrwałym kontakcie z glebą W W zaw. zaw. zaw. zaw. zaw.k [g H 2/g pol ] [g H 2/g pol ] u o Fe Na próbki forma Me forma K + [mg/g] [mg/g] [mg/g] [mg/g] [mg/g] 2 40,85 27,41 0,32 0,12 0,56 31,69 8,10 3 39,21 28,91 0,01 0,00 0,44 29,69 33,83 4 51,74 33,23 0,39 0,00 0,30 14,61 153,66 7 13,99 27,52 0,32 0,07 1,11 4,14 8,97 8 49,40 26,40 0,01 0,00 0,74 5,25 84,48 10 45,40 34,32 0,16 0,01 0,61 6,44 64,31 23 49,19 32,08 0,51 0,14 0,22 7,00 116,11 55 58,70 33,62 0,24 0,15 0,25 5,80 138,99 hłonność K + 217.3 g/g formy przed kontaktem

Hydrożele pęcznienie po długotrwałym kontakcie z glebą - H + - 2 Możliwe przyczyny zmniejszenia chłonności. Stabilność struktury chemicznej? - H + W celu obserwacji zmian struktury hydrożeli podczas ekspozycji w glebie wykorzystano metodę XPS pozwalającą ocenić różnie połączone atomy pierwiastków znajdujących się na powierzchni materiałów.

Hydrożele pęcznienie po długotrwałym kontakcie z glebą Trzy zdekonwulowane piki w regionie 1s dla próbki niekontaktowanej z glebą przypisano ugrupowaniom: H- (532,7 ev), = (531,3 ev) oraz - (530,2 ev). Dla materiałów kontaktowanych z glebą obserwowane są te same grupy, które dla prezentowanej próbki 3a posiadają sygnały przy energiach: 533,4 ev dla -, 531,9 ev dla = oraz 530,4 ev dla -. Należy podkreślić, iż intensywności pików dla grupy - we wszystkich widmach próbek stosowanych przy hodowli roślin są dużo mniejsze niż dla próbki nie przebywającej w glebie. Zjawisko to można wytłumaczyć procesem dekarboksylacji grup funkcyjnych pochodzących od merów akrylanowych. Widma XPS hydrożelu przed kontaktem z glebą (I) oraz po kontakcie z glebą (II) dla regionów: 1s (a), 1s (b) oraz N 1s (c).

Podsumowanie 1.hłonność hydrożelu po kontakcie z glebą jest pochodną dwóch procesów degradacji hydrożelu (ph, mikroorganizmy glebowe i wydzielane przez nie kwasy i/lub enzymy) oraz stanu jonowego próbki - po zakończeniu kontaktu z glebą próbki miały inne formy jonowe niż wyjściowa. 2. Formy jonowe maja negatywny wpływ na pęcznienie natomiast te same próbki po odmyciu i przekształceniu w formę soli potasowej wracają do pęcznienia równego lub nawet ca. 10% większego niż pęcznienie wyjściowego. Geokompozyty sorbujące wodę innowacyjne technologie wspomagające wegetację roślin