飼料藥物添加劑泰樂菌素溶液密度和黏度的測(cè)定與關(guān)聯(lián)

申艷敏，劉廣宇，任保增

(1.河南工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,河南 鄭州 450001； 2.鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南 鄭州 450001)

飼料藥物添加劑泰樂菌素溶液密度和黏度的測(cè)定與關(guān)聯(lián)

申艷敏1，劉廣宇1，任保增2

(1.河南工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,河南 鄭州 450001； 2.鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南 鄭州 450001)

在283.15 ～323.15 K溫度范圍內(nèi)，采用比重瓶和毛細(xì)管黏度計(jì)對(duì)泰樂菌素在丙酮等6種溶液中的密度及黏度進(jìn)行測(cè)定，并采用VTF熱力學(xué)方程對(duì)溶液體系的密度、黏度隨溫度和濃度的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，確定了關(guān)聯(lián)參數(shù)，并利用擬合結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，密度和黏度的總平均相對(duì)誤差和總標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.064 5%、1.623 2% 和1.856 4×10-3g/cm3、2.188 9×10-2mPa·s。

密度;黏度;泰樂菌素;測(cè)定與關(guān)聯(lián)

泰樂菌素屬于禽類專用抗生素，該藥物在動(dòng)物體的蓄積和代謝、在水陸環(huán)境的排放、土壤中的遷移程度等需要密度和黏度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；同時(shí)，物質(zhì)的密度和黏度是計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)、研究相平衡以及結(jié)晶技術(shù)開發(fā)和過程優(yōu)化研究不可缺少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在流體傳遞過程研究中具有重要戰(zhàn)略地位，也為預(yù)測(cè)和計(jì)算溶液的其它性質(zhì)提供必要的參數(shù)[1]。因此，探索泰樂菌素溶液物性數(shù)據(jù)和溫度及組成之間的相互關(guān)系，對(duì)藥物的使用及進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)晶工藝和開發(fā)泰樂菌素連續(xù)結(jié)晶工藝具有指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)研究

1.1 藥品和儀器

泰樂菌素和酒石酸泰樂菌素，重結(jié)晶，純度大于0.99，購(gòu)自寧夏泰瑞制藥股份有限公司； 丙酮、氯仿、甲醇、乙醇，分析純(純度大于0.995)，購(gòu)自天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司；蒸餾水，實(shí)驗(yàn)室自制。

低溫恒溫槽(DC2006)，上海比朗儀器有限公司；烏氏黏度計(jì)(內(nèi)徑0.5～0.6 mm)，鄭州玻璃儀器廠；比重瓶(25 cm3)，鄭州玻璃儀器廠。

1.2 溶液密度的測(cè)定方法

實(shí)驗(yàn)采用比重瓶法對(duì)泰樂菌素類溶液的密度進(jìn)行測(cè)定[2-4]。

1.3 溶液黏度的測(cè)定方法

實(shí)驗(yàn)采用毛細(xì)管法(烏氏黏度計(jì))對(duì)泰樂菌素類溶液的黏度進(jìn)行測(cè)定[2-4]。

1.4 物性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

泰樂菌素類溶液 (黏度)-溫度-濃度之間的關(guān)系采用VTF方程進(jìn)行關(guān)聯(lián)[5-6]。

式中，F(xiàn)為溶液的密度或黏度；m為濃度，mol/kg；T為絕對(duì)溫度，K；A、B、C、D為VTF方程回歸擬合參數(shù)。

平均相對(duì)偏差(RAD)和總標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)計(jì)算公式如下：

其中，n為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)；p為方程參數(shù)個(gè)數(shù)；Fi,calc和Fi,exp為計(jì)算值和測(cè)定值。

2 實(shí)驗(yàn)可靠性驗(yàn)證

為了確定儀器裝置和實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性，對(duì)乙醇的密度及黏度進(jìn)行測(cè)定，數(shù)據(jù)見表1，測(cè)定值和文獻(xiàn)值相對(duì)誤差較小，說明采用的實(shí)驗(yàn)裝置和方法是可靠的。

表1 不同溫度的乙醇溶液密度及黏度實(shí)驗(yàn)值和文獻(xiàn)值[4,7-8]的比較

3 結(jié)果與討論

3.1 溶液密度測(cè)定結(jié)果與關(guān)聯(lián)

根據(jù)泰樂菌素和酒石酸泰樂菌素在溶劑中的溶解性能，選取了泰樂菌素+丙酮、泰樂菌素+乙醇、泰樂菌素+氯仿、酒石酸泰樂菌素+水、酒石酸泰樂菌素+甲醇和酒石酸泰樂菌素+氯仿體系，測(cè)定其在不同溫度和不同質(zhì)量濃度下的密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果見表2、表 3，部分結(jié)果見圖1、圖2。

表2 283.15～323.15 K之間泰樂菌素在丙酮、乙醇及氯仿中的密度實(shí)驗(yàn)值 g/cm3

從表2、表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，濃度一定，溫度升高，溶液內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距變大，分子間相互作用力減小，溶液的密度降低；溫度一定時(shí)，除了氯仿溶液體系，其它泰樂菌素和酒石酸泰樂菌素4種溶液，隨著濃度的增加，單位體積內(nèi)的溶質(zhì)分子數(shù)增加，分子之間作用力增強(qiáng)，密度升高；而泰樂菌素+氯仿和酒石酸泰樂菌素+氯仿2種體系，由于氯仿分子之間作用力較大，溶質(zhì)的增加以及溶質(zhì)和溶劑之間的作用在一定程度上降低了純?nèi)軇┑姆肿又g的作用，導(dǎo)致密度下降。其部分結(jié)果的溫度-濃度-密度的變化關(guān)系可見三維立體圖1、圖2。

表3 283.15～323.15 K之間酒石酸泰樂菌素在水、甲醇及氯仿中的密度實(shí)驗(yàn)值 g/cm3

圖1 泰樂菌素丙酮溶液的密度變化圖

圖2 酒石酸泰樂菌素水溶液的密度變化圖

3.1.2 溶液密度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

采用VTF方程對(duì)泰樂菌素溶液和酒石酸泰樂菌素溶液6個(gè)體系，396個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的密度-溫度-濃度的關(guān)系進(jìn)行擬合，通過對(duì)溶液密度測(cè)定值和計(jì)算值進(jìn)行比較，通過表4來看，相關(guān)系數(shù)R2較高，總平均相對(duì)誤差(RAD)和總標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)分別為0.064 5%和1.856 4×10-3g/cm3，說明此方程可以很好關(guān)聯(lián)溶液密度與溫度和濃度之間的關(guān)系。

表4 不同體系密度擬合方程參數(shù)值以及平均相對(duì)偏差和總標(biāo)準(zhǔn)偏差

3.2 溶液黏度測(cè)定結(jié)果與關(guān)聯(lián)

3.2.1 溶液黏度測(cè)定結(jié)果

在所研究的溫度范圍內(nèi)，按上述黏度實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定了不同濃度下泰樂菌素類藥物在泰樂菌素+丙酮等二元溶液的黏度實(shí)驗(yàn)值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5、表6，部分結(jié)果見圖3、圖4。

圖3 泰樂菌素丙酮溶液的黏度變化圖

圖4 酒石酸泰樂菌素水溶液黏度變化圖

從表4、表5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在所研究的溫度范圍內(nèi)，濃度一定，當(dāng)溫度升高，液體分子的運(yùn)動(dòng)幅度增大，分子之間的平均距離增大，分子間的內(nèi)聚力減小，內(nèi)摩擦力減小，溶液的黏度減小；溫度一定時(shí)，當(dāng)濃度增加，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加，分子之間內(nèi)聚力增大，表現(xiàn)為黏度升高。其部分結(jié)果的溫度-濃度-黏度的變化關(guān)系可見三維立體圖3、圖4。

表 6 283.15～323.15K之間酒石酸泰樂菌素在水、甲醇及氯仿中的黏度實(shí)驗(yàn)值 mPa·s

3.2.2 溶液黏度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

采用黏度關(guān)聯(lián)式VTF方程對(duì)泰樂菌素溶液和酒石酸泰樂菌素溶液6個(gè)體系，396個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的黏度-溫度-濃度的關(guān)系進(jìn)行擬合，通過對(duì)溶液黏度測(cè)定值和計(jì)算值進(jìn)行比較，由表7來看，相關(guān)系數(shù)R2較高，總平均相對(duì)誤差(RAD)和總標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)分別為1.623 2%和2.188 9×10-2mPa·s，說明此方程很好的關(guān)聯(lián)了泰樂菌素溶液黏度與溫度和濃度之間的關(guān)系。

表7 不同體系黏度擬合方程參數(shù)值以及平均相對(duì)偏差和總標(biāo)準(zhǔn)偏差

4 小結(jié)

對(duì)泰樂菌素和酒石酸泰樂菌素溶液的密度和黏度物性數(shù)據(jù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在所研究的283.15 ～323.15 K溫度范圍內(nèi)，濃度一定時(shí)，隨著溫度的升高溶液的密度均降低；溫度一定時(shí)，泰樂菌素+丙酮、泰樂菌素+乙醇、酒石酸泰樂菌素+水及酒石酸泰樂菌素+甲醇4種體系，溶液的密度隨著濃度的升高而升高，而泰樂菌素+氯仿、酒石酸泰樂菌素+氯仿2種體系，溶液的密度隨著濃度的升高而降低。采用VTF方程對(duì)溶液體系的密度或黏度-溫度-濃度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，結(jié)果顯示相關(guān)系數(shù)較高，總標(biāo)準(zhǔn)偏差較小。

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(責(zé)任編輯：舒蓮梅)

Measurement and correlation of densities and viscosities of drug feed additives tylosin in the binary mixture

SHEN Yan-min1，LIU Guang-yu1，REN Bao-zeng2

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001，China； 2.School of Chemical Engineering and Energy, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001，China )

Densities and viscosities of tylosin in 6 kinds of solution the binary mixture such as acetone were measured by Ostwald-Sprengel-Type picnometer and Ubbelohde capillary viscometer in the temperature range of 283.15 ～323.15 K. The relation between densities and viscosities data with temperature and concentration were correlated with the thermodynamics equation, and parameters were determined and used to obtain calculated values. The total average deviations and standard deviation between the measured and fitted values were 0.064 5%,1.623 2% and 1.856 4×10-3g /cm3,2.188 9×10-2mPa·s.

densities；viscosities；tylosin；measurement and correlation

2016-12-12；

2017-01-10

河南工業(yè)大學(xué)高層次人才基金(2016BS025)。

申艷敏(1978-)，女，博士，講師，研究方向?yàn)樗幬锝Y(jié)晶和綠色化工。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.02.012

S816.7

A

1003-6202(2017)02-0053-06