饲料药物添加剂泰乐菌素溶液密度和黏度的测定与关联

申艳敏，刘广宇，任保增

(1.河南工业大学化学化工学院,河南 郑州 450001； 2.郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001)

饲料药物添加剂泰乐菌素溶液密度和黏度的测定与关联

申艳敏1，刘广宇1，任保增2

(1.河南工业大学化学化工学院,河南 郑州 450001； 2.郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001)

在283.15 ～323.15 K温度范围内，采用比重瓶和毛细管黏度计对泰乐菌素在丙酮等6种溶液中的密度及黏度进行测定，并采用VTF热力学方程对溶液体系的密度、黏度随温度和浓度的关系进行关联，确定了关联参数，并利用拟合结果对实验结果进行计算，密度和黏度的总平均相对误差和总标准偏差分别为0.064 5%、1.623 2% 和1.856 4×10-3g/cm3、2.188 9×10-2mPa·s。

密度;黏度;泰乐菌素;测定与关联

泰乐菌素属于禽类专用抗生素，该药物在动物体的蓄积和代谢、在水陆环境的排放、土壤中的迁移程度等需要密度和黏度等基础数据；同时，物质的密度和黏度是计算热力学函数、研究相平衡以及结晶技术开发和过程优化研究不可缺少的基础数据，在流体传递过程研究中具有重要战略地位，也为预测和计算溶液的其它性质提供必要的参数[1]。因此，探索泰乐菌素溶液物性数据和温度及组成之间的相互关系，对药物的使用及进一步优化结晶工艺和开发泰乐菌素连续结晶工艺具有指导意义。

1 实验研究

1.1 药品和仪器

泰乐菌素和酒石酸泰乐菌素，重结晶，纯度大于0.99，购自宁夏泰瑞制药股份有限公司； 丙酮、氯仿、甲醇、乙醇，分析纯(纯度大于0.995)，购自天津市风船化学试剂有限公司；蒸馏水，实验室自制。

低温恒温槽(DC2006)，上海比朗仪器有限公司；乌氏黏度计(内径0.5～0.6 mm)，郑州玻璃仪器厂；比重瓶(25 cm3)，郑州玻璃仪器厂。

1.2 溶液密度的测定方法

实验采用比重瓶法对泰乐菌素类溶液的密度进行测定[2-4]。

1.3 溶液黏度的测定方法

实验采用毛细管法(乌氏黏度计)对泰乐菌素类溶液的黏度进行测定[2-4]。

1.4 物性数据关联

泰乐菌素类溶液 (黏度)-温度-浓度之间的关系采用VTF方程进行关联[5-6]。

式中，F为溶液的密度或黏度；m为浓度，mol/kg；T为绝对温度，K；A、B、C、D为VTF方程回归拟合参数。

平均相对偏差(RAD)和总标准偏差(SD)计算公式如下：

其中，n为实验点数；p为方程参数个数；Fi,calc和Fi,exp为计算值和测定值。

2 实验可靠性验证

为了确定仪器装置和实验方法的准确性，对乙醇的密度及黏度进行测定，数据见表1，测定值和文献值相对误差较小，说明采用的实验装置和方法是可靠的。

表1 不同温度的乙醇溶液密度及黏度实验值和文献值[4,7-8]的比较

3 结果与讨论

3.1 溶液密度测定结果与关联

根据泰乐菌素和酒石酸泰乐菌素在溶剂中的溶解性能，选取了泰乐菌素+丙酮、泰乐菌素+乙醇、泰乐菌素+氯仿、酒石酸泰乐菌素+水、酒石酸泰乐菌素+甲醇和酒石酸泰乐菌素+氯仿体系，测定其在不同温度和不同质量浓度下的密度实验数据，结果见表2、表 3，部分结果见图1、图2。

表2 283.15～323.15 K之间泰乐菌素在丙酮、乙醇及氯仿中的密度实验值 g/cm3

从表2、表3的实验数据可知，浓度一定，温度升高，溶液内分子运动加剧，分子间距变大，分子间相互作用力减小，溶液的密度降低；温度一定时，除了氯仿溶液体系，其它泰乐菌素和酒石酸泰乐菌素4种溶液，随着浓度的增加，单位体积内的溶质分子数增加，分子之间作用力增强，密度升高；而泰乐菌素+氯仿和酒石酸泰乐菌素+氯仿2种体系，由于氯仿分子之间作用力较大，溶质的增加以及溶质和溶剂之间的作用在一定程度上降低了纯溶剂的分子之间的作用，导致密度下降。其部分结果的温度-浓度-密度的变化关系可见三维立体图1、图2。

表3 283.15～323.15 K之间酒石酸泰乐菌素在水、甲醇及氯仿中的密度实验值 g/cm3

图1 泰乐菌素丙酮溶液的密度变化图

图2 酒石酸泰乐菌素水溶液的密度变化图

3.1.2 溶液密度数据关联

采用VTF方程对泰乐菌素溶液和酒石酸泰乐菌素溶液6个体系，396个实验点的密度-温度-浓度的关系进行拟合，通过对溶液密度测定值和计算值进行比较，通过表4来看，相关系数R2较高，总平均相对误差(RAD)和总标准偏差(SD)分别为0.064 5%和1.856 4×10-3g/cm3，说明此方程可以很好关联溶液密度与温度和浓度之间的关系。

表4 不同体系密度拟合方程参数值以及平均相对偏差和总标准偏差

3.2 溶液黏度测定结果与关联

3.2.1 溶液黏度测定结果

在所研究的温度范围内，按上述黏度实验方法测定了不同浓度下泰乐菌素类药物在泰乐菌素+丙酮等二元溶液的黏度实验值，实验结果见表5、表6，部分结果见图3、图4。

图3 泰乐菌素丙酮溶液的黏度变化图

图4 酒石酸泰乐菌素水溶液黏度变化图

从表4、表5的实验数据可知，在所研究的温度范围内，浓度一定，当温度升高，液体分子的运动幅度增大，分子之间的平均距离增大，分子间的内聚力减小，内摩擦力减小，溶液的黏度减小；温度一定时，当浓度增加，单位体积内的分子数增加，分子之间内聚力增大，表现为黏度升高。其部分结果的温度-浓度-黏度的变化关系可见三维立体图3、图4。

表 6 283.15～323.15K之间酒石酸泰乐菌素在水、甲醇及氯仿中的黏度实验值 mPa·s

3.2.2 溶液黏度数据关联

采用黏度关联式VTF方程对泰乐菌素溶液和酒石酸泰乐菌素溶液6个体系，396个实验点的黏度-温度-浓度的关系进行拟合，通过对溶液黏度测定值和计算值进行比较，由表7来看，相关系数R2较高，总平均相对误差(RAD)和总标准偏差(SD)分别为1.623 2%和2.188 9×10-2mPa·s，说明此方程很好的关联了泰乐菌素溶液黏度与温度和浓度之间的关系。

表7 不同体系黏度拟合方程参数值以及平均相对偏差和总标准偏差

4 小结

对泰乐菌素和酒石酸泰乐菌素溶液的密度和黏度物性数据进行研究发现，在所研究的283.15 ～323.15 K温度范围内，浓度一定时，随着温度的升高溶液的密度均降低；温度一定时，泰乐菌素+丙酮、泰乐菌素+乙醇、酒石酸泰乐菌素+水及酒石酸泰乐菌素+甲醇4种体系，溶液的密度随着浓度的升高而升高，而泰乐菌素+氯仿、酒石酸泰乐菌素+氯仿2种体系，溶液的密度随着浓度的升高而降低。采用VTF方程对溶液体系的密度或黏度-温度-浓度进行关联，结果显示相关系数较高，总标准偏差较小。

[1] WANG J Y,WANG F A,ZHANG P, et al. Densities and viscosities of chromium trioxide+potassium chromate +potassium dichromate +water from(298.15 to 333.15)K[J]. Journal of Chemical & Engineering Data,2008,53(3)：648-653.

[2] 李 玉.头孢类药物在模拟生物溶液中热力学行为研究[D].郑州：郑州大学，2011.

[3] 魏金慧.氨磺必利相关物性及热力学研究[D].郑州：郑州大学，2011.

[4] 毛治博.腰果酚催化加氢研究[D].郑州：郑州大学，2010.

[5] WANG L C, XU H S, ZHAO J H, et al. Density and viscosity of (3-pieoline+water) binary mixtures from T=(293.15to 343.15)K[J]. Journal of Chemical Thermodynamics, 2005，37(5):477-483.

[6] HORVATH A L. Hand book of aqueous eleetrolyte solutions：Physical Properties [M].NewYork：Ellis Horwood, 1985.

[7] 任楠楠.离子液体体系密度、黏度及表面张力的测定及研究[D].北京：北京化工大学，2013.

[8] VALTZ A,TEODORESEU M,WIEHTERLE I,et al.Liquid densities and excess molar volumes for water + diethylene glycolamine,and water, methanol, ethanol, 1-propanol+triethylene glyeol binary systems at atmospheric pressure and temperatures in the range of 283.15～363.15 K [J].Fluid Phase Equilib,2004,215(2)：129-142.

(责任编辑：舒莲梅)

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

河南工业大学高层次人才基金(2016BS025)。

申艳敏(1978-)，女，博士，讲师，研究方向为药物结晶和绿色化工。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.02.012

S816.7

A

1003-6202(2017)02-0053-06