Обновлено: 07.07.2024

Изучение видов и назначения минеральных удобрений - источника различных питательных элементов для растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора, калия, кальция, магния, серы, железа. Производство фосфорных, азотных, калиевых удобрений.

Рубрика	Химия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	11.11.2011
Размер файла	23,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Реферат по предмету: Химия

на тему:

Минеральные удобрения

Ученицы 9 ж класса

Средней школы № 48

Никитиной Ольги

г. Набережные Челны 2002 г.

Оглавление

Минеральные удобрения

Фосфорные удобрения

Азотные удобрения

Калиевые удобрения

Борные, магниевые и марганцевые удобрения

Усвоение растениями удобрений

Производство минеральных удобрений

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения - источник различных питательных элементов для растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора и калия, а затем кальция, магния, серы, железа. Все эти элементы относятся к группе макроэлементов („Макрос” по-гречески -большой), так как они поглощаются растениями в значительных количествах. Кроме того, растениям необходимы другие элементы, хотя и в очень небольших количествах. Их называют микроэлементами („Микрос” по-гречески - маленький). К микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, йод, кобальт и некоторые другие. Все элементы в равной степени необходимы растениям. При полном отсутствии любого элемента в почве растение не может расти и развиваться нормально. Все минеральные элементы участвуют в сложных преобразованиях органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Растения для образования своих органов - стеблей, листьев, цветков, плодов, клубней - используют минеральные питательные элементы в разных соотношениях.

В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах - молибдена, на черноземах - марганца и т. д. Недостаток элементов восполняется при помощи удобрений. Почвенную кислотность устраняют при помощи углекислых солей кальция и магния.

Применение минеральных удобрений - один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель. При помощи минеральных удобрений можно использовать даже самые бедные, так называемые бросовые земли.

Всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов - катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. При внесение ничтожных количеств молибдена урожайность бобовых резко возрастает. Соединения молибдена повышают каталитическую активность ферментов, участвующих в реакциях связывания атмосферного азота бактериями.

Вырабатываемые химической промышленностью минеральные удобрения подразделяются на:

а) фосфорные (главным образом простой и двойной суперфосфаты и преципитат);

б) азотные (сульфат аммония, аммиачная селитра, кальциевая и натриевая селитры);

в) калийные (хлористый калий и смешанные калийные соли);

г) борные, магниевые и марганцевые (соединения и соли, содержащие эти элементы).

Природные соединения фосфора - фосфориты и апатиты - содержат фосфор в виде нерастворимого третичного фосфата Ca₃(PO₄)₂, который плохо усваивается растениями. Для получения легко усваиваемых удобрений фосфориты подвергают химической переработке, заключающейся в превращении нормальной соли в кислую. Таким путем приготовляют наиболее важные фосфорные удобрения - суперфосфат, двойной суперфосфат и преципитат.

Для получения суперфосфата мелко размолотый природный фосфорит смешивают с таким количеством серной кислоты, чтобы на одну молекулу третичного фосфата кальция приходилось две молекулы серной кислоты. Смесь энергично перемешивают и загружают в особые непрерывно действующие камеры, где реакция заканчивается:

В результате реакции получается смесь гипса с первичным фосфатом Ca(H₂PO₄)₂, сравнительно легко растворимым в воде. Эта смесь в измельченном или гранулированном виде и называется суперфосфатом.

Простой суперфосфат - удобрение со сравнительно невысоким содержанием питательных веществ (14 - 20% усвояемой P₂O₅). Более эффективным и транспортабельным является двойной суперфосфат, представляющий собой продукт разложения природного фосфата не серной, а фосфорной кислотой. Количество усвояемой P₂O₅ в двойном суперфосфате составляет 40 - 50%.

Преципитат представляет собой фосфорное удобрение, в состав которого входит вторичный фосфат кальция Ca₂(HPO₄)₃ или CaHPO₄, нерастворимый в воде, но растворяющийся в кислотах находящихся в почве.

Для приготовления преципитата с начало выделяют из фосфорита свободную фосфорную кислоту, действуя на фосфорит серной кислотой в количестве большем, чем это надо для получения суперфосфата:

Затем раствор фосфорной кислоты сливают с осадка, содержащего гипс и другие нерастворимые примеси, и прибавляют к нему известкового молока, т.е. извести, разболтанной в воде, в таком количестве, чтобы образовался вторичный фосфат:

Кристаллический осадок отделяют от жидкости и осторожно, чтобы не удалить входящую в состав кристаллов воду, высушивают. Полученная соль, если она не потеряла кристаллизационной воды, хорошо усваивается растениями.

Описанные выше фосфорные удобрения называются простыми, так как содержат только один из необходимых растению элементов. Более перспективными являются сложные минеральные удобрения, содержащие несколько питательных веществ. К удобрениям такого типа относятся: аммофос, калийная селитра и нитрофоска.

Первое из этих веществ получается путем взаимодействия фосфорной кислоты с аммиаком. В зависимости от степени нейтрализации образуется моноаммонийфосфат NH₄H₂PO₄ и диаммонийфосфат (NH₄)₂HPO₄. Калийная селитра представляет собой двойное удобрение, содержащее азот и калий. Получается она в результате обменного разложения хлористого калия и натронной или аммиачной селитры. Нитрофоска - тройное удобрение, содержащее азот, фосфор и калий. Получают нитрофоску сплавлением фосфата аммония (NH₄)₂HPO₄, азотнокислого аммония NH₄NO₃ и хлористого или сернокислотного калия.

минеральный удобрение азот калий

Аммиачные и аммонийные удобрения: жидкий NH₃, аммиачная вода, сульфаты аммония и аммония-натрия и др. Превращается в почве в малоподвижную форму, которая под действием присутствующих в почве нитрифицирующих бактерий постепенно переходит в более подвижную форму, хорошо усваиваемую растениями. Эти удобрения пригодны для всех сельскохозяйственных культур и применяются на кислых и некислых почвах при их известковании.

Нитратные удобрения: натриевая и кальциевая селитры. Длительное применение нитратных удобрений может иногда приводить к подщелачиванию почвы. Их используют на всех почвах для предпосевного внесения и подкормки всех видов растений в период вегетации.

Аммонийно-нитратные удобрения: аммиачная селитра и аммиакаты на ее основе, известково-аммиачная селитра-смесь CaCo₃ и NH₄NO₃. Эти удобрения можно использовать в различных климатических зонах под разные почвы и все виды культур.

Амидные удобрения: различают хорошо растворимые и плохо растворимые. К хорошо растворимым относится карбамид, к плохо растворимым - уреформ и изобутиленкарбамид, получаемый конденсацией изомасляного альдегида с карбамидом. Области применения и масштабы производства медленно действующих удобрений из-за их высокой стоимости пока ограничены.

Аммонийно-нитратно-амидные удобрения: концентрированные водные растворы карбамида и нитрата аммония и растворы их в аммиачной воде. Эффективны как для внесения в почву, так и для подкормки растений.

Калиевые удобрения - минеральные вещества содержащие калий; применяются в качестве источника калийного питания с/х растений для повышения их урожайности.

В дореволюционной России калийные удобрения не производились. В СССР за годы довоенных пятилеток на базе открытых советскими учёными месторождений калия создана мощная калийная промышленность, обеспечивающая возрастающую потребность социалистического с/х в калийных удобрениях. В качестве калийных удобрений используются сырые калийные соли (сильвинит каинит) представляющие собой раздроблённые и размолотые соли; концентрированные удобрения (хлористый калий сернокислый калий) получаемые химической переработкой сырых калийных солей; смешанные (30%-ные и 40%-ные калийные соли) представляющие механическую смесь хлористого калия сильвинитом или каинитом; сульфат калия-магния или кали-магнезия; древесная торфяная и другая зола.

Сильвинит (mKCL - nNACL) содержат в среднем 14% K₂O (принято пересчитывать содержание калия в калийных удобрениях на окись калия K₂O даже в том случае если удобрение не заключает в себе кислорода); обладает значительной гигроскопичностью при хранении слёживается.

Каинит употребляемый на удобрение не всегда отвечает формуле минерала каинита MgSO₄ · KCL ·3HO а может представлять собой или соль близкую по составу к сильвиниту или механическую смесь KCL MgSO₄ NaCL каинита карналлита и других солей. В каините из прикарпатских месторождений СССР - около 10% K₂O 20% Na₂O 3-4% MgO 40% CL.

Сырые калийные соли составляют небольшую долю в общей продукции калийных удобрений. Общие недостатки сырых калийных солей низкий процент калия и большое количество балластных компонентов не всегда безвредных для растений. Зерновые злаки (пшеница рожь овёс ячмень) сахарная свёкла и другие корнеплоды не чувствительны к избытку хлора в сырых калийных солях и хорошо их используют. Особенно эффективно внесение сильвинита под свёклу, которая положительно реагирует на примесь натрия. Для многих культур (табак виноград чай цитрусовые плодово-ягодные культуры картофель лён гречиха) избыток хлора вреден он снижает урожай и ухудшает его качество. Поэтому под указанные культуры сырые калийные соли не применяют.

Хлористый калий KCL - основной вид калийных удобрений в России. Получается из сильвинита который для этого растворяют в горячей воде до состояния насыщения и затем охлаждают раствор; при этом осаждается главным образом KCL а NaCL остаётся в растворе. Химически чистый хлористый калий содержит 632% K₂O а сорта идущие на удобрение - от 50 до 60% K₂O. Это белый мелкокристаллический продукт слабо гигроскопичный при хранении слёживается. Вносится почти под все культуры, в том числе и под некоторые с/х растения чувствительные к хлору (в хлористом калии на единицу действующего вещества приходится в пять раз меньше хлора чем в сильвините или в каините).

Сернокислый калий сульфат калия K₂SO₄ получают обменным разложением KCL и MgSO₄ а также разложением KCL серной кислотой. Чистая соль содержит 541% K₂O. В технических сортах соли идущих на удобрение 48 - 52% K₂O. Это мелкокристаллический порошок сероватого цвета негигроскопичен и не слёживается. Сернокислый калий - хорошее калийное удобрение для всех культур и лучшее для растений чувствительных к хлору. Внесение сульфата калия под табак виноград чай цитрусовые плодово-ягодные даёт большой прирост урожая и улучшает его качество.

Смешанные 30%-ые и 40%-ые калийные соли по своей удобрительной ценности занимают промежуточное положение между хлористым калием и сильвинитом. Особенно эффективны при внесении под сахарную и кормовую свёклу. Все применяемые на удобрения калийные соли растворимы в воде. В почве калий, взаимодействуя с почвенным поглощающим комплексом переходит в поглощенную обменную форму. Доступность калия для растений при этом не теряется но способность к передвижению в почве (а, следовательно к вымыванию из неё) крайне ограничена. Поэтому калийные удобрения целесообразно заделывать на глубину пахотного слоя. Содержащие хлор сырые калийные соли вносят с осени под зяблевую вспашку. При этом значительная часть хлора вымывается из верхних слоёв почвы а калий остаётся в пахотном слое. В России потребность в калийных удобрениях проявляется на большей части почв но в них особенно нуждаются с\х культуры при возделывании на деградированных и выщелоченных чернозёмах и на дерново-подзолистых почвах на лёгких песчаных и супесчаных почвах на трофянисто-болотных и луговых. Для большинства культур калийные удобрения вносят из расчёта около 45 - 60 кг. K₂O на 1га. Для культур повышенной потребностью в калии (свёкла картофель табак и др.) дозы калийных удобрений увеличивают до 90 - 100кг. K₂O на 1га. Отличным калийным удобрением является зола особенно на кислых почвах где она кроме того нейтрализует вредную почвенную кислотность. Навоз также служит источником калия для растений т. к. содержит в среднем около 06% K₂O.

Сульфат калия можно получить взаимодействием хлорида калия и сульфата магния

2KCL + 2MgSO4 = K2SO4 * MgSO4 + MgCL2

K2SO4 * MgSO4 + 2KCL = 2K2SO4 + MgCL2

Борные, магниевые и марганцевые удобрения

Как было сказано в начале доклада, некоторые почвы бедны отдельными микроэлементами. В этих случаях вносят микроудобрения. Бор вносят в почву в виде боромагниевого удобрения, содержащего около 6% борной кислоты. Нашей промышленностью выпускается двойной борный суперфосфат, содержащий 36% фосфорной кислоты и около 7% борной кислоты.

Медь вносят в виде пиритных огарков (отходов, получаемых при производстве серной кислоты), которые содержат только около 0,5% меди. Хорошим источником меди служит медный купорос.

Марганцевыми удобрениями служат марганцевые шлаки, содержащие до 15% марганца, а также сернокислый марганец. Но наибольшее распространение получил марганизированный суперфосфат, содержащий около 2-3% марганца.

Микроудобрения применяют также в виде некорневых подкормок, опрыскивая растения соответствующим раствором или замачивая в нем семена перед посевом.

Усвоение растениями удобрений

Как же осуществляется питание растений содержащимися в почве элементами? Обратимся к теории электролитической диссоциации. Растения избирательно извлекают необходимые элементы из водного почвенного раствора в виде ионов (катионов NH4 , К, Mg, Ca, H, анионов NO3, H2PO4, SO4 и другие). По мере извлечения питательных веществ растениями почвенный раствор должен пополняться ими. Как это происходит? Азот почвы почти целиком входит в недоступные растениям органические соединения. Основная масса фосфора входит в состав нерастворимых в воде неорганических соединений (фосфаты алюминия, железа и другие) и органических соединений. В почвах содержится много соединений серы, калия, магния, микроэлементов. Но лишь малая часть их находится в доступных усвоению растениями формах.

Под влиянием разнообразных химических реакций и при участии микроорганизмов происходит постепенный переход питательных элементов из неусвоемого состояния в ионное. Но эти ионы были бы вымыты водой, если бы они не удерживались почвенными ионитами. Удерживаемые ионитами ионы составляют основную массу содержащихся в почве питательных материалов в доступной для растений форме. Между ионитами и растворенными веществами протекают обменные реакции, в результатеорганических веществ, и прежде всего углеводов. Значит, растению прежде всего необходимы фосфорные удобрения. Содержание питательных веществ в удобрении выражают в процентах P2O5, N и K2O.

Производство минеральных удобрений

Применение минеральных удобрений - один из основных приемов интенсивного земледелия. При высоком уровне агротехники и применении удобрений можно управлять урожайностью, повысить ее в несколько раз - такую задачу решают наши химики и сельскохозяйственные работники в настоящее время, с тем, чтобы в достатке обеспечить потребности страны в продуктах питания и промышленности в сырье.

До революции производства минеральных удобрений в России практически не было; вся продукция нескольких мелких заводов составляла в 1913 г. только 89 тыс. т. Строительство новых заводов началось лишь в 1925-1926 гг. и приобрело в дальнейшем большой размах.

Особенно выросло производство минеральных удобрений после окончания второй мировой войны. Если в 1940 г. было произведено всех минеральных удобрений только 3,2 млн. т., то в 1954 г. выработка удобрений составила почти 8 млн. т., а через 10 лет - уже 25,6 млн. т.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт

кафедра общей и физической химии

студентка группы РМ03-1

Липин Аполлон Борисович

Историческая справка…………………………………….3 стр.

Распространенность в природе…………….…………….4 стр.

Химические свойства………………………………….….4 стр.

Получение и применение…………………………………5 стр.

Распространенность в природе……………. ……………6 стр.

Получение и применение…………………………………8 стр.

Историческая справка……………………………………..8 стр.

Распространенность в природе……………………………9 стр.

Физические свойства………………………………………9 стр.

Химические свойства……………………………………..10 стр.

Получение, применение…………………………………..10 стр.

Начать свой реферат, я бы хотела с характеристики элементов (азота, фосфора и калия).

Азот

(Фотография испарения азота) *

Происходит от греческого слова azoos - безжизненный, по-латыни Nitrogenium. Химический знак элемента - N. Азот, имея пять электронов в наружном слое атома, характеризуется как неметалл. Строение внешнего электронного слоя атома 2s 2 2p 3

Азот - химический элемент V группы периодической системы Менделеева, порядковый номер 7, относительная атомная масса 14,0067; бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса, весьма малорастворимый в воде. Он немного легче воздуха.

Молекулярный азот – химически малоактивное вещество. При комнатной температуре он взаимодействует лишь с литием. Однако при нагревании он начинает реагировать со многими металлами – с магнием, кальцием, титаном. С водородом азот вступает в присутствии катализатора. Реакция азота с кислородом начинается при 3000-4000 о С.

Историческая справка. 2

Соединения азота - селитра, азотная кислота, аммиак - были известны задолго до получения азота в свободном состоянии. В 1772 г. Д. Резерфорд, сжигая фосфор и другие вещества в стеклянном колоколе, показал, что остающийся после сгорания газ, названный им “удушливым воздухом”, не поддерживает дыхания и горения. В 1787 г. А. Лавуазье установил, что “жизненный” и “удушливый” газы, входящие в состав воздуха, это простые вещества, и предложил название “азот”. В 1784 г. Г. Кавендиш показал, что азот входит в состав селитры; отсюда и происходит латинское название азота (от позднелатинского nitrum - селитра и греческого gennao - рождаю, произвожу), предложенное в 1790 году Ж. А. Шапталем. К началу ХIX в. были выяснены химическая инертность азота в свободном состоянии и исключительная роль его в соединениях с другими элементами в качестве связанного азота.

Распространенность в природе. 1,2

Большая часть азота находится в природе в свободном состоянии. Свободный азот является главной составной частью воздуха, который содержит 78,2% (об.) азота. Неорганические соединения азота не встречаются в природе в больших количествах, если не считать натриевую селитру NaNO_3, образующую мощные пласты на побережье Тихого океана в Чили. Почва содержит незначительные количества азота, приемущественно в виде солей азотной кислоты. Но в виде сложных органических соединений – белков – азот входит в состав всех живых организмов. Превращения, которым подвергаются белки в клетках растений и животных, составляют основу всех жизненных процессов. Без белка нет жизни, а так как азот является обязательной составной частью белка, то понятно какую важную роль играет этот элемент в живой природе.

Общее содержание азота в земной коре (включая гидросферу и атмосферу) составляет 0,04% (масс.).

Растения синтезируют белок, усваивая содержащиеся в почве азотистые вещества, главным образом неорганические. Значительные количества азота поступают в почву благодаря азотфиксирующим микроорганизмам, способным переводить свободный азот воздуха в соединения азота.

В природе осуществляется круговорот азота, главную роль в котором играют микроорганизмы - нитрофицирующие, денитрофицирующие, азотфиксирующие и др. Однако в результате извлечения из почвы растениями огромного количества связанного азота (особенно при интенсивном земледелии) почвы оказываются обедненными. Дефицит азота характерен для земледелия почти всех стран, наблюдается дефицит азота и в животноводстве (“белковое голодание”). На почвах, бедных доступным азотом, растения плохо развиваются. Хозяйственная деятельность человека нарушает круговорот азота. Так, сжигание топлива обогащает атмосферу азотом, а заводы, производящие удобрения, связывают азот из воздуха. Транспортировка удобрений и продуктов сельского хозяйства перераспределяет азот на поверхности земли.

Азот - четвертый по распространенности элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода).

Атом, молекула. 1

Чаще всего азот в соединениях 3-ковалентен за счет не спаренных электронов ( как в аммиаке NH₃ ). Наличие не поделенной пары электронов может приводить к образованию еще одной ковалентной связи, и азот становится 4-ковалентным ( как в ионе аммония NH₄ + ). Степени окисления азота меняются от +5 ( в N₂O₅ ) до -3 ( в NH₃ ). В обычных условиях в свободном состоянии азот образует молекулу N₂, где атомы азота связаны тремя ковалентными связями. Молекула азота очень устойчива: энергия диссоциации ее на атомы составляет 946 кДж/моль, поэтому даже при температуре 3000 0 С степень диссоциации азота составляет лишь около 0,1%.

Химические свойства. 2

Азот немного легче воздуха; плотность 1,2506 кг/м 3 ( при 0 0 С и 101325 н/м 2 или 760 мм. рт. ст. ), t_пл-209,86 0 С, t_кип-195,8 0 С. Азот сжижается с трудом: его критическая температура довольно низка (-147,1 0 С), а критическое давление высоко 3,39 Мн/м 2 (34,6 кгс/см 2 );плотность жидкого азота 808 кг/м 3 . В воде азот менее растворим, чем кислород: при 0 0 С в 1 м 3 H₂O растворяется 23,3 г азота. Лучше, чем в воде, азот растворим в некоторых углеводородах.

Только с такими активными металлами, как литий, кальций, магний, азот взаимодействует при нагревании до сравнительно невысоких температур. С большинством других элементов азот реагирует при высокой температуре и в присутствии катализаторов. Хорошо изучены соединения азота с кислородом N₂O, NO, N₂O₃, NO₂ и N₂O₅. Из них при непосредственном взаимодействии элементов ( 4000 0 С ) образуется окись NO, которая при охлаждении легко окисляется далее до двуокиси NO₂. В воздухе окислы азота образуются при атмосферных разрядах. Их можно получить также действием на смесь азота с кислородом ионизирующих излучений. При растворении в воде азотистого N₂O₃ и азотного N₂O₅ ангидридов соответственно получаются азотистая кислота НNO₂ и азотная кислота НNO₃, образующие соли - нитриты и нитраты. С водородом азот соединяется только при высокой температуре и в присутствии катализаторов, при этом образуется аммиак NH₃. Кроме аммиака, известны и другие многочисленные соединения азота с водородом, например гидразин H₂N-NH₂, диимид HN-NH, азотистоводородная кислота HN₃ (H-N=N=N), октазон N₈H₁₄ и др.; большинство соединений азота с водородом выделено только в виде органических производных. С галогенами азот непосредственно не взаимодействует, поэтому все галогениды азота получают косвенным путем, например фтористый азот NF₃ - при взаимодействии фтора с аммиаком. Как правило, галогениды азота - малостойкие соединения ( за исключением NF₃ ); более устойчивы оксигалогениды азота - NOF, NOCI, NOBr, NO₂F и NO₂CI. С серой также не происходит непосредственного соединения азота; азотистая сера N₄S₄ получается в результате реакции жидкой серы с аммиаком. При взаимодействии раскаленного кокса с азотом образуется циан (СN)₂. Нагреванием азота с ацетиленом С₂Н₂ до 1500 0 С может быть получен цианистый водород HCN. Взаимодействие азота с металлами при высоких температурах приводит к образованию нитридов (например, Mg₃N₂ ).

При действии на обычный азот электрических разрядов или при разложении нитридов бора, титана, магния и кальция, а также при электрических разрядах в воздухе может образоваться активный азот, представляющий собой смесь молекул и атомов азота, обладающих повышенным запасом энергии. В отличие от молекулярного, активный азот весьма энергично взаимодействует с кислородом, водородом, парами серы, фосфором и некоторыми металлами.

Азот входит в состав очень многих важнейших органических соединений ( амины, аминокислоты, нитросоединения и др. ).

Получение и применение. 1,2

В лаборатории азот легко может быть получен при нагревании концентрированного нитрита аммония: NH₄NO₂  N₂ + 2H₂O. В лабораториях обычно пользуются азотом, поставляемым в баллонах под повышенным давлением или в сосудах Дьюара. Технический способ получения азота основан на разделении предварительно сжиженного воздуха, который затем подвергается разгонке.

Основная часть добываемого свободного азота используется для промышленного производства аммиака, который затем в значительных количествах перерабатывается на азотную кислоту, удобрения, взрывчатые вещества и т. д. Помимо прямого синтеза аммиака из элементов, промышленное значение для связывания азота воздуха имеет разработанный в 1905 цианамидный метод, основанный на том, что при 1000 0 С карбид кальция (получаемый накаливанием смеси известии угля в электрической печи) реагирует со свободным азотом: CaC₂ + N₂  CaCN₂ + C. Образующийся цианамид кальция при действии перегретого водяного пара разлагается с выделением аммиака: CaCN₂ + 3H₂O  CaCO₃ + 2NH₃.

Кроме того он применяется для заполнения электрических ламп, для заполнения свободного пространства в ртутных термометрах, для создания инертной среды при промышленном проведении некоторых химических реакций, при перекачке горючих жидкостей. Жидкий азот находит применение в различных холодильных установках.

Фосфор с греческого “светоносный”.

Химический знак элемента - Р. Строение внешнего электронного слоя атома 3s 2 3p 3 , характеризуется как неметалл. Фосфор - химический элемент V группы периодической системы Менделеева, порядковый номер 15, относительная атомная масса 30,97376.

Распространенность в природе. 1

Массовая доля фосфора в земной коре составляет 0,1%. Из природных соединений фосфора самым важным является ортофосфат кальция Са₃(РО₄)₂, который в виде минерала фосфорита иногда образует большие залежи. Часто встречается так же минерал апатит Са₅(F,Cl)(PO4)₃. Фосфор, как и азот, необходим для всех живых существ, так как он входит в состав некоторых белков как растительного, так и животного происхождения. В растениях фосфор содержится главным образом белках семян, в животных организмах – в белках молока, крови, мозговой и нервной тканей. Кроме того большое количество фосфора содержится в костях позвоночных животных в основном в виде соединений 3Са₃(РО₄)₂ Са(ОН)₂ и 3Са₃(РО₄)₂ СаСО₃ Н₂О. В виде кислотного остатка фосфорной кислоты фосфор входит в состав нуклеиновых кислот – сложных органических полимерных соединений, содержащихся во всех живых организмах. Эти кислоты принимают непосредственное участие в процессах передачи наследственных свойств живой клетки.

Фосфор образует несколько аллотропных модификаций, которые заметно различаются по свойствам.

Белый фосфор получается в твердом состоянии при быстром охлаждении паров фосфора; его плотность 1,83 г/см 3 . В чистом виде белый фосфор совершенно бесцветен и прозрачен. На холоду белый фосфор хрупок, но при температуре выше 15 градусов цельсия становится мягким и легко режется ножом.

На воздухе белый фосфор быстро окисляется и при этом светится в темноте. Уже при слабом нагревании, для чего достаточно простого трения, фосфор воспламеняется и сгорает, выделяя большое количества теплоты. Фосфор может и самовоспламениться н6а воздухе вследствие выделения теплоты при окислении. Чтобы защитить белый фосфор от окисления, его сохраняют под водой. В воде белый фосфор нерастворим; хорошо растворяется в сероуглероде. Высокая химическая активность белого фосфора объясняется сравнительно невеликой прочностью связи между атомами в этих молекулах.

Белый фосфор – сильный яд, даже в малых дозах действующий смертельно.

Если белый фосфор долго нагревать без доступа воздуха при 250-300 градусов Цельсия, то он превращается в другое видоизменение фосфора, имеющее красно-фиолетовый цвет и называемое красным фосфором. Такое же превращение происходит, но только очень медленно, под действие света.

Красный фосфор по своим свойствам резко отличается от белого: он очень медленно окисляется на воздухе, не светится в темноте, загорается только при 260 градусах Цельсия, не растворяется в сероуглероде и неядовит. Плотность красного фосфора составляет 2,0 – 2,4 г/см 3 . Переменное значение плотности обусловлено тем, что красный фосфор состоит из нескольких форм. Их структура не вполне выяснена, однако известно, что они являются полимерными веществами.

При сильном нагревании красный фосфор, не плавясь, испаряется (сублимируется). При охлаждении паров получается черный фосфор.

Черный фосфор образуется из белого при нагревании его до 200-220 градусов Цельсия под очень высоким давлением. По виду он похож на графит, жирен на ощупь, и тяжелее других видоизменений; его плотность равна 2,7 г/см 3 . Черный фосфор не ядовит, не растворяется в сероуглероде, является полупроводник.

Задача по увеличению урожайности стоит перед каждым хозяйством, занимающимся растениеводством, независимо от его подчиненности или объемов выращиваемой продукции.

Просто регулярного полива и ухода за растениями в этом случае недостаточно. Для этого используются специальные удобрения, улучшающие состояние почвы и условия вызревания растительных культур.

К ним относятся азотные удобрения, повышающие уровень азота в почве.

Для чего азот нужен растениям

Азот относится к макроэлементам, значение которых для развития растений носит основополагающий характер.

Любое азотсодержащее удобрение обеспечивает потребности растения в период роста сельскохозяйственной культуры. Благодаря ему:

• образуется хлорофилл — белок, участвующий в фотосинтезе;
• происходит правильное уплотнение корневой системы;
• зелень имеет здоровый глянцевый вид;
• разветвленную систему и здоровую завязь;
• ускоряется рост растений;
• увеличивается количественный и качественный рост урожая.

Только природных ресурсов для получения хорошего урожая недостаточно. Каждый огородник мечтает, чтобы домашние овощи и фрукты вырастали быстро, были красивыми и здоровыми.

Что такое азот

Азот — элемент таблицы Менделеева с обозначением (N) под номером 7. Представляет собой газ без цвета, запаха и вкуса, относится к четырем важнейшим элементам (три остальных — кислород, углерод и водород), без которых невозможно существование микро и макроорганизмов.

Белковые соединения, составляющие основу всего живого, содержат в себе азот. Присутствует он в нуклеиновой кислоте, являющейся основой любой клетки. Нуклеиновая кислота участвует в синтезе белков и формировании ДНК.

Основная масса в свободном состоянии находится в воздухе (78,09 %), в почве азот присутствует в виде соединений (общее содержание — 0,01%). Насыщенность почвы меняется в зависимости от почвенно-климатических зон. Максимально обеспечены им черноземы, минимальное количество присутствует в песчаных почвах.

Большая по объему часть азота (до 5 %) содержится в гумусе, который питает растения всеми необходимыми веществами для их нормального роста. Учитывая, что распад азотосодержащих соединений протекает в нем очень медленно, растения могут получить из почвы только до 1 % азота.

Основные источники азота, находящегося в почве:

• органический — нитратные соединения в почве, мертвые органические остатки, отходы жизнедеятельности живых организмов в виде навоза. Доступен только после минерализации микроорганизмами;
• атмосферный — попадает в почву с осадками в незначительных количествах. Может использоваться только после многолетнего накопления в почве (в условиях целины или непахотных земель).

Азот входит в состав хлорофилла, с помощью которого усваивается солнечная энергия, необходимая для роста растений.

Разновидности удобрений, содержащих азот

Удобрения называются азотными, если в качестве главного компонента в них присутствует азот.

Классифицируют удобрения по двум основным признакам.

По агрегатному состоянию:

• твердое — в виде гранул, применяется, как правило, в весенне-летний период из-за быстрого вымывания из почвы;
• жидкое — в виде растворов, легко усваиваются растениями и равномерно распределяются в почве.

По действующему компоненту, в котором содержится азот:

Аммиачные — на основе аммония:

— 35% (N), широко применяется в весенне-летний период для основного удобрения и подкормки, выпускается в виде белых гранул. Не рекомендуется для переувлажненных участков из-за быстрого вымывания. Хорошо укрепляет стволовую часть и развивает листья. Сильно окисляет почву, поэтому применяется с нейтрализаторами. — 20,5% (N), может применяться осенью и весенне-летний периоды для основного питания и подкормок, выпускается в гранулах. Также требует добавления нейтрализатора (мела, извести). Прекрасно зарекомендовал себя как подкормка для картофеля.
• Хлористый аммоний — 25% (N), абсолютно не слеживается при хранении, легко усваивается всеми видами растений, вносить можно только осенью как основное удобрение из-за содержания хлора. Для подкормки не используется.

Смешивание сульфата аммония с щелочными удобрениями (золой, гашеной известью) уменьшает количество азота.

Нитратные — на основе нитратных соединений:

(нитрат калия) — 13% (N), производится в виде порошка или кристаллов, используется для кислых почв в качестве нейтрализатора. Хорошо подходит для подкормки в весенне-летний период, укрепляет корневую систему. Легко растворяется в воде, поэтому требует особых условий хранения и упаковки (герметически запакованные целлофановые мешки).
• Натриевая селитра (нитрат натрия) — 16% (N), выпускается в виде кристаллического порошка, хорошо растворяется в воде, применяется в виде подкормки для корнеплодов. Подходит для всех видов почв, рекомендуется для внесения ранней весной при посеве культур. Особенно эффективна в кислых почвах, выступая щелочным нейтрализатором.
• Кальциевая селитра (нитрат кальция) — 13%(N), выпускается в форме гранул и кристаллов, хорошо растворяется в воде, подходит для всех видов грунта. Кальций облегчает процесс усвоения азота растениями и особенно помогает развитию корневой системы.

Амидные — органическое соединение на основе аммиака и углекислого газа:

— 46% (N), выпускается в виде гранул в защитной пленке, предотвращающей слеживание. Отлично подходит для всех видов почв, особенно для увлажненных, так как обладает стойкостью к вымыванию из почвы. Не вызывает ожогов листьев, поэтому отлично подходит для подкормки.

Мочевину рекомендуется вносить в комплексе с калийными удобрениями из-за содержания биурета — токсичного вещества, оказывающего негативное действие на растения.

Количество азота в различных видах удобрений

Минеральные

Выпускаемые промышленностью азотные минеральные удобрения условно делятся на простые и комплексные.

В состав первых входит один основной химический элемент и несколько других в незначительных количествах. В составе комплексных до 3-х основных элементов и несколько дополнительных в небольших количествах.

Каждый вид азотосодержащих удобрений отличается долей содержащегося азота от общей массы.

Простые минеральные удобрения:

• жидкий аммиак — 82,3%;
• водный аммиак — 17-21%;
• сульфат аммония — 20,5%;
• хлористый аммоний — 24-25%;

• натриевая селитра — 16,4%;
• кальциевая селитра — 13,5-15,5%;

Комплексные:

• аммиачная селитра — 34-35%;
• известково-аммиачная селитра — 20,5%;
• аммиакаты на основе аммиачной селитры — 34,4 -41%;
• аммиакаты на основе кальциевой селитры — 30,5-31,6%;
• сульфонитрат аммония — 25,5-26,5%.

Скорость поглощения удобрений почвой не зависит от концентрации азота.

Фосфорные

Фосфорные удобрения, содержащие азот, называют азотно-фосфорными. Это сложные двух- или трехкомпонентные удобрения на основе азота, фосфора, калия.

• азотофосфат — 33% азота (N), 3-5% фосфора (P);
• аммофосфат — 6% (N), 45-46% (P);
• диаммонийфосфат — 18% (N), 46% фосфатов; — 11-12% (N), 44-50% фосфорной кислоты (H₃PO₄);
• нитрофосфат — 32-33% (N), 1,3-2,6% (P).

• суперфос-NS- 12% (N), 25%(H₃PO₄) , 25% серы (S); — 12-17% (N), 12-17% (P), 12-17% калия (K); — 12% (N), 15% (P), 15% (K), 14% (S);
• диаммофоска — 10% (N) (аммонийная форма), 26% (H₃PO₄), 26% (K).

Фосфорно-калийные удобрения не содержат хлора и натрия, поэтому подходят для подкормки любых овощей, ягод, фруктов.

Удобрения аммонийной и аммиачной формы быстрее впитываются в почву и практически не вымываются осадками.

Карбамид

Относится к группе амидных удобрений, созданных на основе мочевины (второе название карбамида) с высоким содержанием азота:

Мочевина также хорошо поглощается почвой, как и удобрения аммиачной формы, но не обжигает листья.

Прежде чем внести удобрение в почву, необходимо рассчитать его количество. Для этого нужно знать состав почвы, содержание в ней азота, необходимую норму потребления его для растений, подкормка которых планируется.

Жидкие виды азотистых удобрений

В настоящее время используется три основных вида азотных удобрений:

Растворение аммиака происходит гораздо быстрее в увлажненной почве, как следствие, гораздо ниже испарение азота и его потери.

Особенности внесения в грунт жидких подкормок

Жидкие азотосодержащие удобрения имеют плюсы и минусы.

Преимущества:

• невысокая стоимость, не требуют затрат на грануляцию и упаривание;
• минимальный период усвоения растительными культурами;
• равномерность распределения по объему почвы;
• процесс транспортировки и внесения в почву полностью механизирован;
• длительный период содержания в почве.

Недостатки:

• существенные затраты на приобретение специальных емкостей для транспортировки и машин для внесения удобрений;
• требуют профессиональной подготовки специалистов и соблюдение техники безопасности;
• при внесении в период роста растений могут повредить зеленую массу (вплоть до появления ожогов) при попадании на нее.

Жидкие удобрения вносят только на определенную глубину в зависимости от вида почвы:

Жидкие удобрения запрещено вносить на поверхность почвы из-за быстрого испарения, в результате которого наносится вред окружающей среде. При этом эффективность процесса практически нулевая (удобрение в землю попадает в мизерных количествах).

Последствия нехватки азота для растений

Кроме визуально видимых последствий нехватки азота происходят невидимые воочию изменения, происходящие в почве.

Чаще всего это можно наблюдать ранней весной, когда земля еще не успевает прогреться. Низкая температура препятствует процессу минерализации, из-за чего возникающий дефицит азота приходится на ранний этап развития растения.

Это приводит к неправильному росту растений. У каждого вида могут быть свои особенные изменения:

• у яблонь заметно уменьшается количество плодовых завязей, листья мельчают, не достигая нужного размера;
• земляника не дает нормальных побегов, листья желтеют раньше срока;
• нижние листья картофеля и помидоров желтеют и опадают, не успев вырасти;
• недозревшие плоды помидоров опадают даже при небольшом ветре;
• у семечковых растений листья заметно сужаются;
• замедляется рост новых побегов у роз;
• у плодовых уменьшается содержание хлорофилла, что приводит к изменению цвета листьев, мелкие плоды имеют яркий окрас и легко осыпаются;
• капуста может испытывать хлороз, который сопровождается желтизной листьев вокруг прожилок;
• у свеклы листья желтеют, становятся вялыми и опадают.

Как определить, что растение нуждается в подкормке?

Недостаток азота легко определить даже визуально в домашних условиях. Основные симптомы:

• цвет листвы теряет насыщенность зеленого цвета;
• листья желтеют и опадают;
• замедляется рост растения;
• размер листьев мельчает;
• прекращается рост побегов и ветвей у деревьев;
• завязь или недозревшие плоды опадают;
• у косточковых культур может наблюдаться покраснение коры.

Однако избыток азота также небезопасен для растений:

• наблюдается неестественное увеличение листьев;
• зелень приобретает насыщенный темно-зеленый оттенок;
• цветение, завязь и созревание значительно опаздывает по срокам.

Особенно последствия нехватки азота проявляются на почвах с повышенной кислотностью и большим количеством сорной травы, забирающих дефицитный азот у сельскохозяйственных культур.

Азот необходим растениям на протяжении всего периода развития. Правильно выбранное и рассчитанное количество азотного удобрения не только ускорит рост, но обогатив белком, увеличит урожайность и качество растительных культур.

Главный редактор и автор сайта. Агроном-овощевод по образованию, закончил аграрный университет МСХА им. К. А. Тимирязева в 2010 г.

Увлекаюсь опытным садоводством и журналистикой. Люблю читать классику, любимый автор — Ф. М. Достоевский. Мечтаю стать директором крупного с/х предприятия 🙂

Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Азотные, калийные и фосфорные удобрения

Азотные удобрения получают из аммиака и азотной кислоты на химических заводах. Наиболее типичные азотные удобрения представлены в таблице 12.

Удобрения, содержащие азот

Аммиачная селитра NH4NO3 — довольно концентрированное азотное удобрение (34,5% азота) получается по реакции:

NH3 + НNОз = NH4NO3

Выпускается в мелкокристаллическом виде или в форме гранул. Относится к лучшим азотным удобрениям и пригодна к применению на кислых и щелочных почвах. Дальнейшее совершенствование технологии производства аммиачной селитры должно идти в направлении улучшения ее физических свойств: чтобы селитра не слеживалась, важно повысить прочность гранул, которая позволяла бы смешивать аммиачную селитру механизированным способом с другими удобрениями.

Мочевина также является эффективной формой азотных удобрений. Она имеет высокое содержание азота (46%) и меньше слеживается по сравнению с аммиачной селитрой.

Жидкий аммиак — это высококонцентрированное удобрение (82% азота). Применяется самостоятельно, а также в форме аммиакатов, получаемых при растворении в нем аммиачной селитры или смеси аммиачной и кальциевой селитры.

Калийные удобрения представлены в таблице 13. Основным сырьем для их производства служит минерал сильвинит КСl * NaCl, богатейшие залежи которого располагаются в Соликамске. Здесь на глубине от 100 до 300 м залегают миллиарды тонн сильвинита.

Каким образом отделить хлорид калия от хлорида натрия? Растворимость хлорида натрия с понижением температуры почти не изменяется, а растворимость хлорида калия резко уменьшается. Поэтому при охлаждении до комнатной температуры насыщенного при 100 °С раствора сильвинита в воде значительная часть хлорида калия выпадает в осадок. Кристаллы отделяют фильтрованием, а раствор используют для растворения следующей порции сильвинита. Этот способ осуществляется в промышленности.

Простой суперфосфат Са(Н2Р04)2 + 2СаSO4 получают при взаимодействии фосфоритной или апатитовой муки с серной кислотой по уравнению:

Са3(Р04)2 + 2Н2S04 = Са(Н2Р04)2 + 2СаS04

Простой суперфосфат применяется для питания всех культур. К недостаткам его относится наличие гипса СаSO4, который является балластом и тем самым удорожает транспортировку удобрения от завода до поля. Поэтому особое значение он имеет для культур, нуждающихся, кроме фосфора, в гипсе (клевер и другие бобовые). Лучшей формой его применения является гранулированный простой суперфосфат.

Двойной суперфосфат Са(Н2Р04)2 отличается от простого тем, что не содержит гипса. Выпускается в виде порошка и гранул. Его производство осуществляется в две стадии:

а) получают фосфорную кислоту (экстракционный способ):

Са3(РO4)2 + ЗН2SO4 = 2Н3РO4 + ЗСаSO4
б) жидкую часть отделяют от осадка (гипса и других примесей) и обрабатывают ею новую порцию сырья:

Са3(Р04)2 + 4Н3Р04 = ЗСа(Н2Р)4)2

Преципитат СаНР04 * 2Н20 получают взаимодействием Н3РO4, полученной экстракционным способом, с известковым молоком или мелом:

Н3РO4 + Са(ОН)2 - СаНРO4 • 2Н2О или Н3РO4 + Н2O + СаСO3 = СаНРO4 - 2Н2O + СO2

Наш отечественный агрохимик Д. Н. Прянишников предложил получать преципитат путем обработки фосфатного сырья азотной кислотой. При этом дополнительно образуется кальциевая селитра. Преципитат можно смешивать с любым удобрением. Он может применяться на всех почвах и под различные культуры.

1. Азотные удобрения, их классификация и представители.

2. Аммиачная селитра и ее получение.

3. Калийные удобрения, их классификация и представители.

4. Хлорид калия и его получение.

5. Фосфорные удобрения, их классификация и представители.

6. Простой и двойной суперфосфаты, преципитат и их получение.

7. Красный фосфор как удобрение.

Почему фосфоритную муку целесообразно вносить в почву до посева?

Почему внесенная в почву фосфоритная мука действует в течение нескольких лет?

Почему некоторые фосфорные удобрения (фосфоритная мука, преципитат, красный фосфор), внесенные в почву, сохраняют свои питательные свойства в течение нескольких лет, а калийные удобрения нужно вносить в почву ежегодно?

Какие питательные элементы содержатся в комплексных удобрениях: фосфат калия, калийная селитра, дигидро-фосфат аммония (аммофос)? Какова массовая доля каждого питательного элемента в этих удобрениях?

Комнатные растения можно поливать подкормкой из минеральных удобрений: в 1 л воды растворяют 2,5 г КN03, 2,5 г КН2РO4 и 10 г Са(NО3)2. Какова массовая доля (%) каждого из компонентов в такой подкормке?

В образце суперфосфата массовая доля оксида фосфора(V) составляет 20%. Найдите массовую долю дигидрофосфата кальция в удобрении.

Водный раствор содержит 39,2 г фосфорной кислоты. Его нейтрализовали раствором, содержащим 37 г гидроксида кальция. Найдите массу полученного преципитата.

_{тренинги и практикумы по химии, решения задач по химии 9 класса, учебные пособия для школьников}

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.

Читайте также:

  
• Установите соответствие между сельскохозяйственной культурой и территорией возделывания подсолнечник
  
• Пила для обрезки кустов аккумуляторная метабо
  
• Shan hoy пеларгония описание
  
• Описание аромата виктория сикрет velvet petals
  
• Опасные вредители сельскохозяйственных растений жуки навозники жужелицы жуки кузьки плавунцы