Азотът навлиза в земната атмосфера в несвързана форма под формата на двуатомни молекули. Приблизително 78% от общия обем на атмосферата е азот. В допълнение, азотът е включен в растенията и животинските организми под формата на протеини. Растенията синтезират протеини, използвайки нитрати от почвата. Нитратите се образуват там от атмосферния азот и амониеви съединения, присъстващи в почвата. Процесът на превръщане на атмосферния азот във форма, която може да се използва от растения и животни, се нарича фиксиране на азот.
Фиксирането на азот може да се извърши по два начина:
1) По време на удар от мълния, малко азот и кислород в атмосферата се комбинират, за да образуват азотни оксиди. Те се разтварят във вода, образувайки разредена азотна киселина, която от своя страна образува нитрати в почвата.
2) Атмосферният азот се превръща в амоняк, който след това се превръща от бактерии в нитрати в процес, наречен нитрификация. някои
от тези бактерии присъстват в почвата, докато други съществуват в нодулите на кореновата система на нодулни растения, като детелина.
Нитрозамин. Напоследък се забелязва увеличение на съдържанието на нитрати в питейната вода, което се дължи главно на засиленото използване на изкуствени такива. азотни торове в селското стопанство. Въпреки че самите нитрати не са толкова опасни за възрастните, те могат да се превърнат в нитрити в човешкото тяло. Освен това нитратите и нитритите се използват за обработка и консервиране на много храни, включително шунка, бекон, говеждо месо и някои сирена и риба. Някои учени смятат, че в човешкото тяло нитратите могат да се превърнат в нитрозамини:
Известно е, че нитрозамините могат да причинят рак при животните. Повечето от нас вече са изложени на нитрозамини, които се намират в малки количества в замърсения въздух, цигарения дим и някои пестициди. Смята се, че нитрозамините могат да бъдат причина за 70-90% от случаите на рак, чиято поява се дължи на действието на факторите на околната среда.
(виж сканиране)
ориз. 15.15. Кръговрат на азота в природата.
Нитратите също се добавят в почвата под формата на торове. В гл. Вече са описани 13 азотсъдържащи тора като калциев нитрат, амониев нитрат, натриев нитрат и калиев нитрат.
Растенията абсорбират нитратите от почвата чрез кореновата си система.
След като растенията и животните умрат, техните протеини се разлагат, за да образуват амониеви съединения. Тези съединения в крайна сметка се превръщат от гнилостни бактерии в нитрати, които остават в почвата, и азот, който се връща в атмосферата.
Всички тези процеси са компоненти на цикъла на азота в природата (виж фиг. 15.15).
Всяка година в света се произвеждат повече от 50 милиона тона азот. Чистият азот, заедно с кислорода и други газове, включително аргон, се произвежда индустриално чрез фракционна дестилация на втечнен въздух. Този процес включва три етапа. На първия етап от въздуха се отстраняват прахови частици, водни пари и въглероден диоксид. След това въздухът се втечнява чрез охлаждане и компресиране до
високи налягания. На третия етап азотът, кислородът и аргонът се разделят чрез фракционна дестилация на течен въздух.
Около три четвърти от целия азот, произведен годишно в Обединеното кралство, се превръща в амоняк (вижте раздел 7.2), една трета от който след това се превръща в азотна киселина (вижте по-долу).
Азотната киселина има редица важни приложения:
1) приблизително 80% от синтезираната азотна киселина - за получаване на амониев нитратен тор;
2) при производството на синтетични прежди, като найлон;
3) за производство на експлозиви, например тринитротолуен (тол) или тринитроглицерин (динамит);
4) за нитриране на ароматни амини при производството на багрила.
Нитратите се използват за производство на торове и експлозиви. Например, барутът е смес от сяра, въглен и натриев нитрат. Стронциевият нитрат и бариевият нитрат се използват в пиротехниката съответно за производство на червени и бледозелени светлини.
Тол и динамит. Tol е съкратено наименование на тринитротолуен. Динамитът съдържа тринитроглицерин, който е импрегниран с кизелгур. Азотната киселина се използва за производството на този и други експлозиви.
Сребърният нитрат се използва за получаване на сребърни халиди, използвани във фотографията.
Азотът се използва за създаване на инертна атмосфера при производството на плоско стъкло, полупроводници, витамин А, найлон и натриева оловна сплав, която се използва за направата. Течният азот се използва за хладилно съхранение на кръв, семенна течност от говеда (за разплод) и някои хранителни продукти.
Фосфорът, подобно на азота, също е един от основните елементи за живота и е част от всички живи организми. Намира се в костната тъкан и е необходим на животните в метаболитните процеси за натрупване на енергия.
Фосфорът се намира естествено в минерали като апатит, който съдържа калциев фосфат. Всяка година се добиват приблизително 125 милиона тона фосфатна руда. Повечето от тях се изразходват за производството на фосфорни торове (виж Глава 13).
Белият фосфор се получава от фосфатна руда чрез калцинирането й в смес с кокс и силициев диоксид в електрическа пещ при температура около 1500°C. Това произвежда оксид, който след това се редуцира до бял фосфор чрез нагряване в смес с кокс. Червеният фосфор се получава чрез нагряване на бял фосфор без достъп на въздух при температура около 270 ° C в продължение на няколко дни.
Червеният фосфор се използва за направата на кибрит. Те покриват страните на кибритена кутия. Кибритените глави са направени от калиев, манганов (IV) оксид и сяра. Когато кибритът се трие в кутията, фосфорът се окислява. По-голямата част от белия фосфор, произведен днес, се изразходва в производството на фосфорна киселина. В производството се използва фосфорна киселина
неръждаема стомана и за химическо полиране на алуминиеви и медни сплави. Разредената фосфорна киселина се използва и в хранително-вкусовата промишленост за регулиране на киселинността на желирани продукти и безалкохолни напитки.
Чистият калциев фосфат се използва и в хранително-вкусовата промишленост, например в бакпулвера. Едно от най-важните фосфатни съединения е натриевият триполифосфат. Използва се за направата на синтетични перилни препарати и други видове омекотители за вода. Полифосфатите се използват и за увеличаване на съдържанието на вода в някои храни.
Азот и фосфор
Елементите азот и фосфор се намират в V група на периодичната система, азот във 2-ри период, фосфор в 3-ти. Електронна конфигурация на азотния атом:
Валентност на азота: III и IV, степен на окисление в съединенията: от -3 до +5.
Структура на азотна молекула: , .
Електронна конфигурация на атома на фосфора: 
Електронна конфигурация на атома на фосфора във възбудено състояние: 
Валентност на фосфора: III и V, степен на окисление в съединенията: -3, 0, +3, +5.
Физични свойства на азота. Безцветен газ, без вкус и мирис, малко по-лек от въздуха (g/mol, g/mol), слабо разтворим във вода. Точка на топене -210 °C, точка на кипене -196 °C.
Алотропни модификации на фосфора. Сред простите вещества, които образуват елемента Фосфор, най-разпространени са белият, червеният и черният фосфор.
Разпространение на азота в природата. Азотът се среща в природата предимно като молекулярен азот. Във въздуха обемната част на азота е 78,1%, масата - 75,6%. Азотните съединения се намират в малки количества в почвата. Азотът се намира в живите организми като част от органични съединения (протеини, нуклеинови киселини, АТФ).
Разпространение на фосфора в природата. Фосфорът се намира в химично свързано състояние в състава на минерали: фосфорити, апатити, чийто основен компонент е . Фосфорът е жизненоважен елемент, влиза в състава на липидите, нуклеиновите киселини, АТФ, калциевия ортофосфат (в костите и зъбите).
Получаване на азот и фосфор.
Азотполучен промишлено от течен въздух: тъй като азотът има най-ниската точка на кипене от всички атмосферни газове, той се изпарява първо от течния въздух. В лабораторията азотът се получава от термичното разлагане на амониев нитрит: . Фосфорполучени от апатити или фосфорити чрез калцинирането им с кокс и пясък при температура:
Химични свойства на азота.
1) Взаимодействие с метали. Веществата, образувани в резултат на тези реакции, се наричат нитридиИ.
При стайна температура азотът реагира само с литий:
Азотът реагира с други метали при високи температури:
- алуминиев нитрид
Азотът реагира с водород в присъствието на катализатор при високо налягане и температура:
- амоняк
При много високи температури (около ) азотът реагира с кислорода:
- азотен (II) оксид
Химични свойства на фосфора.
1) Взаимодействие с метали.
При нагряване фосфорът реагира с метали:
- калциев фосфид
2) Взаимодействие с неметали.
Белият фосфор се запалва спонтанно, а червеният фосфор изгаря при запалване:
- фосфорен (V) оксид
При недостиг на кислород се образува фосфорен (III) оксид (много токсично вещество):
Взаимодействие с халогени:
Взаимодействие със сяра:
Амоняк
Молекулна формула на амоняка: . Електронна формула:
Структурна формула:
Физични свойства на амоняка. Безцветен газ с характерна остра миризма, почти два пъти по-лек от въздуха, отровен. Когато налягането се увеличи или охлади, той лесно се остъргва в безцветна течност, точка на кипене, точка на топене. Амонякът се разтваря много добре във вода: с 1 обем вода се разтварят до 700 обема амоняк, с 1200 обема.
Производство на амоняк.
1) Амонякът се получава в лабораторията чрез нагряване на суха смес от калциев хидроксид (гасена вар) и амониев хлорид (амоняк):
2) Амонякът в промишлеността се получава от прости вещества - азот и водород:
Химични свойства на амоняка. Азотът в амоняка има най-ниска степен на окисление и следователно проявява само редуциращи свойства.
1) Изгаряне в атмосфера на чист кислород или в нагрят въздух:
2) Окисляване до азотен (II) оксид в присъствието на катализатор (гореща платина):
3) Обратно взаимодействие с вода:
Наличието на йони определя алкалната среда на амонячния разтвор. Полученият разтвор се нарича амоняк или амониева вода. Амониеви йони съществуват само в разтвор. Невъзможно е да се изолира амониевият хидроксид като самостоятелно съединение.
4) Възстановяване на метали от техните оксиди:
5) Взаимодействие с киселини за образуване на амониеви соли (реакция на съединение):
- амониев нитрат.
Приложение на амоняк. Голямо количество амоняк се изразходва за производството на азотна киселина, азотни соли, урея и сода по амониев метод. Използването му в хладилни агрегати се основава на леко остъргване и последващо изпарение с поглъщане на топлина. Като нитратни торове се използват водни разтвори на амоняк.
Амониеви соли
Амониеви соли- соли, съдържащи катионна група. Например, - амониев хлорид, - амониев нитрат, - амониев сулфат. Физични свойства на амониеви соли. Бели кристални вещества, силно разтворими във вода.
Получаване на амониеви соли. Амониеви соли се образуват, когато газообразният амоняк или неговите разтвори реагират с киселини:
Химични свойства на амониеви соли.
1) Дисоциация:
2) Взаимодействие с други соли:
3) Взаимодействие с киселини:
4) Взаимодействие с алкали:
Тази реакция е качествена за амониеви соли. Освободеният амоняк се определя от миризмата му или синьото на мокра индикаторна хартия.
5) Топлинно разлагане:
Приложение на амониеви соли. Амониевите соли се използват в химическата промишленост и като минерални торове в селското стопанство.
Азотни оксиди и фосфорни оксиди
Азотът образува оксиди, в които проявява степен на окисление от +1 до +5: ; НЕ; ; ; ; . Всички азотни оксиди са отровни. Оксидът има наркотични свойства, които в началния етап се изразяват с еуфория, откъдето идва и името "смеещ се газ". Оксидът дразни дихателните пътища и лигавиците на очите. Вредна последица от химическо производство, навлиза в атмосферата под формата на „лисича опашка” - червено-кафяв цвят.
Фосфорни оксиди: и. Фосфорният (V) оксид е най-стабилният оксид при нормални условия.
Получаване на азотни оксиди и фосфорни оксиди.
При директната комбинация от молекулярен азот и кислород се образува само азотен (II) оксид:
Други оксиди се получават индиректно.
Фосфорен (V) оксид се получава чрез изгаряне на фосфор в излишък на кислород или въздух:
Химични свойства на азотните оксиди.
1) - окислител, може да поддържа горенето:
2) NO - лесно се окислява:
Не реагира с вода и основи.
3) киселинен оксид:
4) - силен окислител, киселинен оксид:
При наличие на излишен кислород:
Димеризира, образувайки оксид - безцветна течност: . Реакцията е обратима. При -11 °C равновесието практически е изместено към образуване на , а при 140 °C - към образуване на .
5) - киселинен оксид:
Химични свойства на фосфорния (V) оксид. Фосфорсъдържащи киселини.
- обикновено киселинен оксид. На него съответстват три киселини: мета-,орто-И дифосфатА. Когато се разтвори във вода, първо се образува метафосфатна киселина:
При продължително кипене с вода - ортофосфатна киселина:
Когато ортофосфатната киселина се калцинира внимателно, се образува дифосфатна киселина:
Приложение на азотни оксиди и фосфорни оксиди.
Азотният (IV) оксид се използва в производството на азотна киселина, азотният (IV) оксид се използва в медицината.
Фосфорният (V) оксид се използва за изсушаване на газове и течности и в някои случаи за отстраняване на химически свързана вода от вещества.
Азотни и фосфатни киселини
Физични свойства на ортофосфатната (фосфорна) киселина. При нормални условия това е твърдо, безцветно, кристално вещество. Точка на топене +42,3. В твърдите и течните киселини молекулите са свързани помежду си чрез водородни връзки. Това се дължи на повишения вискозитет на концентрираните разтвори на фосфорна киселина. Той е силно разтворим във вода, разтворът му е електролит със средна сила. Физични свойства на азотната киселина. Безводната (100%) киселина е безцветна течност със силна миризма, точка на кипене. Ако се съхранява на светло, постепенно става кафяво поради разлагането и образуването на висши азотни оксиди, включително браун газ. Смесва се добре с вода във всяко съотношение.
Получаване на фосфатна киселина.
1) От неговите соли, съдържащи се във фосфатни минерали (апатити и фосфорити), под действието на сярна киселина:
2) Хидратация на фосфорен (V) оксид:
Получаване на нитратна киселина.
1) От сухи соли на азотна киселина под действието на концентрирана сярна киселина:
2) С азотни оксиди:
3) Промишлен синтез на азотна киселина:
- каталитично окисление на амоняк, катализатор - платина.
- окисление от атмосферен кислород.
- абсорбция от вода в присъствието на кислород.
Химични свойства на фосфорната киселина. Проявява всички типични свойства на киселините. Фосфатната киселина е триосновна и образува две серии киселинни соли - дихидрофосфатИ хидроген фосфат s.
1) Дисоциация:
4) Взаимодействие със соли. Реакцията с аргентум нитрат е качествена за йона - образува се жълтеникава утайка от аргентум фосфат:
5) Взаимодействие с метали в електрохимичния диапазон на напрежение до водород:
Химични свойства на азотната киселина. Азотната киселина е силен окислител.
1) Дисоциация:
2) Взаимодействие с метални оксиди:
3) Взаимодействие с бази:
4) Взаимодействие със соли:
5) Взаимодействие с метали. Когато концентрирана и разредена азотна киселина реагира с метали, се образуват сол (нитрат), азотни оксиди, азот или амоняк и вода.
Приложение на ортофосфатна и азотна киселини.
Ортофосфатна киселинашироко използвани в производството на минерални торове. Нетоксичен е и се използва в хранително-вкусовата промишленост за приготвяне на сиропи и напитки (Coca-Cola, Pepsi-Cola).
Азотна киселинасе изразходва за производството на азотни торове, експлозиви, лекарства, багрила, пластмаси, изкуствени влакна и други материали. Концентрираната азотна киселина се използва в ракетната техника като окислител на ракетно гориво.
Нитрати
Соли на азотна киселина - нитрат s. Това са кристални твърди вещества Конспект на лекцията
1. Азот. Позиция в ПС. Степени на окисление. Да бъдеш сред природата. Физични и химични свойства.
2. Водородни съединения на азота (амоняк, хидразин, хидроксиламин, азотистоводородна киселина).
3. Кислородни съединения на азота (азотни оксиди, нитритна, нитритна и азотна киселини).
4. Фосфор. Физични и химични свойства. Водородни и кислородни съединения.
5. Азотни и фосфорни торове.
14.1 Азот. Позиция в ПС. Степени на окисление. Да бъдеш сред природата. Физични и химични свойства
Азотът е p-елемент от група 5 PS. Той има 5 електрона във валентен слой (2s 2 2p 3). Степени на окисление -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Това е типичен неметал.
Общото съдържание на азот в земната кора е около 0,03%. Най-голямата част от него е концентрирана в атмосферата, основната част от която (75,6 тегл.%) е свободен азот (N 2 ). Сложните органични производни на азота са част от всички живи организми. В резултат на смъртта на тези живи организми и разпадането на техните останки се образуват по-прости азотни съединения, които при благоприятни условия (главно липса на влага) могат да се натрупват в земната кора.
При нормални условия азотът е безцветен газ без мирис. Освен това е безцветен в течно и твърдо състояние.
Свободният азот е химически много инертен. Между атомите в молекулата на азота има тройна връзка (енергия на връзката 940 kJ/mol). При нормални условия той практически не реагира нито с метали (с изключение на Li и Mg), нито с неметали. Нагряването повишава неговата химическа активност главно към металите, с някои от които се комбинира, за да образува нитриди. При температура 3000 0 С реагира с кислорода на въздуха.
14.2 Водородни азотни съединения (амоняк, хидразин и хидроксиламин)
Формули на водородни съединения, съответно:
NH3, N2H4, NH2OH, HN3.
Амонякът е безцветен газ с характерна остра миризма („амоняк“). Неговата разтворимост във вода е по-голяма от тази на всички други газове: един обем вода абсорбира около 1200 обема NH3 при 0ºC и около 700 при 20ºC.
Хидразин N2H4е безцветна течност, която дими във въздуха и лесно се смесва с вода, и хидроксиламин NH2OHПредставлява безцветни кристали, силно разтворими във вода.
За химическата характеристика на амоняка, хидразина и хидроксиламина от основно значение са реакциите от три вида: присъединяване, заместване на водород и окисление.
Когато се разтворят във вода, някои от молекулите на амоняка реагират химически с водата, образувайки слаба основа (K d = 1,8 × 10 -5).
NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH¯
Хидразинът и хидроксиламинът също частично реагират с вода. Разтворите на тези вещества са по-слаби основи в сравнение с амоняка (K d = 8,5×10 -7 и K d = 2∙10 -8).
Азотоводородна киселина HN 3е безцветна течност с остра миризма; неговите отровни, разяждащи лигавици изпарения експлодират с голяма сила при контакт с нагорещени предмети.
Киселината е стабилна във водни разтвори. Това е слаба (малко по-слаба от оцетната) киселина (K = 1,2∙10-5), дисоциираща се по следната схема:
HN 3 ↔ H + + N 3 -
Солите се наричат азиди, експлозиви (детонатори).
14.3 Кислородни съединения на азота (азотни оксиди, азотна и азотиста киселина)
Азотът образува оксиди: N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 5. Всички оксиди са газообразни вещества при нормални условия, с изключение на N 2 O 5 (безцветно кристално вещество).
Първите две са несолеобразуващи, а останалите са киселинни.
N 2 O 3 - анхидрид на азотиста киселина (HNO 2).
NO 2 - азотен анхидрид (HNO 2). и азотна (HNO3) киселини.
N 2 O 5 – анхидрид на азотна киселина.
Азотът образува няколко киселини: H 2 N 2 O 2 - азотиста, HNO 2 - азотна, HNO 3 - азотна.
Азотиста киселина H 2 N 2 O 2бяло кристално вещество, експлозивно, лесно разтворимо във вода. Във воден разтвор това е слаба, умерено стабилна двуосновна киселина (K 1 d = 9 × 10 -8 и K 2 d = 10 -11).
Азотиста киселина HNO 2слаба и нестабилна едноосновна киселина (Kd = 5×10 -4), съществуваща във водни разтвори. Нитритните соли са стабилни. Азотистата киселина и нейните соли проявяват редокс двойственост, тъй като съдържат азот в междинно окислително състояние (+3).
Чисто азотна киселина HNO 3-безцветна течност с плътност 1,51 g/cm при – 42°C, втвърдяваща се в прозрачна кристална маса
Азотната киселина е една от най-силните киселини в разредени водни разтвори, тя се разпада напълно на йони:
HNO 3 → H + + NO 3 ¯.
Азотната киселина е силен окислител. Той окислява металите до соли, а неметалите до висши кислородни киселини. В същото време той се редуцира в концентрирани разтвори до азотен диоксид, а в разредени разтвори продуктите от неговата редукция, в зависимост от активността на метала, могат да съдържат N 2, NO, N 2 O, N 2 O 3, NH 4 NO 3.
Азотната киселина няма ефект върху златото, платината, родия и иридия. Някои метали се пасивират (покриват се със защитен филм) в концентрирана азотна киселина. Това са алуминий, желязо и хром.
Соли на азотната киселина - нитрати. Те се разтварят добре във вода и са стабилни при нормални условия. При нагряване те се разлагат и отделят кислород.
14.4 Фосфор. Физични и химични свойства. Водородни и кислородни съединения
За твърдия фосфор са известни няколко алотропни модификации, от които практически се срещат само две: бяло и червено.
По време на съхранение белият фосфор постепенно (много бавно) се превръща в по-стабилна червена форма. Преходът е придружен от отделяне на топлина (топлина на преход):
P бяло = P червено + 4 kcal
Химическата активност на фосфора е много по-висока от тази на азота. Така той лесно се свързва с кислород, халогени, сяра и много метали. В последния случай се образуват фосфиди, подобни на нитридите (Mg 3 P 2, Ca 3 P 2 и др.).
Водородните съединения на фосфора са фосфин (PH 3) и дифосфин (P 2 H 4).
Дифосфинът (P 2 H 4) е течен хидроген фосфат, самозапалващ се във въздуха (ударите в гробището се обясняват с образуването на това вещество по време на тлеенето на останки).
Фосфорен водород (“фосфин”) – PH 3 е безцветен газ с неприятна миризма (“развалена риба”). Фосфинът е много силен редуциращ агент (фосфорът има степен на окисление –3) и е силно токсичен. За разлика от амоняка, присъединителните реакции не са много чести за фосфина. Фосфониевите соли са известни само за няколко силни киселини и са много нестабилни, а фосфинът не взаимодейства химически с вода (въпреки че е доста разтворим в нея).
Кислородни съединения на фосфор - оксиди P 2 O 3 и P 2 O 5, съществуващи под формата на димери (P 2 O 3) 2 и (P 2 O 5) 2, както и киселини: H 3 PO 2 - хипофосфорна, H 3 PO 3 – фосфорен, H 3 PO 4 – фосфорен.
Изгарянето на фосфор с липса на въздух или бавно окисляване произвежда главно фосфорен анхидрид (P 2 O 3). Последният е бяла (подобна на восък) кристална маса. При нагряване на въздух се превръща в P 2 O 5 (бяла снежна маса). Взаимодействайки със студена вода, P 2 O 3 бавно образува фосфорна киселина:
P 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 PO 3
P 2 O 5 - висш оксид - фосфорен анхидрид се получава чрез изгаряне на фосфор в излишък на кислород (или въздух). Фосфорният анхидрид (P 2 O 5) привлича изключително енергично влагата и затова често се използва като изсушител на газ.
Взаимодействието на P 2 O 5 с вода, в зависимост от броя на прикрепените H 2 O молекули, води до образуването на следните хидратни форми:
P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 (метафосфорен)
P 2 O 5 + 2H 2 O = H 4 P 2 O 7 (пирофосфорна киселина)
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 (ортофосфорна киселина)
H3PO2 (фосфорна киселина) -това е безцветно кристално вещество. Във воден разтвор е силна едноосновна киселина. Тя е най-силната сред фосфорните киселини. Самата киселина и нейните соли (хипофосфити) са редуциращи агенти.
Свободна фосфорна киселина (H3PO3) са безцветни кристали, които дифундират във въздуха и са лесно разтворими във вода. Той е силен (но в повечето случаи бавно действащ) редуциращ агент. Въпреки наличието на три водорода в молекулата, H 3 PO 3 функционира само като двуосновна киселина със средна сила. Неговите соли (фосфор или фосфити) като правило са безцветни и слабо разтворими във вода. От производните на по-често срещаните метали само Na, K и Ca солите са силно разтворими.
От петвалентните фосфорни киселини най-голямо практическо значение има ортохидратът (H 3 PO 4).
Фосфорна киселинаТова е безцветен кристал, който дифундира във въздуха. Обикновено се продава под формата на 85% воден разтвор, приблизително съответстващ на състава на 2H 3 PO 4 H 2 O и имащ консистенция на гъст сироп. За разлика от много други производни на фосфора, H3PO4 не е токсичен. Окислителните свойства изобщо не са характерни за него.
Като триосновна киселина със средна сила, H 3 PO 4 е способен да образува три серии соли, например: киселинни соли Na 2 HPO 4 и Na 2 HPO 4, както и средната сол - Na 3 PO 4
NaH 2 PO 4 - натриев дихидроген фосфат (първичен натриев фосфат)
Na 2 HPO 4 - натриев хидроген фосфат (вторичен натриев фосфат)
Na 3 PO 4 – натриев фосфат (третичен натриев фосфат).
14.5 Азотни и фосфорни торове.
Азотът и фосфорът са макроелементи, необходими на растителните и животински организми в големи количества. Азотът е част от протеина. Фосфорът е част от костите. Органичните производни на фосфорната киселина са източници на енергия за ендотермични клетъчни реакции.
Азотните торове са соли на азотната киселина: KNO 3 - калиев нитрат, NaNO 3 - натриев нитрат, NH 4 NO 3 - амониев нитрат, Ca(NO 3) 2 - норвежки нитрат. Разтворите на амоняк във вода са течни азотни торове.
Фосфорните торове са соли на фосфорната киселина: Ca (H 2 PO 4) 2 × 2CaSO 4 - прост суперфосфат, Ca (H 2 PO 4) 2 - двоен суперфосфат, CaHPO 4 × 2H 2 O - утайка. Макроторовете се прилагат в почвата в големи количества (в центнери на хектар).
Торенето с минерални торове е най-важната мярка при грижата за растенията. Всеки минерален тор е изкуствено създаден концентрат, който съдържа хранителни вещества под формата на минерални соли. Обикновено почвата съдържа всички необходими за растението съединения, но в определени фази на развитие културата изисква повишени дози от всеки елемент. В такива случаи не можете да правите без минерални добавки. Позволява ви да получите висок добив с много скромна инвестиция на пари и труд. Торовете могат да бъдат прости или сложни, в зависимост от това колко хранителни вещества включват.
- Средни разходни норми на азотни торове:
- амониева селитра и карбамид – 10-25 g/m2;
- В еднокомпонентните торове азотът може да бъде в различни форми:
- нитрат;
- амоний;
- амоняк;
- амониев нитрат;
- Натриевият или чилийският нитрат има формулата NaNO3. Освен азот, продуктът съдържа натрий – 26%.
- първи клас – 16,4%;
- втори клас – 16,3%;
- манган;
- молибден;
- мед;
- кобалт.
- старите листа стават кафяви по краищата и придобиват изгорял вид;
- листата се извиват и гофрират;
- листата на картофите придобиват характерно бронзово покритие;
- Стъблата на зеленчуците стават твърди и дървесни.
- калиев хлорид - 20-40 g/m2;
- калиев сулфат - 10-15 g/m2;
- калиева селитра - 15-20 g/m2.
- суперфосфат - с амониев нитрат, амониев сулфат, калиев хлорид;
- двоен суперфосфат - с урея;
- всички азотни торове (с изключение на урея) - с оборски тор.
Покажи всички
Азот
Почвите в райони с дъждовен климат и изкуствено напояване, като земите на оранжерии, зеленчукови градини и домашни парцели, винаги са бедни на азот. Елементът лесно се разтваря във вода.
При обилни валежи или често поливане, азотът прониква от горния слой на почвата, където се намират корените на културните растения, по-дълбоко и става недостъпен.
В такива случаи азотните торове осигуряват значително увеличение на добива, което може да достигне до 50%.
В нечерноземния регион при оптимална доза азотен тор всеки килограм азот произвежда допълнително 50-70 кг картофи, 20-30 кг бяло зеле, 6-7 кг лук.
натриев и калциев нитрат: до 70 g/m2.
В Русия най-голямото количество валежи пада на Черноморското крайбрежие, в северната част на Урал, в Иркутска, Кемеровска област и Ханти-Мансийск. Почвата е силно измита в Псковска, Смоленска, Вологодска и Ленинградска области. В тези региони е невъзможно да се получи добра реколта без азотни торове.
амид.
Нитрат
Азотът в нитратна форма се намира в натриевия и калциевия нитрат. Тези торове са страничен продукт от химическото производство. От тях се произвеждат малко - под 1% от всички азотни торове.
Натриев нитрат
технически 15,5%.
След внасяне на селитра почвата леко се алкализира. В селското стопанство продуктът се използва за хранене на зимни култури, многогодишни билки, горски плодове и зеленчуци. Торът е особено полезен за кореноплодни култури: фуражно и трапезно цвекло, картофи, моркови. Това се обяснява с факта, че натрият ускорява изтичането на въглехидрати от надземната част към подземната. В резултат кореноплодните зеленчуци стават по-големи и по-сладки. Натриевият нитрат може да се смеси със суперфосфат и калиев хлорид.
Калциев нитрат
Торът съдържа от 15 до 17% азот. Торът изглежда като малки бели кристали и бързо се разтваря във вода. Веществото е способно да абсорбира влагата от въздуха и дори при добри условия на съхранение бързо се утаява, така че трябва да се съхранява и транспортира в херметически затворени опаковки. За да се намали хигроскопичността, някои производители пресоват калциев нитрат в гранули с водоотблъскваща обвивка, но дори това помага малко. Веществото се използва главно на кисели почви, тъй като алкализира.
Торът е подходящ за всякакви зеленчуци, с изключение на картофите. Това е единственият състав, съдържащ калций във водоразтворима форма, така че се използва широко в оранжерии и парници за кореново и листно подхранване на краставици и домати. Калциевият нитрат, който бързо абсорбира вода, е малко полезен за прилагане в почвата. Също така не се препоръчва смесването му с други мазнини, тъй като сместа ще се превърне в тестена маса.
Недостатъкът на всяка селитра е ниското съдържание на азот. Разходите за транспортиране и закупуване може да не бъдат оправдани от увеличението на добива.
Амоний
Веществата от тази група съдържат азот под формата на амониев (NH4), което им осигурява добра разтворимост във вода. Основното предимство на амониевите торове е, че азотът под формата на амоний е лесно достъпен за растенията. Той е умерено подвижен в почвата, тоест практически не се измива по време на дъждове и поливане.
Амониеви торове могат да се използват през есента - те няма да бъдат измити от почвата от стопена вода през пролетта и няма да се превърнат в недостъпна форма през зимата. Експертите препоръчват използването на амониеви торове като основни торове през есента или пролетта и нитратни торове като горна превръзка.
Амониев сулфат
Амониев сулфат (амониев сулфат) – формула (NH4)2SO4. Продуктът съдържа две необходими за растенията вещества - азот и сяра. Торът е от най-висок клас (21% азот) и технически (19% азот).
Амониевият сулфат се произвежда синтетично и като страничен продукт от производството на желязо и стомана. Можете да различите синтетичния тор от коксовия по цвят. Синтетиката е снежнобяла, докато коксохимическата съдържа примеси, поради което е оцветена в сивкаво, синкаво или червеникаво. Торът почти не абсорбира вода от въздуха, така че се утаява малко.
Продуктът съдържа до 24% сяра. Особено се нуждаят от този микроелемент лукът, чесънът, рапицата и горчицата. Характерната миризма на тези растения до голяма степен се дължи на съдържащата се в тях сяра. Когато се отглеждат в почви с високо съдържание на сяра или когато се добавя амониев сулфат, лукът и чесънът стават по-ароматни и са по-малко повредени от вредители и болести. След лука, зелето, броколите и рапицата имат най-високи изисквания за сяра, следвани от бобовите растения и зърнените култури.
Натриев амониев сулфат
Веществото съдържа 17% азот и 8% натрий. Външно торът се състои от бели, тъмносиви или жълти кристали.
Използва се по същия начин като обикновения амониев сулфат, но поради съдържанието на натрий е по-препоръчително да се прилага под кореноплодни зеленчуци.
Амониев хлорид
Химическата формула на тора е NH4Cl. Това е страничен продукт от производството на сода. Съдържа 25% азот. Съставът съдържа до 67% хлор, който е вреден за растенията, така че не се използва за хранене на култури, които са чувствителни към този елемент: грозде, тютюн, цитрусови плодове.
Амониевият хлорид подкиселява почвата. При еднократно прилагане на тор почвата няма да се влоши, но при системна употреба съществува риск от подкисляване на леглата.
Амонячни течни торове
Течните торове са лесно достъпни за растенията. Напоследък се увеличава производството на течни амонячни торове.
Химична формула на течен амоняк NH3. Торът се получава чрез излагане на газ амоняк на високо налягане. Получава се безцветна течност с точка на кипене 34 градуса. Не може да се съхранява в отворени съдове, тъй като се изпарява бързо. Течният амоняк се съхранява и транспортира в стоманени бутилки и резервоари.
Амонячната вода (амонячна вода) е амоняк, разтворен във вода. Торът се предлага в две разновидности. Първият съдържа 20,5% азот, вторият - не по-малко от 18%. Амонячната вода е безцветна течност с мирис на амоняк. Може да се съхранява и транспортира само в запечатани контейнери, тъй като азотът лесно се изпарява.
Течните азотни торове не са за любители. Техните потребители са големи селскостопански предприятия.
Течните торове са много по-евтини от твърдите, въпреки факта, че тяхното транспортиране и съхранение изисква значителни разходи. В предприятията само специално обучени работници имат право да работят с течни торове. Обикновените летни жители и любителите на стайни цветя също използват течен азотен тор - амоняк.
Амониево-нитрат
Торовете от този тип съдържат азот в две форми наведнъж: NO3 (нитрати) и NH4 (амониев). Така в процентно изражение те съдържат повече азот от предишните.
Амониева селитра
Амониевата селитра е основният азотен тор. Приблизително 55-60% от всички азотни съединения, използвани в селското стопанство, са амониев нитрат. Торът съдържа 34% азот. Изглежда като бели кристали или гранули с различни форми. Веществото абсорбира вода от въздуха, така че се съхранява в сухи помещения във водоустойчива опаковка.
Продуктът е пожароопасен и експлозивен. Трябва да се пази от открит пламък и експлозиви. Амониевата селитра не съдържа баласт и се разтваря без остатък. Действа на почвата като подкислител.
Калциев амониев нитрат
Продуктът се получава чрез смесване на амониев нитрат с вар, креда или доломит. Торът не подкиселява почвата, не е експлозивен и не слепва. Съдържа 22-26% азот и 17-27% калциев карбонат, подходящ за системна употреба върху почви, изискващи варуване.
Амидни – в тези торове азотът е под формата на (NH2)2. В Русия се произвежда само един тор от този клас; дори начинаещите летни жители го знаят. Това е урея (карбамид). Химическа формула продукти CO(NH2)2, съдържание на азот 46%. Уреята се произвежда от амоняк под високо налягане. В резултат на това се образуват малки бели кристали, които са силно разтворими във вода. Когато се съхранява правилно, уреята не се утаява.
Уреята не трябва да се разпръсква по повърхността на почвата, тъй като азотът ще се изпари. Трябва незабавно да се вгради в почвата.
Уреята е едно от най-добрите азотни съединения. Може да се използва на всички почви и за всякакви култури като основен тор или подхранване, включително листно подхранване. В допълнение, уреята се използва в животновъдството като фуражна добавка.
Фосфор
Всяко растение се нуждае от фосфор. Когато този елемент е дефицитен, реколтата се забавя и листата стават зелени, лилави или червени. Тогава по краищата на плочите се появяват тъмни петна. Признаците на фосфорен глад се появяват предимно върху долните листа. При остър фосфорен глад цъфтежът и узряването се забавят значително. Растенията особено спешно се нуждаят от фосфор в ранните етапи на развитие, когато тяхната малка коренова система все още не може да абсорбира достатъчно количество от елемента от почвата.
Обикновено почвата съдържа много фосфор, но той е включен в съединения, които са недостъпни за растенията. Ето защо е необходимо спешно фосфорно торене за всички земеделски култури. Русия има най-богатото в света находище на апатитна руда, суровина за производството на фосфатни торове. Фосфорсъдържащите торове, посочени в таблицата, се произвеждат от апатити.
Видове фосфорни торове:
Основният фосфорен тор за летните жители е суперфосфатът - прост и двоен. Суперфосфатът може да съдържа допълнителни полезни микроелементи:
Градинарите смятат, че суперфосфатът е слабо разтворим във вода. Всъщност съдържащият се в този тор фосфор преминава доста лесно във вода, а сивите неразтворими гранули са обикновен гипс. Средната разходна норма на двоен суперфосфат е 40-50 g/m2.
В простия суперфосфат има повече гипс, отколкото в двойния суперфосфат, така че е по-добре да го приложите към култури, които реагират положително на калций, например бобови растения. Суперфосфатът трябва да се внесе в почвата при засаждане, директно под корените. В горния слой на почвата бързо изсъхва и става недостъпен за растенията.
поташ
Калият повишава устойчивостта на растенията към суша и студ. Елементът ускорява потока на захар от листата в плодовете и подземните органи, така че калиевите торове правят плодовете, горските плодове и кореноплодните зеленчуци по-сладки. След подхранване с калий стъблата стават устойчиви на полягане. От плодовете и зеленчуците най-много се нуждаят от калий картофите - клубените им съдържат 2,4% калий в сухо вещество. За сравнение, кочаните съдържат 13 пъти по-малко калий – 0,18%.
Растенията, получаващи калий 3-5 пъти по-малко от нормалното, показват признаци на глад:
Калият обикновено се натрупва в части от растения, които не се използват за храна: листа, слама. Достатъчно е да добавите ненужните растителни вещества обратно в почвата и през следващата година растенията ще бъдат добре снабдени с калий.
Видове поташторове:
Хлорът в поташните торове е нежелателен. За предпочитане са опции без хлор. Най-популярният калиев тор без съдържание на хлор е калиевият сулфат, продукт от преработката на естествени минерали. Торът не се слепва, подходящ е за всякакви почви, за всички култури. Производството на калиев сулфат не е евтино, така че в магазините е по-скъпо от другите калиеви съединения.
Калиев магнезий съдържа калий и магнезий в равни количества. Торът е идеален за култури, които усвояват много магнезий (картофи, детелина). След хранене на ягоди с калиев магнезий, насаждението страда по-малко от ягодови акари и други смучещи насекоми, а броят на плодовете с гниене намалява. Торенето ще бъде най-полезно на бедни песъчливи и песъчливи глинести почви.
Средни нива на приложение:
Комплекс
Комплексните торове включват няколко химически елемента, необходими за растението. Торовете от този сорт са по-концентрирани, осигуряват на растенията няколко хранителни вещества наведнъж в необходимото съотношение и спестяват време и разходи за труд.
Видове сложни торове:
Име | Хранително съдържание в проценти | Забележка |
||
| Азот | Фосфор | калий | ||
| 9-11 | – | Евтин азотно-фосфорен тор, силно разтворим във вода, не се слепва |
||
Диамофос | 19-21 | – | Силно концентриран, физиологично неутрален тор. Съдържа азот и фосфор в леснодостъпна водоразтворима форма. Един от най-добрите комплексни хранителни състави |
|
Нитроамофоска | 13-18 | 17-20 | ||
диамофоска | 9-10 | 25-26 | ||
Азофоска | 16 | 16 | ||
Калиев нитрат | 13-15 | 39-45 | Безхлорен азотно-калиев тор, не съдържа фосфор. Използва се предимно за картофи и грозде | |
Комбинирано приложение на торове
Не смесвайте произволно минерални торове. Между тях възникват химични реакции, които могат да намалят разтворимостта на мазнините или да доведат до загуба на хранителни вещества.
По-добре е да не смесвате:
Минералните торове могат да се използват във всеки период, с изключение на зимата, на всяка почва и за всякакви култури. Те осигуряват значително увеличение на добива, но не подобряват физичните му свойства. Опитните градинари използват минерални торове заедно с органични вещества, което е от полза както за растенията, така и за почвата.
Азотната киселина HNO3 в чиста форма е безцветна течност с остър задушлив мирис. Образува се в малки количества при гръмотевични разряди и присъства в дъждовната вода. Под въздействието на светлината азотната киселина частично се разлага с отделянето на NO2 и поради това придобива светлокафяв цвят: 4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2. Азотната киселина е един от...
При нагряване всички твърди нитрати се разлагат с отделяне на кислород (амониевият нитрат е изключение) и могат да бъдат разделени на четири групи. Първата група се състои от нитрати на алкални метали, които при нагряване се разлагат на нитрити и кислород: 2KNO3 = 2KNO2 + O2. Втората група се състои от повечето нитрати (от алкалоземни метали до мед включително), разлагащи се на метален оксид, NO2 и кислород: 2Сu(NO3)2 = 2СuО + 4NO2 + O2. Третата група се състои от нитрати на най-тежките метали (AgNO3 и Нg(NO3)2), разлагащи се до свободен метал, NO2 и кислород: Hg(NO3)2 = Hg + 2NO2 + O2 Четвъртата „група” е амониев нитрат: NH4NO3 = N2O + 2H2O.
Азотистата киселина HNO2 принадлежи към слабите киселини (K = 6,10-4 при 25 °C), нестабилна е и е известна само в разредени разтвори, в които се наблюдава равновесие 2HNO2 NO + NO2 + H2O. Нитритите, за разлика от самата киселина, са стабилни дори при нагряване. Изключение прави кристалният амониев нитрит, който при нагряване се разлага на свободен азот и вода.
От трите фосфорни киселини най-голямо практическо значение има ортофосфорната киселина H3PO4 (често наричана просто фосфорна киселина) - бяло твърдо вещество, силно разтворимо във вода. Във воден разтвор се дисоциира стъпаловидно. Като триосновна киселина, фосфорната киселина образува три вида соли: дихидрогенфосфати (NaH2PO4); хидрофосфати (Na2HPO4); фосфати (Na3PO4). Всички дихидрогенфосфати са разтворими във вода. От хидрофосфатите и фосфатите само соли на алкални метали и амониеви соли са разтворими във вода. Солите на фосфорната киселина са ценни минерални торове. Най-често срещаните сред тях са суперфосфат, утайка и фосфатна скала. Простият суперфосфат е смес от калциев дихидроген фосфат Ca(H2PO4)2 и „баласт“ CaSO4. Получава се чрез обработка на фосфорити и апатити със сярна киселина. Когато минералните фосфати се третират с фосфорна киселина, се получава двоен суперфосфат Ca(H2PO4)2. Когато фосфорната киселина се гаси с вар, се получава утайката CaHPO4.2H2O. Сложните торове (т.е. съдържащи както азот, така и фосфор; или азот, фосфор и калий) са важни. От тях най-известният е амофосът - смес от NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4.
При нормални условия това е безцветен газ с остра миризма (мирис на "амоняк"); втечнява се при -33,4 °C и се втвърдява при -77,7 °C. Молекулата на амоняка има формата на пирамида; в течния амоняк молекулите на NH3 са свързани чрез водородни връзки, като по този начин причиняват необичайно висока точка на кипене. Полярните NH3 молекули са много разтворими във вода (700 обема NH3 в един обем H2O)...
Фосфорът образува два хлорида: фосфорен трихлорид PCl3 и фосфорен пентахлорид PCl5. Фосфорният трихлорид се получава чрез преминаване на хлор върху повърхността на бял фосфор. В този случай фосфорът гори с бледозелен пламък, а полученият фосфорен хлорид кондензира като безцветна течност. Фосфорният трихлорид се хидролизира от вода до образуване на фосфорна киселина и хлороводород: PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl. Фосфорният пентахлорид може да се получи в лабораторията...
В оксидите степента на окисление на азота варира от +1 до +5. Оксидите N2O и NO са безцветни газове, азотният оксид (IV) NO2 е кафяв газ, наричан в индустрията „лисича опашка“. Азотният оксид (III) N2O3 е синя течност, азотният оксид (V) N2O5 при нормални условия е прозрачни безцветни кристали. Често се използва тривиалното наименование азотен оксид (I)...
Фосфорният анхидрид P2O5 („най-простата“ формула) е най-стабилният фосфорен оксид при нормални условия. Това е твърдо бяло вещество със състав P4O10. Фосфорният анхидрид се описва с най-простата формула P2O3 и истинската формула P4O6. Доказано е, че фосфорът в P4O6 е координационно ненаситен и следователно нестабилен. Взаимодействието на P4O6 с гореща вода води до диспропорциониране на P4O6 + 6H2O = PH3 + 3H3PO4; Газообразният HCl разлага P4O6: P4O6 + 6HCl = 2H3PO3 + 2PCl3. P4O10 активно взаимодейства с водата и също така я отнема от други съединения, образувайки, в зависимост от условията, или метафосфорна HPO3, ортофосфорна H3PO4 или пирофосфорна H4P2O7 киселини. Ето защо P4O10 се използва широко като десикант за различни вещества от водна пара.