Методичні рекомендації

При опрацюванні даної теми слід звернути увагу на таке.

У промисловості фосфатну кислоту добувають двома способами: екстракційним і термічним.

За першим способом подрібнений фосфат кальцію оброб­ляють сульфатною кислотою:

Са₃(РО₄)₂ + 3H₂SO₄ = 2Н₃РО₄ + 3CaSО₄ ↓.

CaSО₄ випадає у вигляді осаду, а кислота залишається в розчині. Разом з кислотою в розчин переходить багато домішок — сульфати феруму, алюмінію та ін. Така кислота використовується при виробництві добрив.

Другим способом спочатку добувають фосфор (відновлен­ням природного фосфору в електропечі). Далі його окиснюють до оксиду Р₂О₅, а останній сполучають з водою і діста­ють чисту кислоту (концентрація до 80 %).

Застосування. Ортофосфатна кислота не отруйна і найбільш широко застосовується у виробництві мінеральних добрив, крім того, вона використовується у харчовій промисловості для виготовлення сиропів.

Солі фосфатної кислоти. У молекулі фосфатної кислоти атоми гідрогену сполучені з атомами оксигену:

У водному розчині фосфатна кислота дисоціює ступінчас­то. Як триосновна кислота, вона утворює солі — фосфати — трьох видів:

1) фосфати — заміщено всі атоми гідрогену у фосфатній кислоті, наприклад К₃РО₄ — фосфат калію, (NH₄)₃P0₄ -т фосфат амонію;

2) гідрофосфати — заміщено два атоми гідрогену кислоти, наприклад К₂НРО₄ — гідрофосфат калію, (NH₄)₂HP0₄ — гідрофосфат амонію;

3) дигідрофосфати — заміщений один атом гідрогену кис­лоти, наприклад КН₂РО₄ — дигідрофосфат калію, NH₄H₂PO₄ - дигідрофосфат амонію.

Усі фосфати лужних металів і амонію розчиняються у воді. З кальцієвих солей фосфатної кислоти розчиняється у воді лише дигідрофосфат кальцію. Гідрофосфат кальцію і фосфат кальцію розчинні в органічних кислотах (органічні кислоти є в підзолистих і тор­фових ґрунтах).

Питання 3.Загальні відомості про мінеральні добрива.

Методичні рекомендації

При опрацюванні даної теми слід звернути увагу на таке.

Речовини, переважно солі. які містять необхідні для рослин елементи живлення, називаються мінеральними добривами. Їх вносять у грунт для підвищення його родючості з метою вирощування високих та стійких врожаїв.

Класифікація добрив. Мінеральні добрива поділяють на прості (однобічні) і комплексні (складні та змішані).

Прості добрива містять один поживний елемент. На­приклад, натрієва селітра містить нітроген, а хлорид калію — калій і т. д.

Складні добрива в однорідних частинках містять два і більше поживних елементів. Наприклад, калійна селітра містить калій і нітроген, нітрофоска — нітроген, фосфор, калій і т. д.

Змішані добрива — це механічні суміші різних видів добрив — простих, складних або тих і інших. Вони часто називаються тукосумішами.

Мінеральні добрива часто називають туками, а промис­ловість, що їх виробляє,— туковою. Нині вона випускає по­над 40 видів мінеральних добрив.

Найбільше значення мають азотні, фосфорні та калійні добрива.

Фосфорні добрива — це кальцієві та амонійні солі фосфатної кислоти. Вони становлять половину всіх мінераль­них добрив, що виробляються. Найпоширенішими фосфорни­ми добривами є такі.

Фосфоритне борошно, яке добувають при тонкому розмелюванні фосфоритів. Оскільки воно містить малорозчин­ну сіль Са₃(Р0₄)₂, то засвоюватися рослинами може тільки на кислих ґрунтах — підзолистих і торф'яних. Засвоєнню сприяє м'якість помелу, а також внесення його в ґрунт разом з кис­лими добривами, наприклад з (NH₄)₂S0₄ або гноєм.

Простий суперфосфат, який добувають обробкою апатитів і фосфоритів сульфатною кислотою. Мета обробки — добути розчинну сіль, що добре засвоюється рослинами у будь-якому ґрунті:

Са₃(Р0₄)₂ + 2H₂SO₄ = Са(Н₂Р0₄)₂ + 2CaS0₄.

Суміш добутих солей Са(Н₂Р04)₂, і CaS0₄ звичайно і на­зивається простим суперфосфатом. Його виробляють у дуже великих кількостях як в гранульованому вигляді, так і у ви­гляді порошку.

Гранульоване добриво має ряд переваг порівняно з порош­ковим: його легше зберігати (не злежується); зручніше вносити у ґрунт за допомогою тукових сівалок, а головне — на більшості ґрунтів воно дає вищий приріст урожаю.

Подвійний суперфосфат — концентроване фосфор­не добриво складу Са(Н₂Р0₄)₂. Порівняно з простим супер­фосфатом не містить баласту — CaS0₄. Добування подвійного суперфосфату здійснюють у дві стадії. Спочатку добувають фосфатну кислоту. Потім водним роз­чином фосфатної кислоти обробляють апатит або фосфорит. Кількість вихідних продуктів беруть відповідно до рівняння:

Са₃(РО₄)₂ + 4Н₃РО₄ = 3Са(Н₂РО₄)₂

Преципітат — концентроване фосфорне добриво складу СаНРО₄·2Н₂О. Малорозчинний у воді, але добре розчи­няється в органічних кислотах. Утворюється при нейтралізації фосфатної кислоти розчином гідроксиду кальцію: Н₃РО₄ + Са(ОН)₂ = СаНРО₄ ∙ 2Н₂О.

Кісткове борошно, яке добувають переробкою кісток домашніх тварин, містить Са₃(РО₄)₂.

Амофос — добриво, що містить фосфор і нітроген. Ут­ворюється при нейтралізації фосфатної кислоти аміаком. Зви­чайно містить солі NH₄H₂PO₄ та (NH₄)₂ НРО₄.

Отже, фосфорними добривами є кальцієві та амонійні солі фосфатної кислоти.

Запитання для самоконтролю.

1. Яка формула ортофосфатної кислоти? Напишіть її структурну формулу.

2. Які фізичні властивості ортофосфатної кислоти?

3. Назвіть хімічні речовини з якими буде взаємодіяти ортофосфатна кислота.

4. Яке застосування ортофосфатної кислоти?

5. Які фосфорні добрив ви знаєте?

Самостійна робота №4

Тема: Силікати як будівельні матеріали.

План.

1.Історія розвитку силікатної промисловості.

2.Кераміка.

3.Скло, його види, значення.

4.Цемент.

Література: 10, 12, 14.

Питання 1.Історія розвитку силікатної промисловості.

Методичні рекомендації

При розгляді даного питання слід звернути увагу на таке.

Силікатна промисловість — галузь промисловості яка займається переробкою сполук кремнію. Головними підгалузями силікатної промисловості є виробництво кераміки, скла та цементу. В свою чергу головними галузями кераміки є виробництво будівельних матеріалів — цегли, труб, облицювальної плитки тощо, та виробництво предметів побуту — головно посуду та сантехніки. Скло має широко використовуються в багатьох галузях, а цемент є поруч зі сталлю основою сучасної архітектури. Силікатна промисловість в цілому є зараз основною галуззю у виробництві будівельних матеріалів.

Сировиною для силікатної промисловості є осадові породи які є перехідними від вапняків та доломітів до глин і вміщують 50-80% карбонату кальцію та магнію, 20-50% глинисто-пісчаного матеріалу, вапняку, крейди, доломіту, кварцевого піску, туфу, трепелу, кварциту, польових шпатів, нефеліну тощо.

Питання 2.Кераміка.