Качественной реакцией на нитрит-ионы является обесцвечи-
вание малинового раствора перманганата калия в сернокислой среде. (Основные продукты взаимодействия: нитрат-анионы и катионы марганца (II).
5.5. Кислородосодержащие соединения фосфора
В отличие от N (оксиды которого термодинамически нестабильны к распаду на азот и кислород) фосфор образует с О очень прочные связи, т.е. его оксиды устойчивы к отщеплению кислорода.
Оксиды фосфора P2O3 и P2O5 синтезируют, сжигая Р при недостатке и избытке О2 соответственно. С водой они дают кислоты:
фосфористую H3PO3 и фосфорную H3PO4. (Причем H3PO4 получает-
ся через образование вначале метафосфорной кислоты HPO3).
Все рассмотренные выше фосфорсодержащие вещества – твердые, в отличие от большинства аналогичных соединений азота.
Вследствие невысокой ЭО фосфора его гидроксиды слабы и как кислоты (даже HPO3), и как окислители (с металлами реагируют лишь за счет H+, ибо Р очень устойчив в положительных ст.ок., особенно в высшей).
Поскольку фосфорная кислота трехосновна, то могут быть получены и дигидрофосфаты (в частности, NaH2PO4), и гидрофосфаты
(Na2HPO4), и средние соли (Na3PO4).
Из средних растворимы в воде только фосфаты ЩМ, а остальные – лишь в кислотах (как результат образования слабодиссоциирующих гидро- и дигидрофосфат-ионов). Поэтому именно в нейтральной (а не в кислой!) среде нужно проводить качественную ре-
акцию на PO34 . (Например, с раствором AgNO3, дающим с фосфат-
анионами желтый осадок Ag3PO4).
5.6. Минеральные удобрения
Природные фосфаты кальция при обработке кислотами, в частности серной, в зависимости от количества кислоты дают или среднерастворимый продукт CaHPO4 (преципитат), или Ca(H2PO4)2
50
(суперфосфат), или H3PO4. (Последние два вещества хорошо растворяются в воде).
Если на фосфат кальция действовать фосфорной кислотой, то получается т.н. двойной суперфосфат, т.е. без балласта CaSO4 (ко-
торый образуется при использовании H2SO4).
Все указанные фосфаты кальция (и кислые, и даже средний Сa3(PO4)2) являются фосфорными удобрениями. Но важно химически грамотно выбирать, какой из них вносить в данную почву.
Например, средний фосфат лучше применять для кислых земель24, т.к. в них он, взаимодействуя с органическими кислотами, переходит в растворимую форму (и т.о. приобретает способность всасываться корнями растений). При этом одновременно снижается кислотность почвы, благодаря чему улучшается ее качество. (В частности, повышается проницаемость для воды и воздуха, что способствует лучшей жизнедеятельности полезных микробов).
Очевидно, кислые фосфаты кальция можно вносить лишь в
достаточно щелочные земли (рН = 7 – 8).
Кроме фосфорных удобрений используют тоже очень нужные растениям азотные (нитраты, соли аммония) и калийные (соли калия), а также двойные удобрения (содержащие и Р, и N): (NH4 )2 HPO4
и (NH4 )H2PO4 . Причем в кислые почвы вносят негидролизующиеся
(по катиону) соли KCl, KNO3, NaNO3 или аммиачную воду. А некислые земли можно удобрять, например нитратом аммония NH4NO3, который, гидролизуясь, понижает рН природной воды.
Без вмешательства человека почвенные запасы азота, фосфора, калия (а также кальция и др.) восстанавливаются естественным путем при разложении останков растений и животных. В частности, азот- и фосфорсодержащие органические вещества перерабатываются микробами в неорганические соединения, которые усваиваются растениями. (Так осуществляется естественный оборот Р в природе).
Но если урожай уносится с полей, то необходимо вносить в землю не только макроудобрения (указанные выше), но и микро-, т.н. витамины полей. Это соединения бора, меди, кобальта, марганца, цинка, молибдена и йода. Они требуются в очень небольших количествах, а превышение нормы вредит растениям.
Передозировка опасна и в случае макроудобрений, т.к. их избыток из почвы вымывается в водоемы и способствует разрастанию во-
24 Почва считается кислой, если концентрация ионов водорода в ее природном растворе в 300 раз выше, чем в чистой воде.
51