Тема 3: Мініральні добрива – нітратні, фосфорні, комбіновані

Тема 1: Алотропія сірки. Ромбічна та моноклінна форми.

Озон

Молекула містить три атоми оксигену, вона діамагнітна, має кутову будову і деяку полярність:

О 116,5° О

Міжатомна відстань О – О в озоні дорівнює 0,126нм, що більше, ніж довжина подвійного зв’язку в молекулі О2, і менше, ніж довжина одинарного зв’язку. Отже, кратність зв’зку в молекулі О3 дорівнює 1,5. Центральний атом кисню має sp2-гібридизацію.

Озон – газ голубого кольору, має характерний різкий запах, який нагадує запах свіжого повітря. У рідкому стані озон – інтенсивно синя рідина, а в твердому – це фіолетові, майже чорні кристали. Озон має досить низькі температури кипіння (tкип= -111,9°С) і плавлення (tпл= -192°С), добре розчиняється у воді.

У природі утворюється з кисню під час грози завдяки електричним розрядам, а також в атмосфері на висоті 10-30 км під дією ультрафіолетових променів. Озоновий шар має велике значення для розвитку життя на Землі. Поглинаючи ультрафіолетові промені, він захищає живі істоти від згубної дії жорсткого випромінювання. Озон утворюється під час процесів, які супроводяться виділенням атомарного кисню, наприклад при повільному окисленні деяких органічних речовин (смоли хвойних дерев), розкладені пероксидів, при дії на молекулярний кисень електричного розряд, жорсткого випромінювання тощо.

Сульфур

Ромбічна сірка

Найбільш стійка модифікація при кімнатній температурі. Це жовтий порошок, нерозчинний у воді, густина дорівнює 2,06 і має невелику твердість. При кристалізації із хлороформа СНСl3 або із сірковуглецю СS2 вона виділяється у вигляді прозорих крісталів октоедричної форми. Ромбічна сірка складається із циклічних молекул S8 у вигляді корони. При температурі 113°С вона плавиться, перетворюючись на жовту легкорухливу рідину. При подальшому нагріванні розплав згущується, оскільки в ньому утворюються довгі полімерні ланцюги. А якщо нагріти сірку до 445°С, вона закипає.

Моноклинна сірка

При швидкому охолодженні розплавленої сірки вона перетворюється на тверду масу із голкоподібний кристалів – моноклинну сірку. Вона стійка лише при температурі вищій за 95,6°, тому при кімнатній температурі ї кристали швидко мутніють і розпадаються на дрібні кристали ромбічної сірки. Моноклинна і ромбічна сірка відрізняються лише взаємним положенням восьмикутникових молекул.

Пластична сірка

Утворюєть, якщо закипівшу сірку виливають тонкою струєю у холодну воду. Резиноподібна, складається з полімерних ланцюгів. При повільному охолоджені розплаву утворюються темно-жовті ігольчасті кристали моноклинної сірки. Складається з зигзагоподібних ланцюгів Sn, де n може сягать декількох тисяч.

Селен

Сірий

Сірий селен має гексагональну гратку.

Червоний

Отримують із розчинів у сірковуглецю при випарюванні у вигляді моноклинних кристалів, які складаються з молекул Se8. Він не проводить електричний струм. При нагріванні переходить в сіру алотропну модифікацію.

Аморфний

Це коричневий порошок, який утворюється при відновленні кисневмісних кислот селену розчином SO2.

Склоподібний

Має червоно-коричневий колір, утворюється при швидкому охолодженні розплавленого селену. Схожий на пластичну сірку.

Алотропні модифікації селену мають вищі температури плавлення і густину ніж сірка. Селен є типовим напівпровідником. Слабкий зв’язок зовнішніх електронів обумовлює його фотопровідність, при освітленні електропровідність селену зростає в 1000 разів. Селен використовують в радіо- і електротехніці.

Телур

Металічний

Утворює сріблясто-білі гексагональні кристали. Дуже крихкі і легко розтираються у порошок.

Аморфний

Має коричневий колір. При температурі 25°С переходить у металічну алотропну модифікацію.

Висновки:

Алотропія – явище, коли будь-який елемент може існувати у двох або декількох формах простої речовини. Це спостерігається для багатьох елементів. Різна будова простих речовин одного і того ж елемента обумовлює різні властивості. Найбільш наглядно це спостерігається для карбону. Карбон в стані sp3-гібридизації – це алмаз, а в стані sp2-гібридизації – це графіт. Різні типи гібридизації обумовлюють різні валентні кути, різні відстані між вузлами кристалічних граток. Результатом цього є різні властивості. Твердість алмазу та графіту за шкалою Мооса знаходиться на протилежних кінцях шкали.

Список літератури:

1. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия – М.:Аванта+, 2000

2. К.Неницеску Общая химия – М.:Мир, 1968

3. Г.П.Хомченко Посібник з хімії для вступників до вузів: Пер. з рос. – К.:А.С.К.:Ваклер, 1999

4. Григор’єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія: Підручник – К.:Вища шк., 1991

5. Ходаков Ю.В. Неорганическая химия. Пособие для учителей – М.:Просвещение, 1972

6. Спицын В.И., Мартыненко Л.Н. Неорганическая химия: Учебник – М.:Изд-во МГУ, 1991

7. Г.Реми Курс неорганической химии – М.:Мир, 1972

8. Малая детская энциклопедия – М.:Русск. энциклоп. товарищ., 2001

9. М.Фримантл Химия в действии. В 2-х ч. Ч. 1 – М.:Мир, 1991

 

 

 

Тема 2. Властивості оксиду Сульфуру (IV)

Кисень реагує з багатьма металами, неметалами і складними речовинами, утворюючи оксиди. Наприклад, 2Ca + O₂ → 2CaO, кальцій оксид. Або S + O₂ → SO₂.

При взаємодії з калієм, натрієм, барієм кисень утворює не оксиди, а пероксиди, в яких виявляє ступінь окиснення –1. Наприклад, 2Na + O₂→Na₂O₂.

Безпередньо кисень не реагує з галогенами, деякими інертними газами, золотом і платиною. Їх оксиди добувають непрямим способом.

Сірка як типовий неметал взаємодіє з багатьма металами (окрім золота), утворюючи сульфіди. Наприклад, Fe + S → FeS.

Безпосредньо сірка взаємодіє з усіма неметалами (окрім йоду й азоту). Реакції відбуваються при нагріванні. Наприклад, H₂ + S → H₂S.

Найбільша маса сірки й природних сульфідів витрачається на виробництво сульфатної кислоти. Крім того, сірка використовується в легкій промисловості, шкіряному виробництві, у виготовленні люмінофорів, барвників, гуми, горючого пороху, сірників, ліків. Використовують її і в сільському господарстві для боротьби зі шкідниками.Сульфур утворює два кислотні оксиди: сульфур(IV) оксид SO₂ і сульфур(VI) оксид SO₃. Сульфур(IV) оксид SO₂ - це безбарвний важкий газ з різким задушливим запахом. Дуже легко розчиняється у воді. При охолодженні до мінус десяти градусів зріджується в безбарвну рідину, а при мінус сімдесяти трьох градусах - твердне. Сульфур(VI) оксид є кислотним оксидом, а тому легко реагує з водою, утворюючи сульфітну кислоту H₂SO₃, а також взаємодіє з основними оксидами, основами. Сульфур(VI) оксид добувають спалюванням сірки, а також як побічний продукт випалювання сульфідних руд. У лабораторних умовах SO₂ добувають дією кислот на сульфіти. Використовують сульфур(VI) оксид у виробництві сульфатної кислоти, знезараження овочесховищ, вибілювання соломи, шовку, вовни та інших матеріалів.Сульфур(VI) оксид токсичний. Невелика концентрація його у повітрі викликає подразнення слизових оболонок дихальних органів і очей. Тривала дія навіть малих концентрацій сірчистого газу призводить до виникнення у людини бронхіту, гастриту та інших хвороб.

Діоксид сульфуру SO₂ - один із основних забрудників повітря, він отруює довкілля, викликає утворення «кислотних дощів», шкідливих для всього живого.

Сульфур(VI) оксид SO₃ (або інша його назва триоксид сульфуру) - це безбарвна рідина, яка кипить при температурі 45 °С і твердне при 17 °С, перетворюючись на довгі шовковисті кристали. Дуже летка речовина, сильний окисник. Токсичний, уражує слизові оболонки та дихальні шляхи, викликає тяжкі опіки шкіри.

Сульфур(VI) оксид є кислотним оксидом. Отже, реагує з водою, утворюючи сульфатну кислоту H₂SO₄, а також реагує з основними оксидами, лугами.

SO₃ розчиняється у концентрованій сульфатній кислоті, і цей розчин називається олеумом.

Добувають сульфур(VI) оксид у результаті окиснення SO₂ киснем повітря. Застосовується цей оксид у виробництві сульфатної кислоти та як водовбирний засіб.

Тема 3: Мініральні добрива – нітратні, фосфорні, комбіновані.

Добрива – це органічні і неорганічні сполуки природного або промислового походження, що дають змогу поліпшувати живлення рослин та підвищувати родючість грунтів.

Мінеральні добрива містять поживні речовини в вигляді різних мінеральних солей.

Мінеральні добрива поділяють на дві групи:

Промислові: азотні, фосфорні, калійні, складні і мікродобрива;

місцеві – попіл вапно.

Величезне значення азотних добрив в підвищенні врожайності с/г культур обумовлюється виключно важливою роллю азоту в житті рослин. Азот входить в склад білків, які є основною складовою частиною цитоплазми і ядра клітин в склад нуклеїнових кислот, ферментів, фосфатидів, які відіграють важливе значення в процесах обміну речовин в рослинах.Основним джерелом азоту для живих рослин є солі азотної кислоти і солі амонію.

Мінеральні добрива за вмістом основних елементів живлення поділяють на однокомпонентні (містять один елемент живлення, наприклад азот, фосфор або калій) і комплексні (містять не менше двох елементів). Комплексні добрива в свою чергу поділяються на складні, змішані і складні змішані. Комплексні (наприклад це азотно – фосфорні; фосфорно – калійні та ін.).

Забезпечення рослин азотом позитивно впливає на їх ріст і розвиток. При нестачі азоту погіршується ріст рослин, стебла їх стають ламкими, листя передчасно жовкне.

Рослини споживають азот здебільшого у вигляді аніону NO₃ і катіону NH₄, тобто доступним для рослин він стає лише після біологічних перетворень. Основним джерелом азоту для рослин є гумус та інші органічні речовини грунту.

Азот втрачається з грунту внаслідок вимивання, вилучення в атмосферу у вигляді аміаку і оксидів азоту, споживання рослинами.

З азотних добрив найбільш поширені аміачні (аміак рідкий, аміак водний); амонійні (сульфат амонію, хлористий амоній); нітратні (натрієва, калієва, кальцієва селітра); амонійно нітратні, та ін.

Амонійні добрива містять азот у вигляді амонію.

Сульфат амонію містить 20,8% азоту. Це — крупнозерниста слабкогігроскопічна речовина. Є фізіологічне кислим добривом, тому ефективне як основне добриво на чорноземах, сіроземах і каштанових грунтах. Краще добриво для рису та інших культур в умовах надмірного зволоження, бо менше вимивається з грунту.

Хлористий амоній або хлорид амонію містить 24— 25% азоту. Це — малогігроскопічний дрібнокристалічний білий або жовтуватий порошок. Є фізіологічне кислим добривом. Містить 66% хлору, який негативно впливає на врожайність і якість урожаю чутливих до хлору культур — картоплі, льону, плодово-ягідних, овочевих, гречки, конюшини, винограду, цитрусових. Це добриво слід вносити восени, щоб хлор, який не вбирається грунтом, опадами вимивався в нижні горизонти фунтового шару.

Аміачні добрива — це рідкі добрива, які містять аміак.

Водний аміак, або аміачна вода, — це розчин аміаку у воді. Аміачна вода першого сорту містить 25% аміаку, або 20,5% азоту, і замерзає при мінус 56°С. Вносять аміачні добрива до сівби під озимі культури, під зяблеву оран­ку, передпосівну культивацію і для підживлення просапних культур на легких грунтах.

Безводний, або зріджений, рідкий аміак містить 82% азоту. Це — безбарвна рідина, кипить при мінус 3—4°С, замерзає при мінус 77″С. Транспортувати і зберігати його треба в герметичних стальних цистернах, розрахованих на тиск 20 атм. Його можна вносити під усі культури з одночасним загортанням у грунт на глибину 16—20 см.

Фосфорні добрива. За розчинністю і доступністю для рослин розрізняють такі фосфорні добрива: водорозчинні, лимонно- і цитратнорозчинні, важкорозчинні.

Водорозчинні фосфат містить 19—21% фосфору (Р₂О₅). Має вигляд сірого порошку або гранул діаметром 0,5—4 мм. Засто­совують його на всіх ґрунтах під усі культури до сівби, в рядки під час сівби і для підживлення.

До лимонна- і цитратнорозчинних фосфорних добрив нале­жать преципітат, томасшлак, фосфатшлак, знефторений фосфат, термофосфат.

Преципітат містить 25% Р₂О₅. За ефектив­ністю як основне добриво на більшості грунтів не поступається перед суперфосфатом, а на кислих грунтах може навіть переви­щувати його.

Важкорозчинні фосфати. Фосфоритне борошно — порошок сірого або коричневого кольору. Його отримують подрібнен­ням фосфоритів або продуктів їх збагачення. Якість добрив тим вища, чим вони дрібніше розмелені.

Калійні добрива. Дія калійних добрив залежить від грунтово-кліматичних умов, біологічних особливостей культури, компо­нентів, які є в добриві, — натрію, магнію, сірки, хлору. Засолені грунти часто містять настільки багато калію, що на них ці добрива неефективні. Безхлорні форми калійних добрив рекомендується вносити під такі культури, як гречка, картопля, льон, бобові, тютюн, ефіроолійні, цитрусові, виноград. Залежно від грунту одні й ті самі калійні добрива діють по-різному. На легких грунтах, де мало магнію, ефективні калійні добрива з домішками магнію. На чорноземних грунтах різні форми калійних добрив за ефективністю майже однакові.

Хлористий калій, хлорид калію (КСІ), містить 56—62% К₂О. Кристалічна речовина білого і жовтого кольору.

Калійна сіль 40% — суміш хлористого калію з каїнітом і сильвінітом,

Сульфат калію (К₂5О₄) містить 48—52% К₂О. Дрібнокриста­лічна речовина білого кольору, не злежується. Цінне добриво для чутливих до хлору культур.

Попіл — цінне калійно-фосфорне органічне добриво, містить і мікроелементи. Найбільше калію в попелі гречаної

соломи і стебел соняшнику (до 38%), менше в попелі торфу, кам’яного вугілля (0,5—1,2% і 0,12%). Попіл застосовують на всіх грунтах, крім засолених, під усі сільськогосподарські культури. Комплексні мінеральні добрива. Комплексні мінеральні добрива містять два і більше елементів живлення. Вони можуть містити також мікроелементи.

Комбіновані мінеральні добрива. Амонізований суперфосфат отримують насиченням суперфосфату аміаком. Він містить 1,5—2,5% азоту і до 18% фосфору.

Нітрофоски — найбільш поширені з комбінованих добрив. Це гранульовані добрива, які містять азот, фосфор і калій. Вміст азоту в різних марках добрив становить 10—17%, фосфору — 8—30, калію — 12—20%. За ефективністю ці добрива близькі до еквівалентних сумішей простих добрив. Придатні вони для припосівного локального внесення в рядки.