Элективный курс: «Современная агрикультура» (9 класс) (стр. 5 )

  W (N) = 14 : 85 = 0,165, или 16,5%

При определении массовой доли Р2О% и К2О в удобрении нужно учитывать. Что скамих соединений, отвечающих этим формулам, в удобрении нет, поэтому расчет носит условный характер. Например, массовую долю Р2О5 в двойном суперфосфате Са(Н2РО4)2 рассчитывают следующим образом:

находят относительную молекулярную массу дигидрофосфата кальция

  Mr (Са(Н2РО4)2) = 40 + 4 + 62 + 128 = 234

И относительную молекулярную массу оксида фосфора (V)

  Mr (Р2О5) = 62 + 80 = 142

учитывая, что в молекулах обоих сравниваемых веществ содержится одинаковое число атомов фосфора, выполняют следующие действия:

  w (Р2О5) = 142 : 234 = 0,607, или 60,7%

  Рассмотрим теперь, как определяют в удобрениях массовую долю К2О. Пусть требуется найти массовую долю К2О, отвечающую чистому хлориду калия КСI.

1) вычисляют относительную молекулярную массу хлорида калия 

  Mr (КCI) = 39 + 35,5 = 74,5 

И относительную молекулярную массу оксида калия

  Mr (К2О) = 78 + 16 = 94

2)учитывая, что в молекуле хлорида калия один атом калия, а в молекуле оксида калия – два атома, выполняют следующие действия:

  W (К2О) = 94: 2 * 74,5 = 0,631, или 63,1%

Задача 1. На 1 га внесли 40 т навоза, который содержал 0,6% оксида калия. Сколько нужно было внести калийного удобрения, содержащего 35% хлорида калия, чтобы по содержанию калия масса удобрения была равноценна 40 т навоза?

находим массу оксида калия в 40 т навоза:

  40 * 0,006 = 0,24 т

2)  находим массу хлорида калия, содержащего 0,24 т оксида калия:

  Mr (KCI) = 74,5;  Mr (К2О) = 94;

  m (KCI) = 2 * 74,5 * 0,24 : 94 = 0,38 т

находим массу калийного удобрения:

  m = 0,38 :  0,35 = 1,08 т

Задача 2. Сколько тонн аммиака и 45%-ой азотной кислоты необходимо для получения 1 т стандартной аммиачной селитры, содержащей 98% нитрата аммония?

находим массу и количество вещества нитрата аммония

  Mr (NH4NO3) = 14*2 + 1*4 + 16*3 = 80

  m (NH4NO3) =  1 т * 0,98 = 0,98 т

  n (NH4NO3) = 0,98 : 80 = 12,25 кмоль

2)  находим массу аммиака

  Mr (NH3) = 17

  m (NH3) = 17 * 12,25 = 208,25 кг

3)  находим массу раствора азотной кислоты

  Mr (HNO3) = 63

  m (HNO3) = 63 * 12,25 = 771,75 кг

  m (р-ра HNO3) = 771, 25 : 0,55 = 1402,27 кг

Задача 3. Газ, полученный при нагревании 26,4 г сульфата аммония с избытком гидроксида натрия, был поглощен раствором, содержащим 39,2 г фосфорной кислоты. Какая соль образовалась при этом?

находим количество сульфата аммония

  Mr (NH4)2SO4 = 132

  n (NH4)2SO4 = 26,4 : 132 = 0,2 моль

2)  находим количество вещества аммиака

  n (NH3) = 0,4 моль

3) находим количество вещества фосфорной кислоты

  Mr (H3PO4) = 98

  n (H3PO4) =  39,2 : 98 = 0,4 моль

Так как количества аммиака и фосфорной кислоты равны, то соль, которая образуется в результате превращений – это дигидрофосфат аммония  NH4H2PO4.

Занятие № 9. Роль азота в жизни растений.

Цель занятия: знать источники азота, роль элемента азота в жизни растений, превращение природных соединений, содержащих азот, уметь определять признаки голодания растений при недостатке в почве азота, знать пути устранения элементного голодания растений.

  Азот, так же как водород и углерод, широко распространен в космосе. В составе каменных метеоритов постоянно присутствуют, хотя и в ничтожном количестве. Аммиак и некоторые другие соединения азота. В процессе образования Земли газообразные соединения азота постепенно освобождались из первичного вещества и накапливались в газовой оболочке. Содержание азота в земной коре в 10 раз больше, чем в каменных метеоритах. Аммиак является одной из составных частей планет-гигантов солнечной системы – Юпитера и Сатурна. По мнению академика , первичная  атмосфера Земли, образованная газами, выделившимися из мантии, была также богата аммиаком. В дальнейшем в результате прогрессирующего поступления кислорода аммиак окислялся и образовывался свободный азот N2. Газообразный азот, обладая низкой химической активностью, постепенно накапливался в атмосфере. В настоящее время он составляет его главную часть (78,03% ее объема).

  Азот – важнейший элемент живых организмов, так как он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, ферментов, хлорофилла. При недостатке азота в почве растения развиваются слабо, особенно их вегетативная масса. Листья теряют свой зеленый цвет и приобретают желтые тона. Наоборот, при усиленном питании азотом у растений образуется мощная вегетативная масса, зерновые полегают, у них уменьшается выход зерна, а у картофеля при мощной ботве снижается клубнеобразование. При этом в рас тени накапливается избыток нитратов и нитритов, которые оказывают вредное влияние на организм человека.  Свободный азот недоступен для большей части живых организмов. Только лишь азотофиксаторы – некоторые микробы и сине-зеленые водоросли – способны усваивать его из воздуха. Высшие растения не могут использовать не только азот из атмосферы, но также азот, входящий в состав органического вещества. В результате сложных биохимических процессов разложения органического вещества, аммонификации и нитрофикации из растительных и животных остатков образуются соединения азота, доступные для высших растений. Животные усваивают азот растительной массы. Таким образом, круговая миграция азота на суше состоит из следующих звеньев: растения – животные – поступление в почву продуктов жизнедеятельности и отмирания растений и животных – биохимические процессы разложения и нитрофикации – захват растениями усвояемых форм азота. На построение живого вещества на суше используется 2562 млн. т азота в год.

  Живое вещество океана ежегодно захватывает несколько больше азота по сравнению с сушей. Круговороты этого элемента в океане и на суше не изолированы. Часть азота в виде растворимых солей азотной кислоты и тончайших взвесей органического вещества с речным стоком поступают с континентов в океан. Это составляет около 20 млн. т в год.

  Круговая миграция азота на суше и в океане связана с атмосферой. В биологический круговорот постоянно вводится азот из атмосферы благодаря деятельности азотфиксаторов, которые связывают этот элемент из воздуха и после отмирания и разложения пополняют запас азотных соединений, доступных для усвоения высшими растениями. Суша и океан не перегружены гниющими органическими остатками, так как микроорганизмы – денитрофикаторы в процессе своей жизнедеятельности освобождают азот из органических соединений и возвращают его в атмосферу. Поэтому большая часть биологически фиксируемого азота балансируется его возвратом в атмосферу.

  В атмосфере также действует механизм окисления азота под влиянием электрических разрядов при грозах. Оксиды азота с атмосферными осадками поступают в океан и почву. Это существенный источник нитратов в почве, особенно в тропиках, где содержание азотной кислоты в дождевой воде достигает 2-3 мг/л. В результате атмосферной фиксации связывается несколько миллионов тонн азота.

  Азот постоянно выделяется из глубоких частей земной коры. На земную поверхность с вулканическими извержениями и глубинными газоводными источниками выносится не только свободный азот, но также аммиак и оксид азота (II). Таким образом, отдельные круговые миграции азота сливаются в мощный геохимический цикл.

  Виды азотных удобрений:

-  аммиачные и аммонийные удобрения: жидкий аммиак, аммиачная вода, сульфаты аммония и др. Превращаются 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 применяют 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. 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.

Занятие № 10. Практическая работа 4.  Определение нитрат-ионов, катионов аммония.

Цель занятия:  дать понятие об аналитической химии, научить определять нитрат-ионы и катионы аммония, познакомить с различными видами азотных удобрений.

Реактивы и оборудование:  нитрат аммония, хлорид аммония, сульфат аммония, нитрат калия, нитрат натрия, нитрат кальция, концентрированная серная кислота, медная проволока, щелочь натрия, универсальная индикаторная бумага, пробирки,  спиртовка, спички, держатель.

  Нитрат ион определяется взаимодействием нитрата с концентрированной серной кислотой в присутствии медной проволоки:

  NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

  Cu + 4 HNO3  = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

Наблюдается выделение паров бурого газа.

  Катион аммония определяется взаимодействием солей аммония с раствором щелочи при нагревании:

  NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 + H2O

Наблюдается выделение газа аммиака, имеющего резкий запах, окрашивающий влажную индикаторную бумагу в синий цвет.

Учащимся предлагается познакомиться с образцами наиболее применяемых азотных удобрений.

Занятие № 11. Фосфор в жизни растений.

Цель занятия:  знать источники фосфора, роль элемента фосфора в жизни растений, превращение природных соединений, содержащих фосфор, уметь определять признаки голодания растений при недостатке в почве фосфора, знать пути устранения элементного голодания растений.