Нітрати й фосфати. Поняття про нітрати, проблеми їх умісту в продуктах харчування. Загальні відомості про нітратні й фосфатні добрива. Кругообіг Нітрогену в природі
ІІ семестр
Тема 1. НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХНІ СПОЛУКИ (продовження)
УРОК 18
Тема уроку. Нітрати й фосфати. Поняття про нітрати, проблеми їх умісту в продуктах харчування.
Загальні відомості про нітратні й фосфатні добрива. Кругообіг Нітрогену в природі
Цілі: закріпити знання учнів про загальні властивості солей, способи їх одержання на прикладі нітратів і фосфатів; ознайомити з якісною реакцією на нітрат-іон і фосфат-іон, термічним розкладом нітратів; обговорити проблеми забруднення харчових продуктів хімічними речовинами
Тип уроку: комбінований урок засвоєння знань, умінь і навичок і творчого застосування їх на практиці.
Форми роботи: фронтальна, групова робота, лабораторна робота, семінар.
Обладнання: періодична таблиця хімічних елементів, таблиця розчинності, ряд активності металів, схема класифікації нітратних
Лабораторний дослід 5. Ознайомлення зі зразками нітратних добрив.
Лабораторний дослід 6. Ознайомлення зі зразками фосфатних добрив.
ХІД УРОКУ
I. Організація класу
II. Евристична бесіда
1. Поясніть, чому нітратна кислота утворює один вид солей, а фосфатна – три види.
2. Назвіть наведені солі:
NaNО3, KH2PО4, CaHPО4, (NH4)3PО4.
3. У чому проявляються ознаки подібності й відмінності в загальних хімічних властивостях нітратів і фосфатів?
4. Назвіть якісну реакцію на нітрати:
(Розгляньте реакцію з погляду теорії ОВР.)
5. Особливі властивості нітратів – термічний розклад:
Наведіть приклади хімічних реакцій кожного типу розкладу нітратів, розставте коефіцієнти методом електронного балансу. Амоній нітрат розкладається за схемою:
Розставте в рівнянні коефіцієнти, укажіть окисник і відновник.
6. Якісна реакція на фосфати:
(Допишіть у іонно-молекулярній формі.)
7. Поняття про нітрити Me(NО2)х.
Повідомлення учнів про нітрати й нітрити в продуктах харчування, їх дію на організм людини, використання в промисловості й сільському господарстві.
ІІІ. Семінар з теми “Мінеральні добрива”
1. Вивчення схеми класифікації мінеральних добрив
2. Лабораторний дослід 5. Ознайомлення зі зразками нітратних добрив
3. Лабораторний дослід 6. Ознайомлення зі зразками фосфатних добрив
4. Повідомлення учнів
Заслуховуємо повідомлення учнів про мінеральні добрива, обговорюємо проблеми використання мінеральних добрив у сільському господарстві, проблеми забруднення навколишнього середовища й роль Нітрогену й Фосфору для живих організмів.
Мінеральні добрива
Мінеральні добрива є джерелом різних поживних елементів для рослин і поліпшення властивостей грунту. У першу чергу вони містять сполуки Нітрогену, Фосфору й Калію, а потім – Кальцію, мангану, Сульфуру, Феруму. Усі ці елементи належать до групи макроелементів (від грецьк. макрос – “великий”), оскільки поглинаються рослинами в значних кількостях. Крім того, рослинам необхідні інші елементи, хоча й у дуже невеликих кількостях. їх називають мікроелементами (від грецьк. мікрос – “маленький”). До мікроелементів належать Манган, Бор, Купрум, Цинк, Молібден, Іод, Кобальт і деякі інші елементи. Усі елементи однаково необхідні рослинам. За цілковитої відсутності будь-якого елемента в грунті рослина не може рости й розвиватися нормально. Усі мінеральні елементи беруть участь у складних перетвореннях органічних речовин, що утворюються в процесі фотосинтезу. Рослини для утворення своїх органів – стебел, листків, квіток, плодів, бульб – використовують мінеральні поживні елементи в різних співвідношеннях.
У грунтах зазвичай наявні всі необхідні рослині поживні елементи, але часто окремих елементів буває недостатньо для задовільного росту рослин. Застосування мінеральних добрив є одним з основних прийомів інтенсивного землеробства. З допомогою добрив можна різко підвищити врожаї будь-яких культур на вже освоєних площах без додаткових витрат на обробку нових земель.
Мінеральні добрива, що виробляються хімічною промисловістю, поділяються на такі види:
А) фосфатні (головним чином простий і подвійний суперфосфати й преципітат);
Б) нітратні (амоній сульфат, амоніакова селітра, кальцієва й натрієва селітри);
В) калійні (калій хлористий та змішані калійні солі);
Г) борні, магнієві й манганові (сполуки й солі, що містять ці елементи).
Фосфатні добрива
Природні сполуки Фосфору – фосфорити й апатити – містять Фосфор у вигляді нерозчинного третинного фосфату Ca3 (PO4), який погано засвоюється рослинами. Для одержання легкозасвоюваних добрив фосфорити переробляють, перетворюючи нормальну сіль на кислу. У такий спосіб виготовляють найважливіші фосфатні добрива – суперфосфат, подвійний суперфосфат і преципітат.
Для одержання суперфосфату дрібно розмелений природний фосфорит змішують з такою кількістю сульфатної кислоти, щоб на одну молекулу третинного кальцій фосфату припадали дві молекули сульфатної кислоти. Суміш енергійно перемішують і завантажують в особливі безперервно діючі камери, де реакція завершується:
Ca3(PO4)2 + 2Н2SO4 = 2CaSO4 + Ca(Н2PO4)2
У результаті реакції одержують суміш гіпсу з первинним фосфатом Ca(Н2PO4)2, що порівняно легко розчиняється у воді. Ця суміш у подрібненому або гранульованому стані й називається суперфосфатом.
Простий суперфосфат – добриво з порівняно невисоким умістом поживних речовин (14-20 % засвоюваного P2O5). Більш ефективним і транспортабельним є подвійний суперфосфат, що являє собою продукт розкладу природного фосфату не сульфатною, а фосфатною кислотою. Кількість засвоюваного P2O5 у подвійному суперфосфаті становить 40-50 %.
Преципітат являє собою фосфатне добриво, до складу якого входить вторинний кальцій фосфат Ca2(НPO4)3, або CaHPO4, що не розчиняється у воді, але розчиняється в кислотах, які містяться в грунті.
Фосфатні добрива називаються простими, тому що містять лише один з необхідних рослині елементів. Більш перспективними є складні мінеральні добрива, що містять кілька поживних речовин. До добрив такого типу належать амофос, калійна селітра й нітрофоска.
Першу з цих речовин одержують шляхом взаємодії фосфатної кислоти з амоніаком. Залежно від ступеня нейтралізації утворюються моноамонійфосфат NH4H2PO4 і діамонійфосфат (NH4)2HPO4. Калійна селітра являє собою подвійне добриво, що містить Нітроген і Калій. Одержують її в результаті обмінного розкладу хлористого калію й натронної, або амоніакової, селітри. Нітрофоска – потрійне добриво, що містить Нітроген, Фосфор і Калій. Одержують нітрофоску шляхом сплавлення амоній фосфату (NH4)2HPO4, амоній нітрату NH4NO3 і калій хлориду або сульфату.
Нітратні добрива
Амоніакові й амонійні добрива: рідкий NH3, амоніакова вода, амоній і амоній-натрій сульфати та ін. Перетворюються в грунті на малорухому форму, що під дією наявних у грунті бактерій, здатних до нітрифікації, поступово переходять у більш рухливу форму, добре засвоювану рослинами. Ці добрива придатні для всіх сільськогосподарських культур і застосовуються на кислих і некислих грунтах у разі їх вапнування.
Нітратні добрива: натрієва й калієва селітри. Тривале застосування нітратних добрив може іноді призводити до підлужування грунту. їх використовують на всіх грунтах для передпосівного внесення й підгодівлі всіх видів рослин у період вегетації.
Амонійно-нітратні добрива: амоніакова селітра й аміакати на її основі, вапняно-амоніакова селітра – суміш CaCO3 й NH4NO3. Ці добрива можна використовувати в різних кліматичних зонах під різні грунти й усі види культур.
Амідні добрива: розрізняють добре розчинні й погано розчинні. До добре розчинних належить карбамід, до погано розчинних – уреформ та ізобутиленкарбамід, який одержують шляхом конденсації ізомасляного альдегіду з карбамідом. Сфери застосування й масштаби виробництва повільно діючих добрив через їх високу вартість поки що обмежені.
Амонійно-нітратно-амідні добрива: концентровані водні розчини карбаміду й амоній нітрату, а також їхні розчини в амоніаковій воді. Є ефективними як для внесення в грунт, так і для підгодівлі рослин.
IV. Підбиття підсумків уроку, виставляння оцінок за роботу на уроці й повідомлення на семінарі
Узагальнення вчителя
Застосування мінеральних добрив – один з основних прийомів інтенсивного землеробства. За високого рівня агротехніки й застосування добрив можна керувати врожайністю, підвищувати її в кілька разів. Саме таке питання наразі розв’язують наші хіміки й сільськогосподарські працівники для того, щоб достатньо забезпечити потреби країни в продуктах харчування, а промисловість – у сировині.
V. Домашнє завдання
Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.
Творче завдання: створити рекламу або “антирекламу” мінеральних добрив.
