SGK Hóa Học 11 - Bài 12: Phân bón hóa học

Biết cây trồng cần những nguyên tố dinh dưỡng nào.
Biết thành phần hoá học cúa các loại phân đạm, phân lân,
phân kali, phân phức họp,... và cách điều chế các loại phân bón này.
Phân bón hoá học là những hoá chất có chứa các nguyên tố dinh dưỡng, được bón cho cây nhằm nâng cao năng suất mùa màng.
Cây đồng hoá được c, H, o từ CO2 của không khí và từ nước trong đất, còn đối với các nguyên tố khác thì cây hấp thụ từ đất. Đất trồng trọt bị nghèo dần các nguyên tố dinh dưỡng, vì vậy cần bón phân để bổ sung cho đất những nguyên tố đó.
Có ba loại phân bón hoá học chính thường dùng là phân đạm, phân lân và phân kali.
- PHẢN ĐẠM
Phân đạm cung cấp nitơ hoá hợp cho cây dưới dạng ion nitrat NO3 và ion
amoni NH4. Phân đạm có tác dụng kích thích các quá trình sinh trưởng,
làm tăng tỉ lệ của protein thực vật. Do đó, phân đạm giúp cho cây phát triển nhanh, cho nhiều hạt, củ, quả.
Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá theo tỉ lệ phần trăm về khối lượng của nguyên tố nitơ.
Phân đạm amoni
Đó là các muối amoni NH4C1, (NH4)2SO4, NH4NO3, ... Các muối này được điều chế khi cho amoniac tác dụng với axit tương ứng.
Thí dụ :	2NH3 + H2SO4 	> (NH4)2SO4
Phân đạm nitrat
Đó là các muối nitrat: NaNO3, Ca(NO3)2,... Các muối này được điều chế bằng phản ứng giữa axit nitric và muối cacbonat.
Thí dụ :	CaCO3 + 2HNO3 	> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Urê
Urê (NH2)2CO (chứa khoảng 46%N), là loại phân đạm tốt nhất, được điều chế bằng cách cho amoniac tác dụng với CO2 ở nhiệt độ 180 - 200 °C, dưới áp suất khoảng 200 atm :
co2 + 2NH3 °’p > (NH2)2CO + H2O Urê là chất rắn màu trắng (hình 2.14), tan tốt trong nước.
Trong đất, dưới tác dụng của vi sinh vật, urê bị phân huỷ cho thoát ra amoniac, hoặc chuyển dần thành muối cacbonat khi tác dụng với nước :
(NH2)2CO + 2H2O 	>	(N.H4)2CO3
Các loại phân đạm trên đây bị chảy nước do hút hơi ẩm từ khí quyển, nên cần phải bảo quản ở nơi khô ráo.
O nước ta hiện nay, urê được sản xuất tại nhà máy phân đạm Bắc Giang và nhà máy phân đạm Phú Mỹ.
- PHẢN LÂN
Phân lân cung cấp photpho cho cây dưới dạng ion photphat. Loại phân bón này cần cho cây ở thời kì sinh trưởng, thúc đẩy các quá trình sinh hoá, trao đổi chất và trao đổi năng lượng của cây.
Độ dinh dưỡng của phân lân được đánh giá theo tỉ lệ phần trăm khối lượng P~>O5 tương ứng với lượng p có trong thành phần của nó. Nguyên liệu để sản xuất phân lân là quặng photphorit và apatit.
Những loại phân lân thường dùng là supephotphat, phân lân nung chảy,...
Supephotphat
Có hai loại supephotphat: supephotphat đơn và supephotphat kép. a) Supephotphat đơn chứa 14 - 20% P2O5, được sản xuất bằng cách cho bột quặng
photphorit hoặc apatit tác dụng với axit sunfuric đặc :
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 (đặc) 	>	Ca(H-)PO4)2 + 2CaSO4
Supephotphat đơn gồm 2 muối Ca(H9PO4)9 và CaSO4. Cây trổng chỉ đồng hoá được muối dễ tan Ca(H2PO4)2 ; còn CaSO4 không tan trong nước, là phần không có ích, làm rắn đất.
Ở nước ta hiện nay, supephotphat đơn được sản xuất tại nhà máy supephotphat và hoá chất Lâm Thao, Phú Thọ.
b) Supephotphơt kép chứa hàm lượng P2O5 cao hơn (40 - 50%), vì chỉ có Ca(HọPO4)ọ. Quá trình sản xuất supephotphat kép xảy ra qua hai giai đoạn : điều chê' axit photphoric và cho axit này tác dụng với photphorit hoặc apatit:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 —> 2H3PO4 + 3CaSO4ị Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 	>	3Ca(H2PO4)2
Phân lân nung chảy
Để sản xuất phân lân nung chảy, người ta nung hỗn hợp bột quặng apatit, đá xà vân (thành phần chính là magie silicat) và than cốc ở nhiệt độ trên 1000 °C trong lò đứng. Sản phẩm nóng chảy từ lò ra được làm nguội nhanh bằng nước, sau đó sấy khô và nghiền thành bột.
Thành phần chính của phân lân nung chảy là hỗn hợp photphat và silicat của canxi và magie (chứa 12 - 14% PọO5). Các muối này không tan trong nước, nên chỉ thích hợp cho loại đất chua.
Ở nước ta hiện nay, phân lân nung chảy được sản xuất ở Văn Điển (Hà Nội) và một số địa phương khác.
- PHẢN KALI
Phân kali cung cấp cho cây trồng nguyên tố kali dưới dạng ion K+. Loại phân bón này thúc đẩy nhanh quá trình tạo ra các chất đường, bột, chất xơ, chất dầu, tăng cường sức chống rét, chống sâu bệnh và chịu hạn của cây.
Độ dinh dưỡng của phân kali được đánh giá theo tỉ lệ phần trăm khối lượng K-,0 tương ứng với lượng K có trong thành phần của nó.
Hai muối kali clorua và kali sunfat được sử dụng nhiều nhất để làm phân kali. Tro thực vật chứa K2CO3 cũng là một loại phân kali.
- PHẢN HỖN HỢP VÀ PHÂN PHỨC HỢP
Đó là loại phân bón chứa đồng thời một số nguyên tố dinh dưỡng cơ bản.
• Phân hỗn hợp chứa nitơ, photpho, kali được gọi chung là phân NPK. Thí dụ, nitrophotka là hỗn hợp của (NH4)2HPO4 và KNO3. Loại phân bón này là sản phẩm trộn lẫn các loại phân đơn theo tỉ lệ N : p : K khác nhau, tuỳ theo loại đất và cây trồng.
• Phân phức hợp là hỗn hợp các chất được tạo ra đồng thời bằng tương tác hoá học của các chất. Thí dụ, amophot là hỗn hợp các muối NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4, thu được khi cho amoniac tác dụng với axit photphoric.
- PHÂN VI LƯỢNG
Phân vi lượng cung cấp cho cây các nguyên tố như bo, kẽm, mangan, đồng, molipđen, ... ở dạng hợp chất. Cây trồng chì cần một lượng rất nhỏ loại phân bón này để tăng khả năng kích thích quá trình sinh trưởng và trao đổi chất, tăng hiệu lực quang hợp, ... Các nguyên tố trên đóng vai trò như những vitamin cho thực vật. Phân vi lượng được đưa vào đất cùng với phân bón vô cơ hoặc phân bón hữu cơ. Loại phân bón này chỉ có hiệu quả cho từng loại cây và từng loại đất, dùng quá lượng quy định sẽ có hại cho cây.
BÀI TẬP
Cho các mẫu phân đạm sau đây : amoni sunfat, amoni clorua, natri nitrat. Hãy dùng các thuốc thử thích hợp để phân biệt chúng. Viết phương trình hoá học của các phản ứng đã dùng.
Từ không khí, than, nước và các chất xúc tác cần thiết, hãy lập sơ đồ điều chế phân đạm NH4NO3.