Калійні добрива
Калійні добрива — речовини, які використовують для живлення сільськогосподарських рослин, основним поживним елементом яких є калій.
Найважливіші калійні добрива — хлорид калію KCl і сульфат калію K2SO4, які одержують шляхом переробки мінералів —сильвінітуKCl • NaCl, каїніту KCl • MgSO4 • 3H2O і карналіту KCl • MgCl2 • 6H2O. Як калійні добрива використовують також сиромолоті мінералисильвініт і каїніт.
Фосфатні добрива
Фосфор, як азот і калій, необхідні для нормального розвитку рослин. Джерелом фосфору для рослин є фосфати ґрунту, головним чином фосфат кальцію Са3(РО4)2. Але в більшості ґрунтів фосфату кальцію мало. Крім того, в зв'язку з його нерозчинністю у воді він практично недоступний для рослин. Тому внесення в ґрунт розчинних фосфатів, так званих фосфорних добрив, має надзвичайно велике значення для підвищення врожаю сільськогосподарських культур. Наводимо коротку характеристику найважливіших фосфорних добрив.
Звичайний суперфосфат (Ca(Н2РО4)2 + 2CaSO4) є найбільш поширеним фосфорним добривом. Недоліком його є те, що значну частину його маси складає баласт — сульфат кальцію, який сильно здорожує транспортування добрива.
Звичайний суперфосфат добувають шляхом обробки фосфориту або апатиту розрахованою кількістю розведеної сульфатної кислоти. При цьому нерозчинний нормальний фосфат кальцію Са3(РО4)2 переходить у легко розчинний дигідрофосфат кальцію Са(Н2РО4)2 за реакцією:
Са3(РО4)2 + 2Н2SO4 = Са(Н2РО4)2 + 2CaSO4
Подвійний суперфосфат (Ca(Н2РО4)2), як і звичайний, містить фосфор у вигляді добре розчинного дигідрофосфату кальцію. Але в ньому, на відміну від звичайного, немає сульфату кальцію, і вміст фосфору в ньому значно вищий. Через це виробництво подвійного суперфосфату розвивається більшими темпами, ніж звичайного. Подвійний суперфосфат дорожчий від звичайного, оскільки виробництво його складніше і при цьому витрачається багато тепла на випарювання води.
Подвійний суперфосфат виробляють теж з фосфоритів або апатитів обробкою розведеної сульфатної кислоти. Однак кислоти при цьому беруть більше, щоб повністю витиснути з фосфату кальцію фосфатну кислоту:
Са3(РО4)2 + 3Н2SO4 = 2H3РО4 + 3CaSO4 ↓
Сульфат кальцію як практично нерозчинна речовина виділяється в осад, а фосфатна кислота залишається в розчині. Осад відфільтровують, а розчин упарюють і потім ним обробляють нові порції фосфориту або апатиту. При цьому кількість ортофосфатної кислоти розраховують так, щоб одержати дигідрофосфат кальцію:
Са3(РО4)2 + 4Н3РО4 = 3Ca(Н2РО4)2
Преципітат за складом являє собою дигідрат гідрофосфату кальцію CaHPO4 • 2H2O. Його добувають нейтралізацією розчину фосфатної кислоти розрахованою кількістю вапняного молока (суспензією Ca(OH)2 в воді) до утворення гідрофосфату кальцію за реакцією:
Н3PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4 • 2H2O
Одержувана сіль нерозчинна і випадає в осад, який потім виділяють і обережно висушують. Преципітат — цінне концентроване фосфорне добриво і дешевше від подвійного суперфосфату. Але він дуже мало розчинний і тому його з успіхом можна застосовувати лише на слабокислих ґрунтах (які містять органічні кислоти).
Фосфоритна і апатитна мука - тонко розмелений фосфорит або апатит, її використовують як фосфорне добриво лише на кислих ґрунтах, оскільки фосфор у ній міститься у вигляді нерозчинного нормального фосфату кальцію Са3(PO4)2. Фосфоритну муку краще вносити в ґрунт разом з кислими добривами, наприклад з сульфатом амонію (NH4)2SO4 або тваринним гноєм.
Томасшлак — відхід металургійного виробництва. Він утворюється при переробці чавуну з великим вмістом фосфору в технічне залізо томасівським способом. Склад томасшлаку виражається такою приблизною формулою: Ca3(PO4)2•CaO. Отже, він відрізняється від нормального фосфату кальцію тим, що містить у своєму складі надлишок CaO, завдяки чому відзначається сильно основним характером. Томасшлак застосовують у вигляді тонко розмеленого порошку на сильно кислих ґрунтах (наприклад, торфянистих і болотистих), де він нейтралізує надлишок кислот і одночасно збагачує ґрунт фосфором.
Фосфорні добрива
Складні і змішані фосфорні добрива містять не один, а два або і всі три необхідних для живлення рослин елементи, тобто азот, фосфор і калій. Найважливішими з них є так звані амофоси і азофоска.
До амофосів належать дигідрофосфат амонію NH4H2PO4 і гідрофосфат амонію (NH4)2HPO4. Амофоси одержують нейтралізацією розчину фосфатної кислоти розчином амоніаку з наступним упарюванням і кристалізацією солі. Амофоси являють собою дуже цінне складне добриво, яке містить азот і фосфор.
Азофоска — це суміш гідрофосфату амонію (NH4)2HPO4і нітрату калію KNO3 її одержують кристалізацією з розчину суміші двох солей. Залежно від співвідношення вихідних речовин одержують різні сорти азофоски, які відрізняються між собою процентним вмістом азоту, фосфору і калію.
Амофо́с — складне добриво, яке одержують нейтралізацією фосфорної кислоти аміаком.
Залежно від ступеня нейтралізації буває моноамоній-фосфат (амофос) NH4H2PO4. і діамоній-фосфат (діамофос) (NH4)2HPO4.
Завдання для самоконтролю
Які речовини називаються добривами?
Наведіть приклади класифікації добрив.
Які добрива є найпродуктивніші і чому?
Чи можна вносити добрива в необмежених кількостях?
Яких правил необхідно дотримуватись під час роботи з мінеральними добривами?
Чому добрива вважають одним з основних забруднювачів ґрунтів?
Чому для освіченої сучасної людини дана проблема є важливою?
Тема. Амфотерні властивості алюміній оксиду і алюміній гідроксиду. Застосування алюмінію та його сплавів.
План.
Положення алюмінію в періодичній системі хімічних елементів.
Знаходження в природі.
Фізичні властивості
Хімічні властивості
Сполуки алюмінію.
Сплави алюмінію.
Застосування алюмінію.
Література Попель П.П. Хімія: підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. Закл./П.П.Попель, Л.С. Крикля.-К.:ВЦ «Академія», 2009.- с153-171
Алюміній — метал III групи другого періоду в Періодичній системі системе хімічних елементів Д.І.Менделєєва. Алюміній у сполуках виявляє ступінь окиснення +3, так як має на зовнішньому енергетичному рівні 3 валентних електрони. Фізичні властивості Алюмінію: Алюміній – сріблясто-білий метал, легкий і пластичний, густина його = 2,7 г/см3, температура плавлення = 660 0С. Легко витягується в дріт, прокочується у фольгу. За електропровідністю поступається лише сріблу й міді. Входить до складу легких сплавів. Хімічні властивості лужних металів.
Одержують Алюміній електролізом Al2O3 у розплавленому кріоліті за температури близько 1000 0С. Взаємодія з неметалами:
1) З киснем:
4Аl + 3О2 = 2Аl2О3
2) З галогенами: 2Аl + ЗВr2 = 2АlВr3
3) З іншими неметалами при підвищенні температури:
2Аl + 3S = Аl2S3 (сульфід алюмінію) 2Аl + N2 = 2АlN (нітрид алюмінію) 4Аl + 3С = А14С3 (карбід алюмінію) Алюмотермія: 2Аl + 3W3 = 3W + А12О3 Взаємодія з водою після зняття оксидної плівки:
2Аl + 6Н2О = 2Аl(ОН)3 + ЗН2 Після зняття оксидної плівки
Алюміній розчиняється в лугах:
2Аl + 2NаОН + 2Н2О = 2NаАlО2 + 3Н2 Розчиняється в розведених кислотах:
2А1 + 6НС1 = 2АlСl3 + ЗН2 2А1 + ЗН2SО4 = Аl2(S04)3 + 3Н2 Алюміній пасивується при взаємодії з концентрованою нітратною кислотою, тому з нею Алюміній взаємодіє лише при нагріванні:
Аl + 6НNO3(конц.) = Аl(NО3)3 + 3NО2 + 3Н2О Алюміній оксид Аl 2O3
Проявляє амфотерні властивості:
Аl2O3 +6 НС1 = 2АlСl3 + 3Н2О
Аl 2O3 + 2NаОН + 3Н2О = 2 Na[Al(OH)4] – у розчинах
Аl 2O3 + 2NаОН = 2NaAlO2 + Н2О – у процесі сплавлення Алюміній гідроксид Al(OH)3 Проявляє амфотерні властивості:
Аl (OH)3 + 3НС1 = АlСl3 + 3Н2О
Аl (OH)3 + NаОН = Na[Al(OH)4] – у розчинах
2Аl (OH)3 + Nа2О = 2NaAlO2 + 3 Н2О – у розплаві Поширення в природі:
За вмістом в земній корі (8.8%) алюміній займає 3 місце . У вільному стані алюміній не зустрічається. Основні природні сполуки Алюмінію:
1. Нефеліни — (Na,K)2О • АlО3 • 2Si2. 2. Кріоліт — А1F3 • 3NaF 3. Боксити — алюмінієва руда Аl2O3 • хH2O . 4. Каолін — А12О3 • 2SiO2 • 2Н2О. 5. Глиноземи — суміш каоліну з піском SiO2, вапняком СаСО3, магнезитом МgСО3. Застосування:
— в електротехніці; — для виробництва легких сплавів —застосовують у виробництві чугуну та сталі для корозійної стійкості; — для одержання металів у вільному стані; — в будівельній промисловості; — для виготовлення фольги.
Завдання для самоконтролю
. Які хімічні властивості має Алюміній ?
Що таке амфотерність?
Які йони утворюються при дисоціації алюміній гідроксиду?
Як довести , що Алюміній гідроксид має амфотерні властивості?
Напишіть рівняння хімічних реакцій, щоб здійснити ланцюжок перетворень:
1) Al → Аl 2 (SO4)3 → Аl (OH)3 → NaAlO2 2) Al → Аl 2O3 → АlСl3 → Аl (OH)3 → Аl(NO3)3
Тема. Металічні руди. Загальні методи добування металів.
План.
Загальні поняття про метали.
Класифікація металів
Металічні руди,
Загальні методи добування металів.
Література: Попель П.П. Хімія: підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. Закл./П.П.Попель, Л.С. Крикля.-К.:ВЦ «Академія», 2009.- с172-178
Метали - клас хімічних елементів з певними хімічними і фізичними властивостями: метали добре проводять електрику і тепло, непрозорі, але можуть відбивати світло; ковкі, що дозволяє надавати виробам з них потрібну форму і розкатувати в плоскі пластинки, пластичні, що дає можливість витягати тонкий дріт.
Металами є прості речовини більшості хімічних елементів (приблизно 80 %). Найпоширенішим хімічним елементом-металом, у земній корі є алюміній.
Широко використовуються такі типи металів:
чорні метали — залізо, манган, хром.
дорогоцінні метали: золото, срібло і платина, використовуються переважно в ювелірній промисловості;
важкі метали: мідь, цинк, олово і свинець, застосовуються в машинобудуванні;
рідкісні важкі метали: нікель, кадмій, вольфрам, молібден, манган, кобальт, ванадій, вісмут, використовуються в сплавах з важкими металами;
легкі метали: алюміній, титан і магній;
лужні метали: калій, натрій і літій
лужноземельні метали: кальцій, барій і стронцій, застосовуються в хімії,
Метали в природі
Метали складають понад 80% усіх хімічних елементів. Переважна більшість металів зустрічається в природі у вигляді різних сполук і лише деякі з них — у вільному стані. Це так звані самородні метали (золото і платина), а також інколи срібло, ртуть, мідь і інші метали.
Мінерали і гірські породи, придатні для добування з них металів заводським способом, називаються рудами. Важливішими рудами є оксиди (Fe2O3, Fe3O4, Al2O3 • nH2O, MnO2 тощо); сульфіди (ZnS, PbS, Cu2S, HgS і ін.), солі (NaCl, KCl, MgCl2 CaCO3 і т. д.). Малоактивні метали зустрічаються переважно у вигляді оксидів і сульфідів, а активні (лужні і лужноземельні) — винятково у вигляді солей.