Изучение темы "Минеральные удобрения" в школьном курсе химии (стр. 2 из 4)

Простой суперфосфат Са(Н₂Р0₄)₂ + 2CaS0₄ получают при взаимодействии фосфоритной или апатитовой муки с серной кислотой по уравнению:

Простой суперфосфат применяют для питания всех культур. К недостаткам его относится наличие гипса CaS0₄, который является балластом и тем самым удорожает транспортировку удобрения от завода до поля. Поэтому особое значение он имеет для культур, нуждающихся, кроме фосфора, в гипсе (клевер и другие бобовые). Лучшей формой его применения является гранулированный простой суперфосфат.

Двойной суперфосфат Са(Н₂Р0₄)₂ отличается от простого тем, что не содержит гипса. Выпускается в виде порошка и гранул. Его производство осуществляется в две стадии:

б) жидкую часть отделяют от осадка (гипса и других
примесей) и обрабатывают ею новую порцию сырья:

Преципитат СаНР0₄ • 2Н₂0 получают взаимодействием Н₃Р0₄, полученной экстракционным способом, с известковым молоком или мелом:

Или

Отечественный агрохимик Д. Н. Прянишников предложил получать преципитат путем обработки фосфатного сырья азотной кислотой. При этом дополнительно образуется кальциевая селитра. Преципитат можно смешивать с любым удобрением. Он может применяться на всех почвах и под различные культуры.

В последнее время большой интерес вызывает возможность применения в качестве удобрения красного фосфора. Он неядовит, является самым концентрированным фосфорсодержащим продуктом (229% в пересчете на Р₂0₅). Его можно вносить в почву в запас на ряд лет. Агрохимические исследования показали, что из общего количества внесенного в почву красного фосфора за сезон в растение переходит 15—17%, остальное количество остается в почве и используется в последующие годы.

Почему фосфоритную муку целесообразно вносить в почву до посева?

Почему внесенная в почву фосфоритная мука действует в течение нескольких лет?

Почему некоторые фосфорные удобрения (фосфоритная мука, преципитат, красный фосфор), внесенные в почву, сохраняют свои питательные свойства в течение нескольких лет, а калийные удобрения нужно вносить в почву ежегодно?

Какие питательные элементы содержатся в комплексных удобрениях: фосфат калия, калийная селитра, дигидрофосфат аммония (аммофос)? Какова массовая доля каждого питательного элемента в этих удобрениях?

Комнатные растения можно поливать подкормкой из минеральных удобрений: в 1 л воды растворяют 2,5 г KN0₃, 2,5 г КН₂Р0₄ и 10 г Ca(N0₃)₂. Какова массовая доля (в %) каждого из компонентов в такой подкормке?

В образце суперфосфата массовая доля оксида фосфора (V) составляет 20%. Найдите массовую долю дигидрофосфата кальция в удобрении.

Водный раствор содержит 39,2 г фосфорной кислоты. Его нейтрализовали раствором, содержащим 37 г гидроксида кальция. Найдите массу полученного преципитата.

Глава 2. Изучение минеральных удобрений в школе

В школьном курсе химии минеральные удобрения рассматриваются подробно в IX классе. Как известно, состав удобрений, их свойства, применение и эффективность изучает специальная наука — агрохимия (агрономическая химия). Основы агрохимии в школе рассматриваются на факультативных занятиях «Химия в сельском хозяйстве. Хотелось бы заметить, что если в городских школах изучение минеральных удобрений может носить общепознавательный характер, то в сельских школах к рассмотрению этого вопроса следует подойти более подробно как в теоретическом так и в практическом плане. Изучение минеральных удобрений, на современном научном уровне окажет большую помощь школьникам для подготовки их к практической деятельности в сельском хозяйстве. В связи с этим и хочется поделиться отдельными мыслями по улучшению изучения минеральных удобрений в школе и их практическому применению.

Минеральные удобрения, как правило, содержат некоторое количество различных примесей (балласта). Это зависит от сырья и технологии получения удобрений. Поэтому называть удобрения, хотя бы для примера, химически чистыми веществами (как дано в учебнике неорганической химии для IX класса), не совсем правильно. Искусственное введение понятия об удобрениях как о химически чистых веществах нередко вводит учителей в заблуждение, и многие из них используют на уроках химически чистые реактивы вместо натуральных удобрений (хлористого калия, сульфата аммония, суперфосфата и др.). Вполне понятно, что внешний вид и проявление химических реакций у таких химически чистых веществ будут отличаться от удобрений.

В учебнике также приводится пример расчета процента действующего вещества в удобрениях по химическим формулам. На наш взгляд, этого делать нельзя, так как удобрения не химически чистые вещества, а смеси. При таких расчетах надо указывать количество примесей для того, чтобы получить точный результат. Приведенным в учебнике методом нельзя определить процент действующего вещества в фосфоритной муке, сильвините, калийной соли. Да и у других удобрений, полученных искусственно синтетическим путем (мочевина, аммиачная селитра), этот способ дает завышенные, не соответствующие действительности, показатели. В агрохимии и в практике сельского хозяйства, такие расчеты никогда не проводятся. Процент действующего вещества в каждом виде и партии удобрений определяется в заводских агрохимических лабораториях на основании количественного метода аналитической химии, а затем он указывается в накладных документах (сертификатах) и на этикетках, приложенных к удобрениям. В практике сельского хозяйства и при работе с удобрениями в школе процент действующего в них вещества надо брать из этих же документов или из справочников.

Вполне целесообразным можно считать определение процента действующего вещества а удобрениях аналитическим путем. Такая работа тесно увязывается с агрохимией и практикой сельского хозяйства, расширяет знания и умения школьников в нужном направлении, повышает их интерес к сельскому хозяйству.

Следовательно, устанавливая межпредметные связи агрохимии с неорганической химией в школе, следует исключить примеры и понятия по отношению к удобрениям, как химически чистым веществам, а также расчет действующего вещества по химическим формулам.

В агрохимии, как известно, сложились определенные названия удобрений. Они общеприняты в сельском хозяйстве. Однако в связи с изменением номенклатуры неорганических соединений многие удобрения в школе стали называть по-иному. Например, удобрение хлористый калин (КО) в школьном курсе неорганической химии называют хлоридом калия; аммиачную селитру (NH₄NOs) — нитратом аммония; жидкое удобрение аммиачную воду или водный раствор аммиака (NH₄OH) гидроксидом аммония. Нам думается, что при изучении удобрений следует указывать традиционные, общепринятые в агрохимии названия и новые, современные, принятые в школе.

Нормы внесения минеральных, или заводских, удобрений под сельскохозяйственные культуры выражаются в килограммах действующего вещества (д. в.) или в центнерах тука на 1 га (ц/га). Нередко при постановке полевых опытов учителя нечетко указывают нормы внесения удобрений. Например, говорят о внесении 4,0 ц/га фосфорных удобрений, но не называют конкретно каких. Если указанная норма вносится в виде простого суперфосфата, который содержит 19% фосфора, то будет внесено 76 кг/га д. в., если двойного суперфосфата (42%)—то 168 и если фосфоритной муки (23%)—то 92 кг/га д.в.

Как уже отмечалось, чаще всего норма внесения удобрений выражается в кг/га д. в. Вносят же удобрения в виде конкретных туков. Поэтому надо уметь норму внесения удобрений, выраженную в кг/га д. в., переводить в ц/га тука. Например нужно внести Nso, имеется мочевина с содержанием азота 42%. Соответственно мочевины следует внести (60: 42) 1,4 ц/га ^s.

На пришкольном участке и при проведении мелкоделяночных опытов с удобрениями приходится определять количество удобрений, вносимых на небольшие площади, исходя из установленных норм. Например, определили, что следует внести карбамида 1,4. ц/га. Требуется найти, сколько нужно внести его (в г) На делянку в 20 м². Расчет проводят так. Вначале 1,4 ц переводят в граммы, затем определяют, сколько граммов удобрения приходится на 1 м² в соответственно 20 м²

если установили внести 1,4 ц/га карбамида, то это будет соответствовать 1,4 кг на ТОО м² (1,4 ц/га =140 кг/га ==1,4 кг/100 М²). Это закономерно для любой нормы. Абсолютная величина, выражающая норму внесения удобрения, остается без изменения, а изменяется только масштаб измерений— вместо ц/га становится кг/100 м² (3,5 ц/га» =3,5 кг/100 и^!, 5,0 ц/га=5,0 кг/100 м² и т. д.).

Для проверки выполнения заданий учащихся рекомендуем вести запись расчета по такой форме. Например, на делянку полевого севооборота пришкольного участка намечено внести N_eB, Размер делянки 50 м². Имеются удобрения: карбамид с содержанием азота 42%, суперфосфат простой (д. в. 19%), хлористый калий (д. в. 56%). Требуется определить, .сколько граммов каждого удобрения надо внести на делянку.

Как видно, расчет очень прост. Учитель или ученик, рассуждая логически, проводят запись в тетради или на классной доске по определению количества удобрений на любую заданную площадь мелкоделяночного опыта. В этом мы убедились на своем длительном опыте работы со школьниками.