Фосфорные удобрения. Аллотропные модификации фосфора

Пример.

Пример.

1 моль Са 3 (РО 4) 2 весит столько, чему равна его молярная масса. М[Са 3 (РО 4) 2 ] = 3 · М (Са) + 2 · М (Р) + 8 · М (О) = 3 · 40,078 + 2 · 30,974 + 8 · · 15,999 = 310,174 г/моль.

Масса 1 моля Са 3 (РО 4) 2 или 6,022· 10 23 молекул Са 3 (РО 4) 2 равна 310,174 г.

Атомная единица массы (а.е.м.) (другое название – углеродная единица (у.е.)). Она равна 1/12 части массы атома легкого изотопа углерода с массовым числом 12. Атомная единица массы – величина постоянная, равная 1,6605402· 10 −24 г.

1 а.е.м. = m ат. ( С) = ≈ 0,166· 10 −26 кг.

Единицы измерения а.е.м. – граммы, килограммы и т. д.

Масса атомов и молекул . m ат. , m мол-лы выражается очень малыми величинами порядка 10 −26 кг.

m (Н) = 0,167· 10 −26 кг = 1,0079 · а.е.м.

m ( С) = 1,994· 10 −26 кг = 12,011 · а.е.м.

m (СО 2) = 7,305· 10 −26 кг = 12,011 · а.е.м. + 2 · 15,999 · а.е.м.

Единицы измерения масс атомов и молекул: кг, г, а.е.м. и т. д.

m ат = = А r · а.е.м.; m мол-лы = = М r · а.е.м.

m любого числа частиц: m (N) = = M · ν.

m ат. ( С) = = 1,992· 10 −26 кг;

m ат. ( С) = = 1,994· 10 −26 кг.

Относительная атомная масса (А r) показывает, во сколько раз средняя масса атома естественного изотопического состава элемента больше 1 а. е. м. Значения А r приводятся в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. А r можно рассчитать по формуле А r = . А r − величина безразмерная. Подстрочная буква «r» − первая буква английского слова relative или латинского relativus – относительный, сравнительный; масса атома сравнивается с 1 а.е.м.

Сырьем для производства фосфорных удобрений, фосфора и всех фосфорных соединений служат апатитовые и фосфоритовые руды. В состав обоих видов сырья входит минерал фтор-апатит Ca 5 (PО 4) 3 F. Апатитовые руды вулканического происхождения, фосфориты же представляют собой морские осадки.

В дореволюционной России были известны и разрабатывались лишь маломощные месторождения фосфоритов низкого качества. Поэтому событием огромного народнохозяйственного значения было открытие в 20-х годах месторождения апатита на Кольском полуострове, в Хибинах. Здесь построена крупная обогатительная фабрика, которая разделяет добываемую горную породу на концентрат с высоким содержанием фосфора и примеси - "нефелиновые хвосты", используемые для производства алюминия, соды, поташа и цемента.

Мощные месторождения фосфоритов открыты в Южном Казахстане, в горах Кара-Тау.

Самое дешевое фосфорное удобрение - это тонко измельченный фосфорит - фосфоритная мука. Фосфор содержится в ней в виде нерастворимого в воде фосфата кальция. Поэтому фосфориты усваиваются не всеми растениями и не на всех почвах. Основная масса добываемых фосфорных руд перерабатывается химическими методами в вещества, доступные всем растениям на любой почве. Это воднорастворимые фосфаты кальция: дигидрофосфат кальция Са(Н 2 РO 4) 2 , входящий в состав суперфосфата, смесь NH 4 H 2 PO 4 и (NН 4) 2 НРO 4 - аммофос, гидрофосфат кальция СаНРO 4 (преципитат), плохо растворимый в воде, но растворимый в слабых кислотах и др. Для производства растворимых фосфатов необходима фосфорная кислота. Как ее получить из природного сырья?

При взаимодействии фосфата кальция с серной кислотой образуются почти нерастворимый сульфат кальция и водный раствор фосфорной кислоты:

Са 3 (РO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4 ↓ + Q

Продукты реакции разделяют посредством фильтрования. В этой реакции участвуют вещества: одно - в твердом, другое - в жидком состоянии. Поэтому для увеличения ее скорости сырье предварительно тонко измельчают и в ходе реакции перемешивают с серной кислотой. Реакция идет с выделением теплоты, за счет которой часть воды, поступающей с серной кислотой, испаряется.

Фосфорную кислоту получают в промышленности и другим способом. При взаимодействии природных фосфатов с углем при температуре около 1600°С получается фосфор в газообразном состоянии:

2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C = P 4 + 10CO + 6CaO - Q

Эту реакцию проводят в электрических дуговых печах. Фосфор сжигают и получают фосфорную кислоту взаимодействием образующегося фосфорного ангидрида с водой.

По этому способу получается более чистая кислота, чем по первому. Она может быть получена и из низкокачественных фосфатов. Благодаря электрификации страны этот способ получил в последние годы широкое применение.

Действуя на измельченные природные фосфаты фосфорной кислотой, получают "фосфорное удобрение с довольно высоким содержанием Р 2 О 5 , так называемый двойной суперфосфат:

Са 3 (РO 4) 2 + 4Н 3 РO 4 = 3Са(Н 2 РO 4) 2

Взаимодействием фосфорной кислоты с аммиаком получают еще более ценное удобрение - аммофос, сложное удобрение, содержащее наряду с фосфором также и азот.

Двойной суперфосфат, и в особенности аммофос, находят в нашей стране наиболее широкое применение. Из других удобрений, получаемых на основе фосфорной кислоты, укажем на так называемый преципитат (в переводе с латинского "осадок"). Он получается при взаимодействии фосфорной кислоты с известняком:

Н 3 РO 4 + СаСО 3 + Н 2 O = СаНРO 4 *2Н 2 O + СO 2

Гидрофосфат кальция СаНРO 4 , в отличие от дигидрофосфата, плохо растворим в воде, но растворим в слабых кислотах, а значит, и в кислых почвенных растворах и поэтому хорошо усваивается растениями.

Раньше в течение более 100 лет в качестве фосфорного удобрения применяли почти исключительно так называемый простой суперфосфат, который получается при действии серной кислоты на природный фосфат кальция без отделения фосфорной кислоты. Получается смесь дигидрофосфата кальция и сульфата кальция. Это удобрение с низким содержанием питательного вещества - до 20% Р 2 О 5 . Сейчас он еще производится на ранее построенных заводах, но по перспективному плану развития производства минеральных удобрений в нашей стране новых заводов простого суперфосфата не будут строить.

При производстве фосфорной кислоты (по одному из рассмотренных способов) и простого суперфосфата расходуются большие количества серной кислоты. Разработаны и получили применение на заводах способы получения фосфорных удобрений, не требующие, серной кислоты. Например, действуя на фосфатное сырье азотной кислотой, получают раствор, содержащий фосфорную кислоту и нитрат кальция. Раствор охлаждают и отделяют кристаллы нитрата кальция. Нейтрализуя раствор аммиаком, получают аммофос.

1. Каково содержание минерала фторапатита в хибинской апатитоне-фелиновой породе, если концентрат содержит 39,4% Р 2 O 5 и если предположить, что фторапатит полностью выделен?
2. Почему тонкое измельчение фосфоритов повышает эффективность фосфоритной муки? Почему фосфоритную муку целесообразно вносить в почву до посева под зяблевую вспашку и хорошо перемешивать с почвой? Как объяснить, что действие фосфоритной муки наблюдается в течение нескольких лет?
3. Вычислите теоретическое содержание Р 2 O 5 в простом и двойном суперфосфате.
4. Составьте уравнение реакции между средним фосфатом и азотной кислотой. Вычислите, сколько 50-процентного раствора азотной кислоты требуется согласно этому уравнению для взаимодействия с концентратом, содержащим 39,4% Р 2 О 5 .

Ответ:
Б) желтый.

2. Напишите уравнения реакций, приводящих к изменению кислотности среды (pH) в растворе ортофосфата натрия.

Решение:
Напишем уравнения:
Из РО 4 + Н 2 О:
РО 4 −3 + Н 2 О → НРО 4 2− + ОН −
НРО 4 2− + Н 2 О → Н 2 РО 4− + ОН −
Н 2 РО 4 − + Н 2 О → Н 3 РО 4 + ОН −
Следовательно, среда становится щелочной.

3Т. Формула фосфида кальция А) Са 3 (РO 4) 2 Б) Са(РO 3) 2 В) Са 2 Р 2 О 7 Г) Са 3 Р 2

Ответ:
Г) Са 3 Р 2 .
Са 3 (РО 4) 2 - фосфат кальция;
Са(РО 3) 2 - фосфит кальция;
Са 2 Р 2 О 7 - пирофосфат кальция.

4. При какой температуре (выше или ниже 100 °С) происходит превращение ортофосфорной кислоты в дифосфорную?

Ответ:
Превращение ортофосфорной кислоты в дифосфорную
происходит при Т = 200°С.

5. Экзо- или эндотермической является реакция образования дифосфорной кислоты из ортофосфорной?

Ответ:
Реакция образования дифосфорной кислоты из ортофос-
форной является экзотермической.

6. Изобразите структурную формулу дихромовой кислоты.

Ответ:

Структурная формула дихромовой кислоты H2Cr2O7 имеет

Суперфосфат простой Са(Н2РО4)2·Н2О + 2CaSO4. Порошковидный (РС) содержит 19-20 % Р2О5, гранулированный (РСГ) – 19,5-22 % . Это первое искусственное минеральное удобрение, которое начали производить в 1843 году в Англии, разлагая серной кислотой фосфориты.

В России в настоящее время получают при обработке серной кислотой апатитового концентрата:

[Са3(РО4)2]3·CaF2 + 7H2SO4 + 3H2O → 3Ca(H2PO4)2·H2O + 7CaSO4 + 2HF.

Таким образом, в составе удобрения содержится около 40 % гипса. Порошковидный суперфосфат – это белый или светло-серый тонкий порошок с характерным запахом фосфорной кислоты. В воде растворяется плохо.

Из-за неравномерного перемешивания в реагирующей массе происходят и другие реакции. При недостатке кислоты образуется двузамещённый фосфат кальция:

[Са3(РО4)2]3·CaF2 + 4H2SO4 + 12H2O → 6CaHPO4·2H2O + 4CaSO4 + 2HF.

В итоге 10-25 % фосфора находится в цитратнорастворимой форме.

При избытке серной кислоты образуется фосфорная:

[Са3(РО4)2]3·CaF2 + 10H2SO4 → 6H3PO4 + 10CaSO4 + 2HF.

Поэтому порошковидный суперфосфат содержит 5,0-5,5 % свободной фосфорной кислоты, определяющей повышенную кислотность и значительную гигроскопичность удобрения. Соответственно, может отсыревать и слёживаться. По стандарту его влажность не должна превышать 12-15 %.

Гранулированный простой суперфосфат – это светло-серые гранулы неправильной формы размером 1-4 мм. При грануляции его высушивают до влажности 1-4 %, фосфорную кислоту нейтрализуют известьсодержащими материалами (известняком и др.) или фосфоритом, содержание её снижается до 1,0-2,5 %. Поэтому физические свойства гранулированного суперфосфата лучше, он негигроскопичен, практически не слёживается.

Суперфосфат двойной (тройной) Са(Н2РО4)2·Н2О (РСД ) содержит 43-49 % Р2О5 (С 76). Это самое концентрированное фосфорное удобрение. Выпускается в гранулированной форме. Технология производства включает две стадии: 1) получение ортофосфорной кислоты; 2) обработка кислотой апатита (С 80).

Ортофосфорную кислоту чаще всего получают экстрактивным способом, то есть разложением апатитов или фосфоритов, в том числе низкопроцентных, серной кислотой в соответствии с последней реакцией (С 79, 81).

Разработан также способ получения фосфорной кислоты посредством осуществления следующих технологических процессов: а) возгонка фосфора низкопроцентных фосфоритов при 1400-1500 ºС, б) сжигание выделившегося фосфора, в) взаимодействие образовавшегося оксида фосфора с водой (С 81).

Полученной фосфорной кислотой обрабатывают апатитовый концентрат:

[Са3(РО4)2]3·CaF2 + 14H3РO4 + 10H2O→ 10Ca(H2PO4)2·H2O + 2HF.

Это слаборастворимые в воде светло-серые или тёмно-серые гранулы размером 1-4 мм. Содержание свободной фосфорной кислоты не превышает 2,5 %, поэтому двойной суперфосфат негигроскопичен, не слёживается.

Суперфосфат обогащённый содержит 23,5-24,5 % Р2О5. Получают при разложении апатитового концентрата смесью серной и ортофосфорной кислот. Выпускают в гранулированной форме.

Суперфос содержит 38-40 % Р2О5. Производство этого удобрения основано на взаимодействии смеси серной и фосфорной кислот с фосфоритной мукой. Суперфос выпускается в гранулированной форме. Водорастворимый фосфор составляет только половину от общего содержания (19-20 %).

При внесении суперфосфатов в почву происходит химическое, обменное и биологическое поглощение фосфора, поэтому он закрепляется в месте внесения и практически не передвигается по профилю почвы. В то же время, хемосорбция сильно снижает доступность фосфора для растений.

Суперфосфаты можно применять на всех почвах под все культуры. Простой суперфосфат целесообразнее использовать на почвах, плохо обеспеченных серой, а также под более требовательные к сере бобовые и крестоцветные растения.

В качестве основного удобрения суперфосфаты лучше вносить осенью под вспашку, но можно и весной под культивацию. Для уменьшения ретроградации фосфора рекомендуется локальное (чаще всего, ленточное) основное внесение суперфосфатов, определяющее более медленное взаимодействие их с почвой.

Одним из рекомендуемых способов применения гранулированных форм суперфосфатов является припосевное внесение. Иногда они используются и для подкормок. Порошковидный суперфосфат можно применять при посеве и в подкормки, только если он обладает хорошими физическими свойствами, потому что отсыревшее и слежавшееся удобрение забивает туковысевающие аппараты сеялок и культиваторов-растениепитателей.

Полурастворимые удобрения (растворимые в слабых кислотах)

Преципитат СаНРО4·2Н2О (РП) содержит 25-35 % Р2О5. Получают нейтрализацией растворов фосфорной кислоты (отходов при получении желатина из костей) известковым молоком или суспензией мела:

Н3РО4 + Са(ОН)2 → СаНРО4·2Н2О↓;

Н3РО4 + СаСО3 + Н2О → СаНРО4·2Н2О↓ + СО2.

Белый или светло-серый тонкоразмолотый пылящий порошок, нерастворимый в воде. Соответственно, негигроскопичен, не слёживается.

Томасшлак Са3(РО4)2· СаО содержит 8-20 % Р2О5, но применяемый на удобрение по стандарту должен содержать не менее 14 % цитратнорастворимого фосфора. В состав удобрения входят магний, железо и микроэлементы (марганец, молибден и др.). Это отход металлургической промышленности, получаемый при переработке богатых фосфором чугунов по способу Томаса. Тяжёлый тонкодисперсный порошок тёмно-серого или чёрного цвета, нерастворимый в воде.

Фосфатшлак мартеновский Са3(РО4)2· СаО (РФШ) содержит 8-12 % Р2О5, но стандартом предусмотрено содержание цитратнорастворимого фосфора в удобрении не менее 10 % (С 92). Включает железо, магний и микроэлементы. Отход при переработке богатых фосфором чугунов мартеновским способом. Тонкий тёмно-серый пылящий порошок. В воде не растворяется.

Труднорастворимые удобрения.Фосфоритная мука (фосмука) (РФ) в основном содержит фосфор в форме фторапатита [Са3(РО4)2]3·CaF2, в упрощённом виде её химическая формула выглядит как Са3(РО4)2. Её получают размолом фосфоритов до порошковидного состояния так, чтобы не менее 80 % продукта проходило через сито с диаметром отверстий 0,17 мм. Это самое дешёвое фосфорное удобрение. Именно поэтому фосфоритная мука при всех её недостатках прочно закрепилась в ассортименте применяемых фосфорных удобрений.

В зависимости от месторождения фосфоритов содержание фосфора в фосмуке сильно варьирует. В высшем сорте содержится не менее 30 % Р2О5, первом – 25, втором – 22, третьем – 19 % Р2О5.Это тонкоразмолотый пылящий порошок серого, землисто-серого, тёмно-серого или коричневого цвета, нерастворимый в воде.

Скорость разложения фосфоритной муки зависит от степени кислотности почвы, вида фосфоритов и тонины помола (С 98).

На почвах, имеющих гидролитическую кислотность менее 2,5 мэкв на 100 г, фосмука практически не растворяется, и фосфор из неё растениями не усваивается. Поэтому рекомендуется применять её на более кислых почвах. При этом необходимо учитывать также величину ЕКО, так как при одной и той же Нг действие фосмуки повышается с уменьшением ёмкости поглощения.

Важным является тот факт, что фосмука может действовать наравне с суперфосфатом, если Нг выше расчётного значения, полученного по формуле:

Нг, мэкв/100 г почвы = 3 + 0,1ЕКО (С 99).

Наглядно зависимость действия фосмуки от двух рассмотренных показателей представлена на графике Бориса Александровича Голубева (С 100).Таким образом, хорошую отдачу от фосфоритной муки можно ожидать при использовании её на кислых дерново-подзолистых, серых лесных, торфяных почвах и краснозёмах, а также на обладающих высокой Нг оподзоленных и выщелоченных чернозёмах. Но, применяя фосмуку на сильнокислых почвах, следует учитывать возможность ретроградации образующихся при её разложении водорастворимых соединений фосфора.

Для производства фосмуки целесообразнее использовать более молодые с геологической точки зрения желваковые фосфориты, которые не имеют хорошо выраженного кристаллического строения и легче поддаются разложению. Фосфоритам более древнего происхождения свойственно кристаллическое строение, поэтому их фосфор значительно менее доступен для растений.

Действие фосфоритной муки, особенно на слабокислых почвах, в большой степени зависит от тонины помола. Чем меньше размер частиц, тем быстрее осуществляется взаимодействие удобрения с почвой и переход фосфора в более растворимые соединения (С 101, 102).

Фосфоритную муку на кислых почвах можно вносить под все культуры, а на нейтральных только под способные использовать фосфор из трёхзамещённых фосфатов (люпин, гречиха, горчица и т.д.). При внесении фосмуки на нейтральных почвах под другие культуры для разложения фосмуки можно использовать следующие приёмы (С 103).

1) Компостирование с торфом и навозом. Торф в большинстве случаев обладает кислой реакцией, способствующей растворению фосмуки. Кроме того, при разложении навоза и торфа выделяется значительное количество органических кислот (С 104).

2) Внесение фосфоритной муки по клеверищу. После уборки клевера 2 г.п. остаётся много пожнивно-корневых остатков. Фосмуку распределяют по поверхности, проводят дискование, а через неделю вспашку. В течение недели дернина разлагается в аэробных условиях с образованием органических кислот.

3) Внесение фосфоритной муки в чистый пар, в котором, как правило, происходит интенсивное накопление нитратов (азотной кислоты).

4) Смешивание фосмуки с физиологически кислыми удобрениями.

Фосфоритная мука применяется только для основного внесения, которое, добиваясь хорошего перемешивания и длительного взаимодействия с почвой, лучше проводить осенью под зяблевую вспашку.

Фосфоритная мука используется также для улучшения плодородия почв, а именно, повышения содержания подвижного фосфора. В таком случае применяются высокие дозы фосмуки (1-3 т/га), которые устанавливаются в зависимости от кислотности почвы и исходного содержания подвижного фосфора. Этот важнейший мелиоративный приём, обеспечивающий питание растений фосфором в течение 6-8 лет, называется «фосфоритование».

Коэффициенты использования фосфора из удобрени. Фосфор водорастворимых удобрений в больших количествах закрепляется почвами, поэтому в год внесения растения используют только 15-25 % от общего количества. Локальное внесение удобрений повышает коэффициент использования фосфора в 1,5-2 раза (С 108).

Вместе с тем, фосфорные удобрения характеризуются значительным последействием, то есть оказывают положительное влияние на урожайность культур в течение ряда лет. За ротацию 7-8-польного севооборота используется 40-50 % фосфора минеральных удобрений.

Дозы фосфорных удобрений .

Фосфорные удобрения обычно вносят до посева и при посеве (посадке) культур. В нечернозёмной зоне для основного внесения под зерновые культуры применяют в среднем 30-90, под пропашные и овощные 60-120 кг/га Р2О5. При посеве фосфор вносится в невысоких дозах – от 7 до 30 кг/га Р2О5.

Сроки и способы внесения фосфорных удобрений . Основное внесение лучше проводить осенью под зяблевую вспашку, чтобы удобрения попали в более глубокий слой почвы с относительно стабильными условиями увлажнения, обеспечивающими бесперебойное питание растений. Можно вносить и весной под культивацию, но мелкая заделка может привести к тому, что удобрения окажутся в верхнем, часто пересыхающем слое почвы.

Фосфорные удобрения можно вносить в запас на 2-3 года. Однократное применение увеличенных в 2-3 раза доз обеспечивает растения фосфором в течение 2-3 лет, снижая в то же время затраты на применение удобрений.

Повсеместно рекомендуемым способом применения суперфосфатов, особенно актуальным при их дефиците, является припосевное внесение, которое желательно осуществлять комбинированными сеялками, обеспечивающими размещение удобрений на расстоянии от семян 2,5-3 см в глубину или в сторону. Гранулированный суперфосфат можно вносить вместе с семенами, но во избежание снижения их всхожести при контакте с удобрением готовить смесь необходимо непосредственно перед посевом.

Для подкормок так же, как и для припосевного внесения, пригодны только водорастворимые удобрения. Односторонние фосфорные подкормки применяются очень редко, как правило, если до посева культур не удалось внести достаточное количество фосфора. Поэтому использование суперфосфатов для подкормок не получило широкого распространения. Примером внесения в подкормку суперфосфата может служить фосфорно-калийная (в смеси с калийными удобрениями) подкормка многолетних бобовых трав. Следует отметить, что эта подкормка целесообразна только при использовании низких доз фосфора под покровную травам культуру.

В основном проводятся азотно-фосфорные и азотно-фосфорно-калийные подкормки пропашных культур, причём обычно комплексными удобрениями.

Суперфосфат – эту смесь солей кальция получают обработкой фосфоритов или апатитов рассчитанным количеством технической серной кислоты.

Са 3 (РО 4) 2 + 2Н 2 SО 4 = Са(Н 2 РО 4) 2 + 2СаSО 4 (Р 2 О 5 » 20%)

Полезная часть суперфосфата – растворимый в воде дигидрофосфат кальция, хорошо усваиваемый растениями. Сульфат кальция является балластом. Поэтому выгоднее получать двойной суперфосфат.

Для этого сначала получают фосфорную кислоту

Са 3 (РО 4) 2 + 3Н 2 SO 4 = 3CaSO 4 ↓ + 2H 3 PO 4

а затем удобрения

Са 3 (РО 4) 2 + 4Н 3 PO 4 = 3Ca(H 2 PO 4) 2 - концентрированное фосфорное удобрение.

Кроме суперфосфата хорошим фосфорным удобрением кислых почв служит преципитат . Его получают нейтрализацией фосфорной кислоты известью.

Н 3 РО 4 + Са(ОН) 2 = СаНРО 4 ↓ + 2Н 2 О

гидрофосфат кальция нерастворим в воде, но растворяется в почвенных кислотах.

Аммофос – комбинированное удобрение, включает азот и фосфор.

NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4

2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4) 2 HPO 4

1) со связью Р-Н и 2) без нее.

Со связью Р-Н менее устойчивы (энергия Р-О > энергии связи Р-Н), поэтому легко окисляется кислородом.

Фосфорноватистая Н 3 Р +1 О 2 – одноосновная , не имеющая ангидрида (довольно сильная К = 8,5*10 -2).

Соли – гипофосфиты – хорошо растворимы в Н 2 О.

Гипофосфиты и Н 3 РО 2 – энергичные восстановители (особенно в кислой среде).

Ортофосфористая Н 3 +3 РО 3 – Н 2 – двухосновная , образуется при взаимодействии Р 4 О 6 с холодной Н 2 О. Это кристаллическое вещество, кислота средней силы К= 8·10 -3 .

При нагревании Н 3 РО 3 диспропорционирует.

4Н 3 РО 3 ® 3Н 3 РО 4 + РН 3

Пирофосфористая - Н 4 Р 2 О 5 .

Фосфорноватая кислота Н 4 Р 2 О 6 –четырехосновная, средней силы (К =6,1·10- 3), ангидрид её не известен.

Известно соединение Р 2 О 4 , но оно при взаимодействии с Н 2 О дает Н 3 РО 3 и Н 3 РО 4 , т.е. диспропорционирует подобно N 2 O 4

Фосфористофосфорная Н 4 Р 2 О 6 - трехосновная тот же состав, что и фосфорноватая, но отличается строением.

Биогенная роль

Азот в живом веществе 3·10%, т.е. мы живем в азотной атмосфере, умеренно обогащенной кислородом и в очень малых количествах другими элементами.

Термин «азот» означает безжизненный. Это название он получил за свою инертность к реакциям с другими элементами. В то же время известно, что без азота трудно представить себе жизнь на земле и что азот и жизнь - понятия неотделимые.

В биосфере азот образуется при бактериальном брожении белковых веществ, а также в результате разложения азотсодержащих веществ, входящих в состав горных парод.

Характерно, что растения и животные потребляют не свободный, а связанный азот, находящийся в почве в форме азотнокислых и аммиачных солей.

Функции перевода свободного азота в связанный выполняют азотофиксирующие бактерии, которые, поглощая азот воздуха, используют его для синтеза белков и других органических соединений.

Азотные соединения, особенно нитраты, загрязняют биосферу, вредны для организма и могут быть причиной отравления человека. Азот в почве находится в форме недоступных растениям органических веществ, которые разлагаются бактериями на простые соединения NH 3 , СО 2 , Н 2 О, соли. Процесс выделения аммиака называют аммонизацией. Аммиак с кислотами почвы образуют соли, усвояемые растениями.

Атмосферный азот фиксируется клубеньковыми бактериями, живущими на корнях бобовых растений. Эти бактерии усваивают азот воздуха, создают из него азотные вещества, используемые растениями для синтеза белков.

Фосфор – принадлежит к относительно распространенным элементам земной коры. Кларк его 8·10 -2 %. Ферсман назвал его элементом жизни и мысли. В организме животных, растений и человека фосфора содержится от сотых-десятых до целых процентов. Наибольшее его количество концентрируется в костной ткани (у человека в костях содержится 5,05 %, в зубной эмали – 17 % фосфора). Относительно много фосфора в тканях мозга и мышцах. Фосфор в организмах обеспечивает энергетические процессы. При недостатке фосфора в организме (ниже 0,1 %) у животных развивается заболевания костей.

Мышьяк – в разных случаях и видах выступает как яд и как целительное средство. История дает немало случаев использования мышьяка в качестве яда для отравления противников. Симптомы мышьякового отравления –металлический вкус во рту, рвота, боли в животе: при сильном отравлении –судороги, паралич, смерть.

В то же время мышьяк ¾ важнейший компонент многих лекарств. В небольших количествах соли мышьяковой и мышьяковистой кислот улучшают питание животных, усиливают процессы ассимиляции и усвоения азота и фосфора.

На основе мышьяка страны НАТО изготавливают смертоносное оружие.

Ортоарсенаты используются в сельском хозяйстве как инсектициды.

Na 2 НАsO 4 , Na 3 AsO 4

CaHАsO 4 , Са 3 (AsO 4) 2

ЛЕКЦИЯ 6

Тема: р - Элементы VI группы