Глава 1. Мінеральні добрива
1. Загальна класифікація добрив
У клітинах рослин міститься більше 70 хімічних елементів - практично всі, наявні в грунті. Але для нормального росту, розвитку і плодоношення рослин необхідні лише 16 з них. Це елементи, що поглинаються рослинами з повітря і води, - кисень, вуглець і водень, і елементи, що поглинаються з грунту, серед яких розрізняють макроелементи - азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка та мікроелементи - молібден, мідь, цинк, марганець , залізо, бор і кобальт.
Окремим рослинам для нормального росту і розвитку потрібні і інші хімічні елементи. Так, наприклад, цукровому буряку для отримання високого врожаю коренеплодів потрібен натрій. Він також прискорює ріст і покращує розвиток кормових буряків, ячменю, цикорію та інших культур. Позитивний вплив на обмін речовин у деяких рослин надають кремній, алюміній, нікель, кадмій, йод та ін
Найбільш повно потреби сільськогосподарських культур у поживних елементах задовольняються при внесенні в грунт добрив. Недарма їх образно називають вітамінами полів.
Добрива містять поживні елементи в зв'язаному вигляді, тобто у вигляді їх сполук. Рослини поглинають ці сполуки з грунту, при цьому здійснюється іонний обмін. Якщо, наприклад, взяти пробу грунту, насиченої кальцієм, і збовтати її з розчином будь-якої солі, наприклад хлоридом калію, то частина іонів К + з розчину перейде в з'єднання з грунтом, а в розчин замість К + перейде Са 2 +:
За хімічним складом добрива поділяються на неорганічні, або мінеральні, органічні, органо-і бактеріальні. Схема класифікації добрив представлена на с. 248.
Мінеральні добрива - речовини неорганічного походження. За чинним, поживного елементу мінеральні добрива поділяють на макроудобренія: азотні, фосфорні, калійні та мікродобрива (борні, молібденові і т. д.).
Для виготовлення мінеральних добрив використовують природну сировину (фосфорити, селітри та ін), а також побічні продукти і відходи деяких галузей промисловості, наприклад сульфат амонію - побічний продукт у коксохімії та виробництві капрону. Мінеральні добрива одержують у промисловості або механічною обробкою неорганічної сировини, наприклад подрібненням фосфоритів, або за допомогою хімічних реакцій. Випускають тверді і рідкі мінеральні добрива.
Органічні добрива - речовини рослинного і тваринного походження. У першу чергу, це гній, торф, компости, пташиний послід, міські відходи і покидьки харчових виробництв. Сюди відносять і зелені добрива (рослини люпин, боби).
Внесені в грунт, ці добрива під дією грунтових мікроорганізмів розкладаються з утворенням мінеральних сполук азоту, фосфору, калію та інших поживних елементів.
Органомінеральні добрива містять органічні і мінеральні речовини. Їх отримують шляхом обробки аміаком і фосфорною кислотою органічних речовин (торфу, сланців, бурого вугілля та ін) або шляхом змішування гною або торфу з фосфорними добривами.
Бактеріальні добрива - препарати (азотобактерин, нітрагін грунтовий), що містять культуру мікроорганізмів, які поглинають органічні речовини грунту і добрив та перетворюють їх у мінеральні.
За агрохімічному впливу мінеральні добрива поділяють на прямі і непрямі.
Прямі добрива призначаються для безпосереднього живлення рослин. Вони містять азот, фосфор, калій, магній, сірку, залізо і мікроелементи (В, Mo, Сі, Zn). Поділяються на прості та комплексні добрива.
Прості добрива містять один елемент живлення (азот, фосфор, калій, молібден і т. д.). Це
• азотні добрива, які розрізняють за формою сполук азоту (аміачні, амонійні, амідні та їх поєднання);
• фосфорні добрива, які поділяють на розчинні у воді (подвійний суперфосфат) і нерозчинні в ній (фосфоритне борошно та ін, які використовуються на кислих грунтах);
• калійні добрива, які поділяють на концентровані (КС1, К 2 С0 3 та ін) і сирі солі (сильвініт, каїніт та ін);
• мікродобрива - речовини, що містять мікроелементи (Н 3 В0 3, молібдат амонію та ін.)
Комплексні добрива містять не менш двох поживних елементів. За характером їх виробництва вони поділяються на такі групи:
• змішані - отримують механічним змішуванням різних готових порошкоподібних або гранульованих добрив;
• сложносмешанние гранульовані добрива - отримують змішуванням порошкоподібних готових добрив з введенням в процесі змішування рідких добрив (рідкого аміаку, фосфорної кислоти, сірчаної кислоти, тощо);
• складні добрива - одержують хімічною переробкою сировини в єдиному технологічному процесі.
Непрямі добрива застосовують для хімічного, фізичного, мікробіологічного впливу на грунт з метою поліпшення умов використання добрив. Наприклад, для нейтралізації кислотності грунтів застосовують мелені вапняки, доломіт, гашене вапно, для меліорації солонців - гіпс, для кіслованія грунтів - гідросульфіт натрію.
Поживну цінність добрив домовилися висловлювати через масову частку в них азоту N, оксиду фосфору (V) Р 2 0 5 або оксиду калію К 2 0.
Масову частку азоту в добриві розраховують так само, як і масову частку елемента в будь-якому поєднанні з відомою молекулярною формулою. Наприклад, для визначення масової частки азоту в азотному удобренні - натрієвої селітрі NaN0 3 знаходять спочатку відносну молекулярну масу NaN0 3:
M r (NaN0 3) = 23 + 14 + 48 = 85.
Далі відносну атомну масу азоту A r (N) = 14 ділять на відносну молекулярну масу з'єднання і результат виражають у відсотках.
При визначенні масової частки Р 2 0 5 і К 2 0 в добриві потрібно враховувати, що самих сполук, що відповідають цим формулами, в добривах немає, тому розрахунок носить умовний характер. Наприклад, масову частку Р 2 0 5 у подвійному суперфосфаті Са (Н 2 Р04) 2 розраховують таким чином:
1) знаходять відносну молекулярну масу дигідрофосфату кальцію
М г [Са (Н 2 Р0 4) 2] = 40 + 4 + 62 + 128 = 234
і відносну молекулярну масу оксиду фосфору
(V) М г (Р 2 0 5) = 62 + 80 = 142;
2) знаючи відносну молекулярну масу оксиду фосфору (V) і враховуючи, що в молекулах обох порівнюваних речовин міститься однакове число атомів фосфору (за два атоми), ділять друге число на перше, результат виражають у відсотках. Отже,
u> (P 2 0 5) = HI = 0,607, або 60,7%.
Розглянемо тепер, як визначають в добривах масову частку До 2 0. Нехай потрібно знайти масову частку До 2 0, відповідає чистому хлориду калію КС1. Для цього поступають таким чином:
1) обчислюють відносну молекулярну масу хлориду калію
МДКС1) = 39 + 35,5 = 74,5
і відносну молекулярну масу оксиду калію
М г (К 2 0) = 78 + 16 = 94;
2) знаючи відносну молекулярну масу оксиду калію і враховуючи, що в молекулі хлориду калію один атом калію, а в молекулі оксиду калію - два атоми, ділять відносну молекулярну масу оксиду калію на подвоєну відносну молекулярну масу хлориду калію, результат виражають у відсотках. Азотні, калійні і фосфорні добрива.
Азотні добрива отримують з аміаку та азотної кислоти на хімічних заводах. Найбільш типові азотні добрива представлені в таблиці 11.
Аміачну селітру NH 4 N0 3 - досить концентроване азотне добриво (34,5% азоту) отримують по реакції між аміаком і азотною кислотою:
Випускають це добриво в мелкокристаллической вигляді або у вигляді гранул. Відноситься до кращих азотним добривам і придатна до застосування на кислих і лужних грунтах. Подальше вдосконалення технології виробництва аміачної селітри має йти в напрямку поліпшення її фізичних властивостей: щоб селітра не злежується, важливо підвищити міцність гранул, яка дозволяла б змішувати аміачну селітру механізованим способом з іншими добривами.
Сечовина також є ефективною формою азотних добрив. Вона має високий вміст азоту (46%) і менше злежується в порівнянні з аміачною селітрою.
Рідкий аміак - це висококонцентрований добриво (82% азоту). У сільському господарстві, використовують не посередньо рідкий аміак, а також аміакати, одержувані при розчиненні у ньому аміачної селітри або суміші аміачної та кальцієвої селітри.
Назви та хімічний склад калійних добрив представлені в таблиці 1. Основною сировиною для їх виробництва служить мінерал сильвініт КС1 • NaCl, багатющі поклади якого розташовуються в Солікамську. Тут на глибині від 100 до 300 м залягають мільярди тонн сильвініту.
Яким способом відокремити хлорид калію від хлориду натрію? Розчинність хлориду натрію з пониженням температури майже не змінюється, а розчинність хлориду калію різко зменшується. Тому при охолодженні до кімнатної температури насиченого при 100 ° С розчину сильвініту у воді значна частина хлориду калію випадає в осад. Кристали відокремлюють фільтруванням, а розчин використовують для розчинення наступної порції сильвініту. Цей спосіб здійснюють у промисловості.
Фосфорні добрива (табл. 2) отримують при переробці руд, які містять фосфор (фосфорити і апатити), з кісток тварин в невеликій кількості і відходів металургійного виробництва (шлаки).
Простий суперфосфат Са (Н 2 Р0 4) 2 + 2CaS0 4 отримують при взаємодії фосфоритного або апатитової борошна з сірчаною кислотою за рівнянням:
Простий суперфосфат застосовують для живлення всіх культур. До недоліків його відноситься наявність гіпсу CaS0 4, що є баластом і тим самим здорожує транспортування добрива від заводу до поля. Тому особливого значення він має для культур, які потребують, крім фосфору, у гіпсі (конюшина та інші бобові). Кращою формою його застосування є гранульований простий суперфосфат.
Подвійний суперфосфат Са (Н 2 Р0 4) 2 відрізняється від простого тим, що не містить гіпсу. Випускається у вигляді порошку і гранул. Його виробництво здійснюється в дві стадії:
б) рідку частину відокремлюють від осаду (гіпсу та інших
домішок) і обробляють нею нову порцію сировини:
Преципітат СаНР0 4 • 2Н 2 0 отримують взаємодією Н 3 Р0 4, отриманої екстракційним способом, з вапняним молоком або крейдою:
Або
Вітчизняний агрохімік Д. М. Прянишников запропонував отримувати преципітат шляхом обробки фосфатної сировини азотною кислотою. При цьому додатково утворюється кальцієва селітра. Преципітат можна змішувати з будь-яким добривом. Він може застосовуватися на всіх грунтах і під різні культури.
Останнім часом великий інтерес викликає можливість застосування як добрива червоного фосфору. Він неядовіт, є самим концентрованим фосфоровмісних продуктом (229% в перерахунку на Р 2 0 5). Його можна вносити в грунт у запас на цілий ряд років. Агрохімічні дослідження показали, що із загальної кількості внесеного в грунт червоного фосфору за сезон в рослину переходить 15-17%, решта залишається в грунті і використовується в наступні роки.
Чому фосфоритную борошно доцільно вносити в грунт до посіву?
Чому внесена в грунт фосфоритне борошно діє протягом декількох років?
Чому деякі фосфорні добрива (фосфоритне борошно, преципітат, червоний фосфор), внесені в грунт, зберігають свої поживні властивості протягом декількох років, а калійні добрива потрібно вносити в грунт щорічно?
Які живильні елементи містяться в комплексних добривах: фосфат калію, калійна селітра, дигідрофосфат амонію (амофос)? Яка масова частка кожного живильного елемента в цих добривах?
Кімнатні рослини можна поливати підгодівлею з мінеральних добрив: в 1 л води розчиняють 2,5 г KN0 3, 2,5 г КН 2 Р0 4 і 10 г Ca (N0 3) 2. Яка масова частка (у%) кожного з компонентів в такій підгодівлі?
У зразку суперфосфату масова частка оксиду фосфору (V) становить 20%. Знайдіть масову частку дигідрофосфату кальцію в добриві.
Водний розчин містить 39,2 г фосфорної кислоти. Його нейтралізували розчином, що містить 37 г гідроксиду кальцію. Знайдіть масу отриманого преципітату.
Глава 2. Вивчення мінеральних добрив в школі
У шкільному курсі хімії мінеральні добрива розглядаються детально в IX класі. Як відомо, склад добрив, їх властивості, застосування і ефективність вивчає спеціальна наука - агрохімія (агрономічна хімія). Основи агрохімії в школі розглядаються на факультативних заняттях "Хімія в сільському господарстві. Хотілося б зауважити, що якщо в міських школах вивчення мінеральних добрив може носити загальнопізнавальне характер, то в сільських школах до розгляду цього питання слід підійти більш докладно як в теоретичному так і в практичному плані. Вивчення мінеральних добрив, на сучасному науковому рівні надасть велику допомогу школярам для підготовки їх до практичної діяльності в сільському господарстві. У зв'язку з цим і хочеться поділитися окремими думками щодо поліпшення вивчення мінеральних добрив в школі і їх практичному застосуванню.
Мінеральні добрива, як правило, містять деяку кількість різних домішок (баласту). Це залежить від сировини і технології одержання добрив. Тому називати добрива, хоча б для прикладу, хімічно чистими речовинами (як дано в підручнику неорганічної хімії для IX класу), не зовсім правильно. Штучне введення поняття про добрива як про хімічно чистих речовинах нерідко вводить вчителів в оману, і багато з них використовують на уроках хімічно чисті реактиви замість натуральних добрив (хлористого калію, сульфату амонію, суперфосфату та ін.) Цілком зрозуміло, що зовнішній вигляд і прояв хімічних реакцій у таких хімічно чистих речовин будуть відрізнятися від добрив.
У підручнику також наводиться приклад розрахунку відсотка діючої речовини в добривах за хімічними формулами. На наш погляд, цього робити не можна, так як добрива не хімічно чисті речовини, а суміші. При таких розрахунках треба вказувати кількість домішок для того, щоб отримати точний результат. Наведеним у підручнику методом не можна визначити відсоток діючої речовини в фосфоритного борошні, сильвините, калійної солі. Та й у інших добрив, отриманих штучно синтетичним шляхом (сечовина, аміачна селітра), цей спосіб дає завищені, не відповідають дійсності, показники. У агрохімії і в практиці сільського господарства, такі розрахунки ніколи не проводяться. Відсоток діючої речовини в кожному виді і партії добрив визначається в заводських агрохімічних лабораторіях на підставі кількісного методу аналітичної хімії, а потім він вказується в накладних документах (сертифікатах) і на етикетках, прикладених до добривам. У практиці сільського господарства і при роботі з добривами у школі відсоток чинного в них речовини треба брати з цих же документів або з довідників.
Цілком доцільним можна вважати визначення відсотка діючої речовини а добривах аналітичним шляхом. Така робота тісно пов'язується з агрохімією і практикою сільського господарства, поглиблює знання та вміння школярів у потрібному напрямку, підвищує їх інтерес до сільського господарства.
Отже, встановлюючи міжпредметні зв'язки агрохімії з неорганічної хімією в школі, слід виключити приклади і поняття по відношенню до добривам, як хімічно чистим речовин, а також розрахунок діючої речовини за хімічними формулами.
У агрохімії, як відомо, склалися певні назви добрив. Вони загальноприйняті в сільському господарстві. Однак у зв'язку зі зміною номенклатури неорганічних сполук багато добрива в школі стали називати по-іншому. Наприклад, добриво хлористий калин (КО) у шкільному курсі неорганічної хімії називають хлоридом калію; аміачну селітру (NH 4 NOs) - нітратом амонію; рідке добриво аміачну воду або водний розчин аміаку (NH 4 OH) гідроксидом амонію. Нам думається, що при вивченні добрив слід вказувати традиційні, загальноприйняті в агрохімії назви і нові, сучасні, прийняті в школі.
Норми внесення мінеральних, або заводських, добрив під сільськогосподарські культури виражаються в кілограмах діючої речовини (д. в.) Або в центнерах лою на 1 га (Ц / га). Нерідко при постановці польових дослідів вчителя нечітко вказують норми внесення добрив. Наприклад, говорять про внесення 4,0 ц / га фосфорних добрив, але не називають конкретно яких. Якщо зазначена норма вноситься у вигляді простого суперфосфату, який містить 19% фосфору, то буде внесено 76 кг / га д. в., Якщо подвійного суперфосфату (42%)-то 168 і якщо фосфоритного борошна (23%)-то 92 кг / га д.р.
1. Загальна класифікація добрив
У клітинах рослин міститься більше 70 хімічних елементів - практично всі, наявні в грунті. Але для нормального росту, розвитку і плодоношення рослин необхідні лише 16 з них. Це елементи, що поглинаються рослинами з повітря і води, - кисень, вуглець і водень, і елементи, що поглинаються з грунту, серед яких розрізняють макроелементи - азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка та мікроелементи - молібден, мідь, цинк, марганець , залізо, бор і кобальт.
Окремим рослинам для нормального росту і розвитку потрібні і інші хімічні елементи. Так, наприклад, цукровому буряку для отримання високого врожаю коренеплодів потрібен натрій. Він також прискорює ріст і покращує розвиток кормових буряків, ячменю, цикорію та інших культур. Позитивний вплив на обмін речовин у деяких рослин надають кремній, алюміній, нікель, кадмій, йод та ін
Найбільш повно потреби сільськогосподарських культур у поживних елементах задовольняються при внесенні в грунт добрив. Недарма їх образно називають вітамінами полів.
Добрива містять поживні елементи в зв'язаному вигляді, тобто у вигляді їх сполук. Рослини поглинають ці сполуки з грунту, при цьому здійснюється іонний обмін. Якщо, наприклад, взяти пробу грунту, насиченої кальцієм, і збовтати її з розчином будь-якої солі, наприклад хлоридом калію, то частина іонів К + з розчину перейде в з'єднання з грунтом, а в розчин замість К + перейде Са 2 +:
За хімічним складом добрива поділяються на неорганічні, або мінеральні, органічні, органо-і бактеріальні. Схема класифікації добрив представлена на с. 248.
Мінеральні добрива - речовини неорганічного походження. За чинним, поживного елементу мінеральні добрива поділяють на макроудобренія: азотні, фосфорні, калійні та мікродобрива (борні, молібденові і т. д.).
Для виготовлення мінеральних добрив використовують природну сировину (фосфорити, селітри та ін), а також побічні продукти і відходи деяких галузей промисловості, наприклад сульфат амонію - побічний продукт у коксохімії та виробництві капрону. Мінеральні добрива одержують у промисловості або механічною обробкою неорганічної сировини, наприклад подрібненням фосфоритів, або за допомогою хімічних реакцій. Випускають тверді і рідкі мінеральні добрива.
Органічні добрива - речовини рослинного і тваринного походження. У першу чергу, це гній, торф, компости, пташиний послід, міські відходи і покидьки харчових виробництв. Сюди відносять і зелені добрива (рослини люпин, боби).
Внесені в грунт, ці добрива під дією грунтових мікроорганізмів розкладаються з утворенням мінеральних сполук азоту, фосфору, калію та інших поживних елементів.
Органомінеральні добрива містять органічні і мінеральні речовини. Їх отримують шляхом обробки аміаком і фосфорною кислотою органічних речовин (торфу, сланців, бурого вугілля та ін) або шляхом змішування гною або торфу з фосфорними добривами.
Бактеріальні добрива - препарати (азотобактерин, нітрагін грунтовий), що містять культуру мікроорганізмів, які поглинають органічні речовини грунту і добрив та перетворюють їх у мінеральні.
За агрохімічному впливу мінеральні добрива поділяють на прямі і непрямі.
Прямі добрива призначаються для безпосереднього живлення рослин. Вони містять азот, фосфор, калій, магній, сірку, залізо і мікроелементи (В, Mo, Сі, Zn). Поділяються на прості та комплексні добрива.
Прості добрива містять один елемент живлення (азот, фосфор, калій, молібден і т. д.). Це
• азотні добрива, які розрізняють за формою сполук азоту (аміачні, амонійні, амідні та їх поєднання);
• фосфорні добрива, які поділяють на розчинні у воді (подвійний суперфосфат) і нерозчинні в ній (фосфоритне борошно та ін, які використовуються на кислих грунтах);
• калійні добрива, які поділяють на концентровані (КС1, К 2 С0 3 та ін) і сирі солі (сильвініт, каїніт та ін);
• мікродобрива - речовини, що містять мікроелементи (Н 3 В0 3, молібдат амонію та ін.)
Комплексні добрива містять не менш двох поживних елементів. За характером їх виробництва вони поділяються на такі групи:
• змішані - отримують механічним змішуванням різних готових порошкоподібних або гранульованих добрив;
• сложносмешанние гранульовані добрива - отримують змішуванням порошкоподібних готових добрив з введенням в процесі змішування рідких добрив (рідкого аміаку, фосфорної кислоти, сірчаної кислоти, тощо);
• складні добрива - одержують хімічною переробкою сировини в єдиному технологічному процесі.
Непрямі добрива застосовують для хімічного, фізичного, мікробіологічного впливу на грунт з метою поліпшення умов використання добрив. Наприклад, для нейтралізації кислотності грунтів застосовують мелені вапняки, доломіт, гашене вапно, для меліорації солонців - гіпс, для кіслованія грунтів - гідросульфіт натрію.
Поживну цінність добрив домовилися висловлювати через масову частку в них азоту N, оксиду фосфору (V) Р 2 0 5 або оксиду калію К 2 0.
Масову частку азоту в добриві розраховують так само, як і масову частку елемента в будь-якому поєднанні з відомою молекулярною формулою. Наприклад, для визначення масової частки азоту в азотному удобренні - натрієвої селітрі NaN0 3 знаходять спочатку відносну молекулярну масу NaN0 3:
M r (NaN0 3) = 23 + 14 + 48 = 85.
Далі відносну атомну масу азоту A r (N) = 14 ділять на відносну молекулярну масу з'єднання і результат виражають у відсотках.
При визначенні масової частки Р 2 0 5 і К 2 0 в добриві потрібно враховувати, що самих сполук, що відповідають цим формулами, в добривах немає, тому розрахунок носить умовний характер. Наприклад, масову частку Р 2 0 5 у подвійному суперфосфаті Са (Н 2 Р04) 2 розраховують таким чином:
1) знаходять відносну молекулярну масу дигідрофосфату кальцію
М г [Са (Н 2 Р0 4) 2] = 40 + 4 + 62 + 128 = 234
і відносну молекулярну масу оксиду фосфору
(V) М г (Р 2 0 5) = 62 + 80 = 142;
2) знаючи відносну молекулярну масу оксиду фосфору (V) і враховуючи, що в молекулах обох порівнюваних речовин міститься однакове число атомів фосфору (за два атоми), ділять друге число на перше, результат виражають у відсотках. Отже,
u> (P 2 0 5) = HI = 0,607, або 60,7%.
Розглянемо тепер, як визначають в добривах масову частку До 2 0. Нехай потрібно знайти масову частку До 2 0, відповідає чистому хлориду калію КС1. Для цього поступають таким чином:
1) обчислюють відносну молекулярну масу хлориду калію
МДКС1) = 39 + 35,5 = 74,5
і відносну молекулярну масу оксиду калію
М г (К 2 0) = 78 + 16 = 94;
2) знаючи відносну молекулярну масу оксиду калію і враховуючи, що в молекулі хлориду калію один атом калію, а в молекулі оксиду калію - два атоми, ділять відносну молекулярну масу оксиду калію на подвоєну відносну молекулярну масу хлориду калію, результат виражають у відсотках. Азотні, калійні і фосфорні добрива.
Азотні добрива отримують з аміаку та азотної кислоти на хімічних заводах. Найбільш типові азотні добрива представлені в таблиці 11.
Аміачну селітру NH 4 N0 3 - досить концентроване азотне добриво (34,5% азоту) отримують по реакції між аміаком і азотною кислотою:
Випускають це добриво в мелкокристаллической вигляді або у вигляді гранул. Відноситься до кращих азотним добривам і придатна до застосування на кислих і лужних грунтах. Подальше вдосконалення технології виробництва аміачної селітри має йти в напрямку поліпшення її фізичних властивостей: щоб селітра не злежується, важливо підвищити міцність гранул, яка дозволяла б змішувати аміачну селітру механізованим способом з іншими добривами.
Сечовина також є ефективною формою азотних добрив. Вона має високий вміст азоту (46%) і менше злежується в порівнянні з аміачною селітрою.
Рідкий аміак - це висококонцентрований добриво (82% азоту). У сільському господарстві, використовують не посередньо рідкий аміак, а також аміакати, одержувані при розчиненні у ньому аміачної селітри або суміші аміачної та кальцієвої селітри.
Назви та хімічний склад калійних добрив представлені в таблиці 1. Основною сировиною для їх виробництва служить мінерал сильвініт КС1 • NaCl, багатющі поклади якого розташовуються в Солікамську. Тут на глибині від 100 до
Яким способом відокремити хлорид калію від хлориду натрію? Розчинність хлориду натрію з пониженням температури майже не змінюється, а розчинність хлориду калію різко зменшується. Тому при охолодженні до кімнатної температури насиченого при 100 ° С розчину сильвініту у воді значна частина хлориду калію випадає в осад. Кристали відокремлюють фільтруванням, а розчин використовують для розчинення наступної порції сильвініту. Цей спосіб здійснюють у промисловості.
Фосфорні добрива (табл. 2) отримують при переробці руд, які містять фосфор (фосфорити і апатити), з кісток тварин в невеликій кількості і відходів металургійного виробництва (шлаки).
Простий суперфосфат Са (Н 2 Р0 4) 2 + 2CaS0 4 отримують при взаємодії фосфоритного або апатитової борошна з сірчаною кислотою за рівнянням:
Простий суперфосфат застосовують для живлення всіх культур. До недоліків його відноситься наявність гіпсу CaS0 4, що є баластом і тим самим здорожує транспортування добрива від заводу до поля. Тому особливого значення він має для культур, які потребують, крім фосфору, у гіпсі (конюшина та інші бобові). Кращою формою його застосування є гранульований простий суперфосфат.
Подвійний суперфосфат Са (Н 2 Р0 4) 2 відрізняється від простого тим, що не містить гіпсу. Випускається у вигляді порошку і гранул. Його виробництво здійснюється в дві стадії:
б) рідку частину відокремлюють від осаду (гіпсу та інших
домішок) і обробляють нею нову порцію сировини:
Преципітат СаНР0 4 • 2Н 2 0 отримують взаємодією Н 3 Р0 4, отриманої екстракційним способом, з вапняним молоком або крейдою:
Або
Вітчизняний агрохімік Д. М. Прянишников запропонував отримувати преципітат шляхом обробки фосфатної сировини азотною кислотою. При цьому додатково утворюється кальцієва селітра. Преципітат можна змішувати з будь-яким добривом. Він може застосовуватися на всіх грунтах і під різні культури.
Останнім часом великий інтерес викликає можливість застосування як добрива червоного фосфору. Він неядовіт, є самим концентрованим фосфоровмісних продуктом (229% в перерахунку на Р 2 0 5). Його можна вносити в грунт у запас на цілий ряд років. Агрохімічні дослідження показали, що із загальної кількості внесеного в грунт червоного фосфору за сезон в рослину переходить 15-17%, решта залишається в грунті і використовується в наступні роки.
Чому фосфоритную борошно доцільно вносити в грунт до посіву?
Чому внесена в грунт фосфоритне борошно діє протягом декількох років?
Чому деякі фосфорні добрива (фосфоритне борошно, преципітат, червоний фосфор), внесені в грунт, зберігають свої поживні властивості протягом декількох років, а калійні добрива потрібно вносити в грунт щорічно?
Які живильні елементи містяться в комплексних добривах: фосфат калію, калійна селітра, дигідрофосфат амонію (амофос)? Яка масова частка кожного живильного елемента в цих добривах?
Кімнатні рослини можна поливати підгодівлею з мінеральних добрив: в
У зразку суперфосфату масова частка оксиду фосфору (V) становить 20%. Знайдіть масову частку дигідрофосфату кальцію в добриві.
Водний розчин містить
Глава 2. Вивчення мінеральних добрив в школі
У шкільному курсі хімії мінеральні добрива розглядаються детально в IX класі. Як відомо, склад добрив, їх властивості, застосування і ефективність вивчає спеціальна наука - агрохімія (агрономічна хімія). Основи агрохімії в школі розглядаються на факультативних заняттях "Хімія в сільському господарстві. Хотілося б зауважити, що якщо в міських школах вивчення мінеральних добрив може носити загальнопізнавальне характер, то в сільських школах до розгляду цього питання слід підійти більш докладно як в теоретичному так і в практичному плані. Вивчення мінеральних добрив, на сучасному науковому рівні надасть велику допомогу школярам для підготовки їх до практичної діяльності в сільському господарстві. У зв'язку з цим і хочеться поділитися окремими думками щодо поліпшення вивчення мінеральних добрив в школі і їх практичному застосуванню.
Мінеральні добрива, як правило, містять деяку кількість різних домішок (баласту). Це залежить від сировини і технології одержання добрив. Тому називати добрива, хоча б для прикладу, хімічно чистими речовинами (як дано в підручнику неорганічної хімії для IX класу), не зовсім правильно. Штучне введення поняття про добрива як про хімічно чистих речовинах нерідко вводить вчителів в оману, і багато з них використовують на уроках хімічно чисті реактиви замість натуральних добрив (хлористого калію, сульфату амонію, суперфосфату та ін.) Цілком зрозуміло, що зовнішній вигляд і прояв хімічних реакцій у таких хімічно чистих речовин будуть відрізнятися від добрив.
У підручнику також наводиться приклад розрахунку відсотка діючої речовини в добривах за хімічними формулами. На наш погляд, цього робити не можна, так як добрива не хімічно чисті речовини, а суміші. При таких розрахунках треба вказувати кількість домішок для того, щоб отримати точний результат. Наведеним у підручнику методом не можна визначити відсоток діючої речовини в фосфоритного борошні, сильвините, калійної солі. Та й у інших добрив, отриманих штучно синтетичним шляхом (сечовина, аміачна селітра), цей спосіб дає завищені, не відповідають дійсності, показники. У агрохімії і в практиці сільського господарства, такі розрахунки ніколи не проводяться. Відсоток діючої речовини в кожному виді і партії добрив визначається в заводських агрохімічних лабораторіях на підставі кількісного методу аналітичної хімії, а потім він вказується в накладних документах (сертифікатах) і на етикетках, прикладених до добривам. У практиці сільського господарства і при роботі з добривами у школі відсоток чинного в них речовини треба брати з цих же документів або з довідників.
Цілком доцільним можна вважати визначення відсотка діючої речовини а добривах аналітичним шляхом. Така робота тісно пов'язується з агрохімією і практикою сільського господарства, поглиблює знання та вміння школярів у потрібному напрямку, підвищує їх інтерес до сільського господарства.
Отже, встановлюючи міжпредметні зв'язки агрохімії з неорганічної хімією в школі, слід виключити приклади і поняття по відношенню до добривам, як хімічно чистим речовин, а також розрахунок діючої речовини за хімічними формулами.
У агрохімії, як відомо, склалися певні назви добрив. Вони загальноприйняті в сільському господарстві. Однак у зв'язку зі зміною номенклатури неорганічних сполук багато добрива в школі стали називати по-іншому. Наприклад, добриво хлористий калин (КО) у шкільному курсі неорганічної хімії називають хлоридом калію; аміачну селітру (NH 4 NOs) - нітратом амонію; рідке добриво аміачну воду або водний розчин аміаку (NH 4 OH) гідроксидом амонію. Нам думається, що при вивченні добрив слід вказувати традиційні, загальноприйняті в агрохімії назви і нові, сучасні, прийняті в школі.
Норми внесення мінеральних, або заводських, добрив під сільськогосподарські культури виражаються в кілограмах діючої речовини (д. в.) Або в центнерах лою на
Як вже зазначалося, найчастіше норма внесення добрив виражається в кг / га д. в. Вносять ж добрива у вигляді конкретних лою. Тому треба вміти норму внесення добрив, виражену в кг / га д. в., Переводити в ц / га лою. Наприклад, треба внести Nso, є сечовина з вмістом азоту 42%. Відповідно сечовини слід внести (60: 42) 1,4 ц / га s.
На пришкільній ділянці і при проведенні мелкоделяночних дослідів з добривами доводиться визначати кількість добрив, що вносяться на невеликі площі, виходячи з встановлених норм. Наприклад, визначили, що слід внести карбаміду 1,4. ц / га. Потрібно знайти, скільки потрібно внести його (в м) На ділянку в 20 м 2 . Розрахунок проводять так. Спочатку 1,4 ц переводять в грами, потім визначають, скільки грамів добрива припадає на 1 м 2 в відповідно 20 м 2
якщо встановили внести 1,4 ц / га карбаміду, то це буде відповідати 1,4 кг на ТОВ м 2 (1,4 ц / га = 140 кг / га == 1,4 кг/100 М 2). Це закономірно для будь-якої норми. Абсолютна величина, що виражає норму внесення добрива, залишається без зміни, а змінюється тільки масштаб вимірів-замість ц / га стає кг/100 м 2 (3,5 ц / га »= 3,5 кг/100 і!, 5,0 ц / га = 5,0 кг/100 м 2 і т. д.).
Для перевірки виконання завдань учнів рекомендуємо вести запис розрахунку за такою формою. Наприклад, на ділянку польової сівозміни пришкільного ділянки намічено внести N eB, Розмір ділянки 50 м 2 . Є добрива: карбамід з вмістом азоту 42%, суперфосфат простий (д. в. 19%), хлористий калій (д. в. 56%). Потрібно визначити,. Скільки грамів кожного добрива треба внести на ділянку.
Як видно, розрахунок дуже простий. Вчитель або учень, міркуючи логічно, проводять запис у зошиті або на класній дошці за визначенням кількості добрив на будь-яку задану площу мелкоделяночного досвіду. У цьому ми переконалися на своєму тривалому досвіді роботи зі школярами.
Глава 3. До методики проведення практичної роботи «Розпізнавання добрив»
У коло експериментально досліджуваних добрив необхідно включити: амофос, аміачну селітру, хлорид калію, фосфоритную борошно, сульфат амонію, суперфосфат (простий, подвійний), карбамід, сульфат калію. Включення до числа добрив для вивчення в курсі хімії карбаміду - органічної речовини - поряд з мінеральними добривами викликало необхідність дати більш коректне назва практичній роботі «Розпізнавання добрив». Таким чином, для експериментального вивчення пропонуються прості і складні добрива.
Аналіз багатьох комплексних добрив входять суміші різних солей, що містять, як правило, три поживних речовини. Тому їх розпізнавання проводити не слід. Однак ці добрива (особливо нітроамофоску, рідкі комплексні добрива - ЖКП) доцільно використовувати для вирішення експериментальних завдань у кінці вивчення теми «Мінеральні добрива». Наприклад:
1. Доведіть на дослідах, що нітроамофоска містить іони;
2. Доведіть, що у складі рідкого комплексного добрива (ЖКП) 5 містяться амонійні групи.
Практична робота, з розпізнавання добрив вимагає великої попередньої експериментальної підготовки учнів. При виконанні лабораторних дослідів вони знайомляться з азотними і фосфорними добривами (їх зовнішнім виглядом) розчинність в воді), з якісними реакціями на солі амонію та нітрати. Сюди ж необхідно включити короткий вивчення карбаміду (сечовини), який знайшов широке застосування в сільському господарстві не тільки як цінне азотне добриво, але і як добавка в корми тварин. Учитель зазначає, що карбамід - органічна сполука, атоми в нього пов'язані ковалентним зв'язком. Карбамід є біла кристалічна речовина, добре розчинна у воді. При нагріванні карбамід легко розкладається з виділенням аміаку. Це властивість і можна використовувати для розпізнавання даного добрива.
У пробірку поміщають 1-2 гранули або трохи порошку карбаміду (покривають їм тільки дно) і злегка нагрівають. До її отвору підносять вологу фенолфталеїнової папірець. Пропонувати учням повне рівняння реакції з утворенням біурета не слід:
Крім лабораторних дослідів, що випереджають практичну роботу, учні, готуючись до заняття, повинні повторити тему «Азот і фосфор», калійні »фосфорні та азотні добрива. Бажано, щоб вони попередньо ознайомилися з пропонованої нами таблицею 1 «Розпізнавання добрив», але не переносили її у зошит. Головне, щоб учні зрозуміли, що таблиця дозволяє розпізнавати мінеральні добрива, встановлювати іони:
Рекомендована таблиця визначення добрив відрізняється від тієї, яка поміщена в стабільному підручнику для IX класу, не тільки відбором добрив, але і методикою їх встановлення, а також заміною дефіцитних реактивів більш доступними. Так, ми не використовуємо нітрат срібла, який необхідний для розпізнавання хлоридів і фосфатів. Це пояснюється не тільки тим, що дана сіль дефіцитна і часто відсутня в школі, а й тим, що суперфосфат може не давати жовтий осад, так як добриво містить різні домішки (в залежності від сировини).
Для виявлення фосфорних добрив, можна використовувати розчинну сіль алюмінію, яка приводить, до утворення нерозчинного фосфату алюмінію AIPO4 білого кольору. Інші розчинні добрива з сіллю алюмінію опадів не дають.
Виняток нітрату срібла приводить до того, що хлорид калію залишається нерозпізнаним. Щоб довести, що дана сіль є хлоридом, можна використовувати ацетат свинцю, який при взаємодії з хлоридом дає білий осад РЬСЬ. Однак при порівняльному аналізі добрив можна практично не вдаватися до цієї солі. Хлорид калію визначають методом виключення.
У таблицю не включено реакція добрива з сірчаною кислотою і міддю з таких міркувань:
а) для розпізнавання іона NCV представлено в таблиці тільки одне нітратне з'єднання-нітрат амонію;
б) реакція нешкідливих для учнів, якщо не дотримуватися певних рекомендацій. Практика показує: якщо в таблиці вказана реакція, учні, як правило, проводять її з усіма добривами. У зв'язку з цим до зазначеної реакції слід вдаватися тільки у необхідних випадках. Аміачну селітру легко відрізнити від інших добрив, що містять амонійний групу, за допомогою інших реакцій.
У таблицю введена нова графа: «Слабка нагрівання твердого добрива». Вона дана останньої не випадково. До нагріванню добрив учні вдаються в останню чергу, коли потрібно розпізнати аміачну селітру або карбамід. Інші, солі амонію повинні бути вже визначені за допомогою хімічних реакцій.
Карбамід і аміачна селітра при нагріванні ведуть себе спочатку аналогічно: вони плавляться. Але при подальшому нагріванні карбамід розкладається з виділенням аміаку, а нітрат амонію-з виділенням оксиду азоту (I) N a O газу без запаху і кольору.
Відомо, що великі труднощі виникають при розпізнаванні добрив, які містять іони калію, за забарвленням полум'я. Справа в тому, що добрива зазвичай містять домішки. Наприклад, в хлориді калію молено виявити хлорид натрію. Домішки крадуть фіолетове забарвлення полум'я калію. Тому в таблиці для розпізнавання добрив цей показник не вказаний.
Вивчаючи таблицю для розпізнавання мінеральних добрив, учащееся можуть помітити, що не розчиняється у воді фосфоритне борошно, мало розчиняється суперфосфат, всі інші добрива добре розчиняються. До розчинення добрив вдаються тоді, коли мова йде про визначення іонів С1 ~,
SO -, NH, НРО. Для цього 1-2 гранули або трохи порошку добрива (покрити їм тільки дно пробірки) розчиняють в 1 мл води.
Розпізнавання добрив учні проводять тільки з малими кількостями.
Практична робота може бути проведена за двома варіантами. Перший варіант: учням пропонуються два добрива в пакетах (під номерами), і потрібно визначити їх вміст. Учень починає виконувати завдання з процесу розчинення добрив. Це дозволить встановити фосфоритную, борошно та суперфосфат (для розпізнавання добрив за першим варіантом небажано пропонувати фосфоритную борошно). Припустимо, що в двох пакетах розчинні добрива. Далі досліджується вміст пакету № 1. Учень переливає до кількох краплях розчину добрива 2 - 3 краплі розчину хлориду барію-випадає білий осад, Аніон встановлений. Згідно таблиці, це добриво може бути сульфатом амонію, аммофосом або сульфатом калію (суперфосфат встановлюється за розчинності). Проводячи реакцію з розчином лугу, учень виявляє аміак. Звідси він робить висновок: сульфат калію виключається, залишається припустити, що в пакеті знаходиться сульфат амонію або амофос. Щоб встановити добриво, діємо розчином хлориду алюмінію: досліджуване добриво не дає реакції. Отже, це сульфат амонію.
Тепер досліджується, пакет № 2: розчин добрива не дає опадів з хлоридом барію, хлоридом алюмінію, не реагує з лугом (при нагріванні) і не розкладається при слабкому нагріванні. Отже, досліджуване добриво - хлорид калію.
Свої результати дослідів учень може відобразити в табл. 2 (відсутність запису або прочерку показує, що проводити відповідний досвід недоцільно, так як добриво вже визначено).
Розглянемо ще один приклад, Добриво з пакету № 1 не дає реакції з хлоридами барію і алюмінію, при нагріванні з розчином лугу виділяється аміак (виявляється фенолфталеїнової папірцем), але аміак не виявляється при нагріванні твердого добрива. Це нітрат амонію. Добриво ж з пакету № 2 не дає жодної »із зазначених реакцій, але воно легко розкладається при нагріванні з виділенням аміаку. Це карбамід. Слід мати на увазі, що ряд амонійних солей, також термічно розкладається е виділенням аміаку (дигідрофосфат амонію, сульфат амонію в ін), але, на відміну від карбаміду, вони дають реакції на відповідні аннони.
З добривом за першим варіантом доводиться іноді проводити до чотирьох реакцій, тому в пакетах повинно бути не менше 4-5 гранул добрива. Якщо для розпізнавання потрібно проводити менше реакцій, то відповідно зменшується і кількість гранул добрива.
За другим варіантом кожному учневі пропонуються дві експериментальні завдання, в кожній з яких 3 відомих добрива. Наведемо кілька прикладів завдань.
У трьох пакетах під номерами дані наступні добрива:
а) амофос, аміачна селітра, хлорид калію;
б) сульфат амонію, суперфосфат, сульфат калію;
в) карбамід, хлорид калію, фосфоритне борошно.
Визначте, яке добриво знаходиться в пакеті з відповідним номером ».
Перш ніж приступити до вирішення завдання, учень повинен скласти план її вирішення. Наприклад, для завдання «а» (див. табл. 3):
Необхідно звернути особливу увагу учнів на раціональне вирішення завдань, що виключає проведення зайвих реакцій. При виставленні оцінки слід це враховувати.
Проведенням практичної роботи не завершується питання розпізнавання добрив. На наступних уроках і практичних заняттях необхідно продовжити закріплення знань учнів про добрива.
· Засвоєння учнями складу азотних, фосфорних, калійних добрив та їх біологічної ролі,
· Розвиток умінь застосовувати наявні знання в нових ситуаціях,
· Закріплення знань про єдність живого і неживого,
· Розвиток інтересу до історії та новим фактам науки.
Обладнання і реактиви: набір добрив, вода, розчини нітрату срібла і ацетату натрію, два зразки в пробірках, держалки, стінгазета «Роль вчених у розвитку агрохімії», завдання до уроку.
ХІД УРОКУ
I. Актуалізація знань
Вчитель:
Горішок знань твердий,
Але все ж ми не звикли відступати.
Нам розколоти його допоможе
Бажання «хочу більше знати!»
- З таким бажанням почнемо урок.
У наші дні споживчі ставлення до природи, витрачання її ресурсів без здійснення заходів з їх відновлення йде в минуле. Не кожен регіон, не кожен район може пишатися родючістю свого грунту, але будь-яке наземне природне співтовариство, тим більше людина, своїм існуванням зобов'язані грунті. Чому?
Відповідь учнів: Грунт є середовищем існування єдиних на Землі автотрофних організмів - рослин. Тільки рослини з неорганічних речовин синтезують органічні речовини. Всі інші тварини, люди - споживачі органічних речовин. Ось чому ми зобов'язані грунті.
Вчитель: Тому ми повинні знати, як підтримувати і примножити родючість грунту.
Вивчення питань харчування рослин і підвищення їх врожайності шляхом застосування мінеральних добрив є предметом агрохімії. Тема нашого уроку «Мінеральні добрива».
II. Домашнє завдання: § 23, питання 7-10, завдання 3,4 (за стор.70 уч. Хімії), § 47 (з біології)
Щоб успішно виконати домашнє завдання, на уроці ми повинні знати класифікацію добрив, їх склад та вплив добрив на розвиток рослин.
Для вирішення цих завдань, ми будемо спиратися на знання, отримані на попередніх уроках хімії та біології.
III. Вивчення нової теми
Вчитель: Основоположниками агрохімії є німецький вчений Лібіх. Юстус, в Росії Д. І. Менделєєв, пізніше ідеї Менделєєва розвивав Д. М. Прянишников. Називаючи прізвище Д. І. Менделєєва, я не помилилася. Так, це той учений, який 140 років тому відкрив періодичний закон хімічних елементів.
Як же були вирішені питання підвищення родючості грунту Д.І. Менделєєвим?
Повідомлення учня: Будучи великим натуралістом, Д.І. Менделєєв надавав великого значення експериментальним дослідженням. Щоб знати, як реагують рослини на ті чи інші поживні речовини при кореневому живленні, яку дозу і як вносити мінеральні добрива, він вперше в Росії поставив польові досліди на полях свого маєтку в підмосковному селі Боблово. Вчений сам склав програму дослідів, здійснив їх закладку, проводив спостереження, робив висновки, згодом залучив до цієї роботи студентів сільгоспакадемії, в числі яких був і майбутній вчений К.А Тімірязєв.
За 5-6 років запущене і відстале маєток перетворилося на зразкове, її врожай у 3 рази перевищували врожаї сусідніх мужиків. У результаті Менделєєв заклав основи наукового землеробства.
Вчитель: Менделєєв розробив оптимальні співвідношення вживання мінеральних добрив з вмістом яких поживних елементів?
Відповідь учнів: Азоту, фосфору, калію.
Вчитель: Як впливає азот на рослини?
Повідомлення учня: Коли азоту затримується освіта зеленої частини рослин - листя, стебел. Рослини погано ростуть, листя стає блідо - зеленими і навіть жовтіють. Азот - обов'язкова частина білків і нуклеїнових кислот. При середньому врожаї пшениці за один сезон виноситься до 75 кг азоту з кожного гектара землі.
Учитель: Які ж азотні добрива виробляють в Менделеевском заводі? У вас на столі є зразки добрив. Використовуючи таблицю 19 на стор 67, напишіть формули даних азотних добрив, дайте їм назви (робота в групах). Азотні добрива характеризуються вмістом азоту.
Виконання завдання № 1 (див. завдання до уроку; 1, 2 групи вирішують 1а, 3, 4 групи - 1б, 5, 6 групи - 1в. У кожній групі відповідальні перевіряють виконання завдань і оцінюють їх).
Під час зустрічі головний агроном району М.Х. Авзалов повідомив, що найкращим азотним добривом для грунту нашого регіону є нітрат амонію. Вирішивши завдання, ми в цьому переконалися.
Виконання завдання № 2
Величезне значення для людини відіграє фосфор. Добова потреба організму людини у фосфорі складає до 1,5 г , Він входить до складу нуклеїнових кислот, АТФ, ферментів, кісткової, нервової тканини. Нестача фосфору викликає порушення обміну речовин в організмі, тому академік О. Є. Ферсман фосфор назвав «елементом життя і думки». Постачальником фосфору в організм людини і тварин є рослини. Як же впливає фосфор на ріст і розвиток рослин?
Повідомлення учня: Енергія сонячного світла в процесі фотосинтезу накопичується в рослинах у вигляді АТФ тільки при достатній кількості фосфорних сполук у клітині. Посилене постачання рослини фосфором дозволяє отримувати більш ранній урожай і високої якості. При недоліку фосфору плодоношення зменшується і дозрівання плодів сильно сповільнюється.
Вчитель: Наявність природних сполук - фосфоритів дає можливість виробляти фосфорні добрива в сусідній Кіровської області. До складу фосфориту входить нерозчинний у воді фосфат кальцію. Щоб привести його в усвояемое рослинами стан у виробництві використовуються два методи:
Поживну цінність фосфорних добрив умовно виражають через масову частку оксиду фосфору (V). Наприклад, вміст оксиду фосфору (V) обчислюється у подвійному суперфосфаті співвідношенням відносної молекулярної маси оксиду фосфору (V) на відносну молекулярну масу подвійного суперфосфату:
Виконання лабораторної роботи (див. завдання до уроку № 3) та обговорення результатів дослідження.
У кореневому живленні рослин важливе значення мають калійні добрива.
Повідомлення учня: Калій прискорює процес фотосинтезу і сприяє нагромадженню вуглеводів: цукру в цукровому буряку, крохмалю в картоплі, а у злакових - пшениці, жита, рису - він сприяє зміцненню стебла і усуває їх вилягання. Калій відкладається в стеблі. Тому сучасна зернозбиральна техніка і подрібнює солому, і розкидає її по всій площі поля, так і частково поповнює спад калію.
Недолік калію викликає куполообразное закручування листя, на них з'являються іржаві цяточки.
Виконання завдання № 4 (у кожній групі відповідальні перевіряють виконання завдань і оцінюють їх.)
Вчитель: Як отримують калійні добрива?
Повідомлення учня: Джерелом отримання калійних добрив служать природні відкладення калійних солей у районі Солікамська, на великій площі між верхів'ями р. Кама і передгір'ями Уралу, на території Пермського краю. Це мінерали карналіт, містить хлориди калію і магнію (КCl * MgCl 2 * 6Н 2 O) і сильвініт, містить хлориди калію і натрію (КCl * NaCl).
Вчитель: Калійні добрива умовно оцінюються вмістом оксиду калію К2О:
Отримана при спалюванні рослинних матеріалів зола є якісним, у той же час дешевим і прийнятним калійним добривом. До її складу входить карбонат калію. Обчисліть поживну цінність цього добрива.
IV. Висновок
Вчитель: Грунт тим чудова, що може відновлюватися. Головне, цінувати її і раціонально нею користуватися. Тільки тоді в кожного на столі будуть смачний пишний коровай та інші продукти харчування, а повноцінне харчування - запорука здоров'я.
Учитель оцінює роботу учнів.
Завдання до уроку по темі «Мінеральні добрива», 9 клас
1. Зіставте масові частки азоту в наступних добривах:
а) нітрат калію,
б) нітрат натрію,
в) нітрат амонію.
2. Обчисліть масу нітрату амонію, який вносять на поля радгоспу ім. Токарлікова площею 100 га , Якщо маса внесеного азоту на 1 га складає 60 кг .
3. Лабораторна робота. У двох пробірках дані зразки різних добрив. Визначте, в якій пробірці міститься фосфорне добриво. Як ви думаєте, коли: восени або навесні вносити це фосфорне добриво в грунт? Чому?
4. Яку масу 4%-го розчину можна приготувати з 120 кг хлориду калію для підгодівлі капусти на полях ТОВ «Агросоюз»?
Література
1. В. Кармазін «Наш хліб», М., Вид-во «Правда», 1986 р .
2. Н. Л. Глинка «Загальна хімія», М., «Інтеграл - Прес», 2005 р .
3. І. Г. Хомченко Збірник завдань і вправ з хімії для середньої школи, М., «Нова хвиля», 2002 р .
4. Г. Є. Рудзітіс, Ф. Г. Фельдман «Хімія 9», М., «Просвещение», 2008 р .
5. С. Г. Мамонтов, В. Б. Захаров, Н. І. Сонін «Біологія 9», М., «Дрофа», 2000 р .
6. Орлова А. Агрохімічна лабораторія. (Б-ка піонера «Знай і вмій»), М.: Дет. література, 1973, с. 83-84.
7. Федоров П. А. Агрохімічні досліди з хімії. Посібник для вчителів. Мл Просвітництво, 1965, с. 30.
8. Шибанов А. А., Щербаков М. І., Устаменко Г. В. Основи агротехніки польових культур. Учеб. посібник для учнів 9 - 10 класів сільської школи, 2-е вид. M.: Просвітництво, 1976, с. 45.
На пришкільній ділянці і при проведенні мелкоделяночних дослідів з добривами доводиться визначати кількість добрив, що вносяться на невеликі площі, виходячи з встановлених норм. Наприклад, визначили, що слід внести карбаміду 1,4. ц / га. Потрібно знайти, скільки потрібно внести його (в м) На ділянку в
якщо встановили внести 1,4 ц / га карбаміду, то це буде відповідати
Для перевірки виконання завдань учнів рекомендуємо вести запис розрахунку за такою формою. Наприклад, на ділянку польової сівозміни пришкільного ділянки намічено внести N eB, Розмір ділянки
Як видно, розрахунок дуже простий. Вчитель або учень, міркуючи логічно, проводять запис у зошиті або на класній дошці за визначенням кількості добрив на будь-яку задану площу мелкоделяночного досвіду. У цьому ми переконалися на своєму тривалому досвіді роботи зі школярами.
Глава 3. До методики проведення практичної роботи «Розпізнавання добрив»
У коло експериментально досліджуваних добрив необхідно включити: амофос, аміачну селітру, хлорид калію, фосфоритную борошно, сульфат амонію, суперфосфат (простий, подвійний), карбамід, сульфат калію. Включення до числа добрив для вивчення в курсі хімії карбаміду - органічної речовини - поряд з мінеральними добривами викликало необхідність дати більш коректне назва практичній роботі «Розпізнавання добрив». Таким чином, для експериментального вивчення пропонуються прості і складні добрива.
Аналіз багатьох комплексних добрив входять суміші різних солей, що містять, як правило, три поживних речовини. Тому їх розпізнавання проводити не слід. Однак ці добрива (особливо нітроамофоску, рідкі комплексні добрива - ЖКП) доцільно використовувати для вирішення експериментальних завдань у кінці вивчення теми «Мінеральні добрива». Наприклад:
1. Доведіть на дослідах, що нітроамофоска містить іони;
2. Доведіть, що у складі рідкого комплексного добрива (ЖКП) 5 містяться амонійні групи.
Практична робота, з розпізнавання добрив вимагає великої попередньої експериментальної підготовки учнів. При виконанні лабораторних дослідів вони знайомляться з азотними і фосфорними добривами (їх зовнішнім виглядом) розчинність в воді), з якісними реакціями на солі амонію та нітрати. Сюди ж необхідно включити короткий вивчення карбаміду (сечовини), який знайшов широке застосування в сільському господарстві не тільки як цінне азотне добриво, але і як добавка в корми тварин. Учитель зазначає, що карбамід - органічна сполука, атоми в нього пов'язані ковалентним зв'язком. Карбамід є біла кристалічна речовина, добре розчинна у воді. При нагріванні карбамід легко розкладається з виділенням аміаку. Це властивість і можна використовувати для розпізнавання даного добрива.
У пробірку поміщають 1-2 гранули або трохи порошку карбаміду (покривають їм тільки дно) і злегка нагрівають. До її отвору підносять вологу фенолфталеїнової папірець. Пропонувати учням повне рівняння реакції з утворенням біурета не слід:
Крім лабораторних дослідів, що випереджають практичну роботу, учні, готуючись до заняття, повинні повторити тему «Азот і фосфор», калійні »фосфорні та азотні добрива. Бажано, щоб вони попередньо ознайомилися з пропонованої нами таблицею 1 «Розпізнавання добрив», але не переносили її у зошит. Головне, щоб учні зрозуміли, що таблиця дозволяє розпізнавати мінеральні добрива, встановлювати іони:
Рекомендована таблиця визначення добрив відрізняється від тієї, яка поміщена в стабільному підручнику для IX класу, не тільки відбором добрив, але і методикою їх встановлення, а також заміною дефіцитних реактивів більш доступними. Так, ми не використовуємо нітрат срібла, який необхідний для розпізнавання хлоридів і фосфатів. Це пояснюється не тільки тим, що дана сіль дефіцитна і часто відсутня в школі, а й тим, що суперфосфат може не давати жовтий осад, так як добриво містить різні домішки (в залежності від сировини).
Для виявлення фосфорних добрив, можна використовувати розчинну сіль алюмінію, яка приводить, до утворення нерозчинного фосфату алюмінію AIPO4 білого кольору. Інші розчинні добрива з сіллю алюмінію опадів не дають.
Виняток нітрату срібла приводить до того, що хлорид калію залишається нерозпізнаним. Щоб довести, що дана сіль є хлоридом, можна використовувати ацетат свинцю, який при взаємодії з хлоридом дає білий осад РЬСЬ. Однак при порівняльному аналізі добрив можна практично не вдаватися до цієї солі. Хлорид калію визначають методом виключення.
У таблицю не включено реакція добрива з сірчаною кислотою і міддю з таких міркувань:
а) для розпізнавання іона NCV представлено в таблиці тільки одне нітратне з'єднання-нітрат амонію;
б) реакція нешкідливих для учнів, якщо не дотримуватися певних рекомендацій. Практика показує: якщо в таблиці вказана реакція, учні, як правило, проводять її з усіма добривами. У зв'язку з цим до зазначеної реакції слід вдаватися тільки у необхідних випадках. Аміачну селітру легко відрізнити від інших добрив, що містять амонійний групу, за допомогою інших реакцій.
У таблицю введена нова графа: «Слабка нагрівання твердого добрива». Вона дана останньої не випадково. До нагріванню добрив учні вдаються в останню чергу, коли потрібно розпізнати аміачну селітру або карбамід. Інші, солі амонію повинні бути вже визначені за допомогою хімічних реакцій.
Карбамід і аміачна селітра при нагріванні ведуть себе спочатку аналогічно: вони плавляться. Але при подальшому нагріванні карбамід розкладається з виділенням аміаку, а нітрат амонію-з виділенням оксиду азоту (I) N a O газу без запаху і кольору.
Відомо, що великі труднощі виникають при розпізнаванні добрив, які містять іони калію, за забарвленням полум'я. Справа в тому, що добрива зазвичай містять домішки. Наприклад, в хлориді калію молено виявити хлорид натрію. Домішки крадуть фіолетове забарвлення полум'я калію. Тому в таблиці для розпізнавання добрив цей показник не вказаний.
Вивчаючи таблицю для розпізнавання мінеральних добрив, учащееся можуть помітити, що не розчиняється у воді фосфоритне борошно, мало розчиняється суперфосфат, всі інші добрива добре розчиняються. До розчинення добрив вдаються тоді, коли мова йде про визначення іонів С1 ~,
SO -, NH, НРО. Для цього 1-2 гранули або трохи порошку добрива (покрити їм тільки дно пробірки) розчиняють в 1 мл води.
Розпізнавання добрив учні проводять тільки з малими кількостями.
Практична робота може бути проведена за двома варіантами. Перший варіант: учням пропонуються два добрива в пакетах (під номерами), і потрібно визначити їх вміст. Учень починає виконувати завдання з процесу розчинення добрив. Це дозволить встановити фосфоритную, борошно та суперфосфат (для розпізнавання добрив за першим варіантом небажано пропонувати фосфоритную борошно). Припустимо, що в двох пакетах розчинні добрива. Далі досліджується вміст пакету № 1. Учень переливає до кількох краплях розчину добрива 2 - 3 краплі розчину хлориду барію-випадає білий осад, Аніон встановлений. Згідно таблиці, це добриво може бути сульфатом амонію, аммофосом або сульфатом калію (суперфосфат встановлюється за розчинності). Проводячи реакцію з розчином лугу, учень виявляє аміак. Звідси він робить висновок: сульфат калію виключається, залишається припустити, що в пакеті знаходиться сульфат амонію або амофос. Щоб встановити добриво, діємо розчином хлориду алюмінію: досліджуване добриво не дає реакції. Отже, це сульфат амонію.
Тепер досліджується, пакет № 2: розчин добрива не дає опадів з хлоридом барію, хлоридом алюмінію, не реагує з лугом (при нагріванні) і не розкладається при слабкому нагріванні. Отже, досліджуване добриво - хлорид калію.
Свої результати дослідів учень може відобразити в табл. 2 (відсутність запису або прочерку показує, що проводити відповідний досвід недоцільно, так як добриво вже визначено).
Розглянемо ще один приклад, Добриво з пакету № 1 не дає реакції з хлоридами барію і алюмінію, при нагріванні з розчином лугу виділяється аміак (виявляється фенолфталеїнової папірцем), але аміак не виявляється при нагріванні твердого добрива. Це нітрат амонію. Добриво ж з пакету № 2 не дає жодної »із зазначених реакцій, але воно легко розкладається при нагріванні з виділенням аміаку. Це карбамід. Слід мати на увазі, що ряд амонійних солей, також термічно розкладається е виділенням аміаку (дигідрофосфат амонію, сульфат амонію в ін), але, на відміну від карбаміду, вони дають реакції на відповідні аннони.
З добривом за першим варіантом доводиться іноді проводити до чотирьох реакцій, тому в пакетах повинно бути не менше 4-5 гранул добрива. Якщо для розпізнавання потрібно проводити менше реакцій, то відповідно зменшується і кількість гранул добрива.
За другим варіантом кожному учневі пропонуються дві експериментальні завдання, в кожній з яких 3 відомих добрива. Наведемо кілька прикладів завдань.
У трьох пакетах під номерами дані наступні добрива:
а) амофос, аміачна селітра, хлорид калію;
б) сульфат амонію, суперфосфат, сульфат калію;
в) карбамід, хлорид калію, фосфоритне борошно.
Визначте, яке добриво знаходиться в пакеті з відповідним номером ».
Перш ніж приступити до вирішення завдання, учень повинен скласти план її вирішення. Наприклад, для завдання «а» (див. табл. 3):
Необхідно звернути особливу увагу учнів на раціональне вирішення завдань, що виключає проведення зайвих реакцій. При виставленні оцінки слід це враховувати.
Проведенням практичної роботи не завершується питання розпізнавання добрив. На наступних уроках і практичних заняттях необхідно продовжити закріплення знань учнів про добрива.
Глава 3. Методичні розробки по темі: «Мінеральні добрива»
Цілі:· Засвоєння учнями складу азотних, фосфорних, калійних добрив та їх біологічної ролі,
· Розвиток умінь застосовувати наявні знання в нових ситуаціях,
· Закріплення знань про єдність живого і неживого,
· Розвиток інтересу до історії та новим фактам науки.
Обладнання і реактиви: набір добрив, вода, розчини нітрату срібла і ацетату натрію, два зразки в пробірках, держалки, стінгазета «Роль вчених у розвитку агрохімії», завдання до уроку.
ХІД УРОКУ
I. Актуалізація знань
Вчитель:
Горішок знань твердий,
Але все ж ми не звикли відступати.
Нам розколоти його допоможе
Бажання «хочу більше знати!»
- З таким бажанням почнемо урок.
У наші дні споживчі ставлення до природи, витрачання її ресурсів без здійснення заходів з їх відновлення йде в минуле. Не кожен регіон, не кожен район може пишатися родючістю свого грунту, але будь-яке наземне природне співтовариство, тим більше людина, своїм існуванням зобов'язані грунті. Чому?
Відповідь учнів: Грунт є середовищем існування єдиних на Землі автотрофних організмів - рослин. Тільки рослини з неорганічних речовин синтезують органічні речовини. Всі інші тварини, люди - споживачі органічних речовин. Ось чому ми зобов'язані грунті.
Вчитель: Тому ми повинні знати, як підтримувати і примножити родючість грунту.
Вивчення питань харчування рослин і підвищення їх врожайності шляхом застосування мінеральних добрив є предметом агрохімії. Тема нашого уроку «Мінеральні добрива».
II. Домашнє завдання: § 23, питання 7-10, завдання 3,4 (за стор.70 уч. Хімії), § 47 (з біології)
Щоб успішно виконати домашнє завдання, на уроці ми повинні знати класифікацію добрив, їх склад та вплив добрив на розвиток рослин.
Для вирішення цих завдань, ми будемо спиратися на знання, отримані на попередніх уроках хімії та біології.
III. Вивчення нової теми
Вчитель: Основоположниками агрохімії є німецький вчений Лібіх. Юстус, в Росії Д. І. Менделєєв, пізніше ідеї Менделєєва розвивав Д. М. Прянишников. Називаючи прізвище Д. І. Менделєєва, я не помилилася. Так, це той учений, який 140 років тому відкрив періодичний закон хімічних елементів.
Як же були вирішені питання підвищення родючості грунту Д.І. Менделєєвим?
Повідомлення учня: Будучи великим натуралістом, Д.І. Менделєєв надавав великого значення експериментальним дослідженням. Щоб знати, як реагують рослини на ті чи інші поживні речовини при кореневому живленні, яку дозу і як вносити мінеральні добрива, він вперше в Росії поставив польові досліди на полях свого маєтку в підмосковному селі Боблово. Вчений сам склав програму дослідів, здійснив їх закладку, проводив спостереження, робив висновки, згодом залучив до цієї роботи студентів сільгоспакадемії, в числі яких був і майбутній вчений К.А Тімірязєв.
За 5-6 років запущене і відстале маєток перетворилося на зразкове, її врожай у 3 рази перевищували врожаї сусідніх мужиків. У результаті Менделєєв заклав основи наукового землеробства.
Вчитель: Менделєєв розробив оптимальні співвідношення вживання мінеральних добрив з вмістом яких поживних елементів?
Відповідь учнів: Азоту, фосфору, калію.
Вчитель: Як впливає азот на рослини?
Повідомлення учня: Коли азоту затримується освіта зеленої частини рослин - листя, стебел. Рослини погано ростуть, листя стає блідо - зеленими і навіть жовтіють. Азот - обов'язкова частина білків і нуклеїнових кислот. При середньому врожаї пшениці за один сезон виноситься до
Учитель: Які ж азотні добрива виробляють в Менделеевском заводі? У вас на столі є зразки добрив. Використовуючи таблицю 19 на стор 67, напишіть формули даних азотних добрив, дайте їм назви (робота в групах). Азотні добрива характеризуються вмістом азоту.
Виконання завдання № 1 (див. завдання до уроку; 1, 2 групи вирішують 1а, 3, 4 групи - 1б, 5, 6 групи - 1в. У кожній групі відповідальні перевіряють виконання завдань і оцінюють їх).
Під час зустрічі головний агроном району М.Х. Авзалов повідомив, що найкращим азотним добривом для грунту нашого регіону є нітрат амонію. Вирішивши завдання, ми в цьому переконалися.
Виконання завдання № 2
Величезне значення для людини відіграє фосфор. Добова потреба організму людини у фосфорі складає до
Повідомлення учня: Енергія сонячного світла в процесі фотосинтезу накопичується в рослинах у вигляді АТФ тільки при достатній кількості фосфорних сполук у клітині. Посилене постачання рослини фосфором дозволяє отримувати більш ранній урожай і високої якості. При недоліку фосфору плодоношення зменшується і дозрівання плодів сильно сповільнюється.
Вчитель: Наявність природних сполук - фосфоритів дає можливість виробляти фосфорні добрива в сусідній Кіровської області. До складу фосфориту входить нерозчинний у воді фосфат кальцію. Щоб привести його в усвояемое рослинами стан у виробництві використовуються два методи:
Поживну цінність фосфорних добрив умовно виражають через масову частку оксиду фосфору (V). Наприклад, вміст оксиду фосфору (V) обчислюється у подвійному суперфосфаті співвідношенням відносної молекулярної маси оксиду фосфору (V) на відносну молекулярну масу подвійного суперфосфату:
Виконання лабораторної роботи (див. завдання до уроку № 3) та обговорення результатів дослідження.
У кореневому живленні рослин важливе значення мають калійні добрива.
Повідомлення учня: Калій прискорює процес фотосинтезу і сприяє нагромадженню вуглеводів: цукру в цукровому буряку, крохмалю в картоплі, а у злакових - пшениці, жита, рису - він сприяє зміцненню стебла і усуває їх вилягання. Калій відкладається в стеблі. Тому сучасна зернозбиральна техніка і подрібнює солому, і розкидає її по всій площі поля, так і частково поповнює спад калію.
Недолік калію викликає куполообразное закручування листя, на них з'являються іржаві цяточки.
Виконання завдання № 4 (у кожній групі відповідальні перевіряють виконання завдань і оцінюють їх.)
Вчитель: Як отримують калійні добрива?
Повідомлення учня: Джерелом отримання калійних добрив служать природні відкладення калійних солей у районі Солікамська, на великій площі між верхів'ями р. Кама і передгір'ями Уралу, на території Пермського краю. Це мінерали карналіт, містить хлориди калію і магнію (КCl * MgCl 2 * 6Н 2 O) і сильвініт, містить хлориди калію і натрію (КCl * NaCl).
Вчитель: Калійні добрива умовно оцінюються вмістом оксиду калію К2О:
Отримана при спалюванні рослинних матеріалів зола є якісним, у той же час дешевим і прийнятним калійним добривом. До її складу входить карбонат калію. Обчисліть поживну цінність цього добрива.
IV. Висновок
Вчитель: Грунт тим чудова, що може відновлюватися. Головне, цінувати її і раціонально нею користуватися. Тільки тоді в кожного на столі будуть смачний пишний коровай та інші продукти харчування, а повноцінне харчування - запорука здоров'я.
Учитель оцінює роботу учнів.
Завдання до уроку по темі «Мінеральні добрива», 9 клас
1. Зіставте масові частки азоту в наступних добривах:
а) нітрат калію,
б) нітрат натрію,
в) нітрат амонію.
2. Обчисліть масу нітрату амонію, який вносять на поля радгоспу ім. Токарлікова площею
3. Лабораторна робота. У двох пробірках дані зразки різних добрив. Визначте, в якій пробірці міститься фосфорне добриво. Як ви думаєте, коли: восени або навесні вносити це фосфорне добриво в грунт? Чому?
4. Яку масу 4%-го розчину можна приготувати з
Література
1. В. Кармазін «Наш хліб», М., Вид-во «Правда»,
2. Н. Л. Глинка «Загальна хімія», М., «Інтеграл - Прес»,
3. І. Г. Хомченко Збірник завдань і вправ з хімії для середньої школи, М., «Нова хвиля»,
4. Г. Є. Рудзітіс, Ф. Г. Фельдман «Хімія 9», М., «Просвещение»,
5. С. Г. Мамонтов, В. Б. Захаров, Н. І. Сонін «Біологія 9», М., «Дрофа»,
6. Орлова А. Агрохімічна лабораторія. (Б-ка піонера «Знай і вмій»), М.: Дет. література, 1973, с. 83-84.
7. Федоров П. А. Агрохімічні досліди з хімії. Посібник для вчителів. Мл Просвітництво, 1965, с. 30.
8. Шибанов А. А., Щербаков М. І., Устаменко Г. В. Основи агротехніки польових культур. Учеб. посібник для учнів 9 - 10 класів сільської школи, 2-е вид. M.: Просвітництво, 1976, с. 45.