Điều chế supephotphat kép

* Điều chế supephotphat đơn:

Danh từ '' đơn '' ở đây là quá trình điều chế chỉ gồm 1 giai đoạn:

  Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO_4 đặc  →_t^o Ca(H2PO₄)₂ + 2CaSO₄↓

* Điều chế supephotphat kép:

-Danh từ '' kép '' ở đây là quá trình điều chế gồm 2 giai đoạn:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO_4 đặc  →_t^o 2H₃PO₄ + 3CaSO₄↓

 Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄→ 3Ca(H₂PO₄)₂

*Ưu nhược điểm của 2 quá trình sản xuất:

- Supephotphat đơn: 

+ Ưu điểm: Quá trình sản xuất nhanh, rẻ do ít tốn hóa chất.

+ Nhược điểm: Có CaSO₄ kết tủa làm rắn đất.

- Supephotphat kép: 

+ Ưu điểm: Chứa hàm lượng P₂O₅ cao hơn, không có sản phẩm phụ.

+ Nhược điểm: Lâu và tốn kém hơn.

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu về một số loại phân bón hóa học nhé.

Phân bón hóa học là gì? 

Phân bón hóa học là những hợp chất được cấu tạo từ những nguyên tố dinh dưỡng. Do đó chúng thường được dùng để bón cho cây để bổ sung dưỡng chất, thúc đẩy quá trình sinh trưởng của cây, tăng năng suất trồng trọt.

Dưới đây là một số loại phân bón hóa học phổ biến hiện nay.

I - PHÂN LÂN

Phân lân cung cấp photpho cho cây dưới dạng ion photphat. Phân lân cần thiết cho cây ở thời kì sinh trưởng do thúc đẩy các quá trình sinh hóa, trao đổi chất và năng lượng của thực vật. Phân lân có tác dụng làm cho cành lá khỏe, hạt chắc, quả hoặc củ to. Độ dinh dưỡng của phân lân được đánh giá băng hàm lượng %P₂O₅ tương ứng với lượng photpho có trong thành phần của nó.

Nguyên liệu để sản xuất phân lân là quặng photphorit và apatit. Một số loại phân chính là supephotphat, phân lân nung chảy,...

1. Supephotphat

Có hai loại supephotphat là supephotphat đơn và supephotphat kép. Thành phần chính của cả hai loại là muối tan canxi đihiđrophotphat.

a) Supephotphat đơn

Supephotphat đơn chứa 14−20%P₂O₅, được sản xuất bằng cách cho bột quặng photphorit hoặc apatit tác dụng với axit sunfuric đặc:

Ca₃(PO₄)₂+2H₂SO₄→Ca(H₂PO₄)₂+2CaSO₄↓

Cây trồng đồng hóa dễ dàng muối Ca(H₂PO₄)₂, còn CaSO₄ là phần không có ích, làm rắn đất. Ở nước ta, Công ti supephotphat và hóa chất Lâm Thao - Phú Thọ sản xuất loại supephotphat đơn này từ quặng apatit Lào Cai.

b) Supephotphat kép

Supephotphat kép chứa hàm lượng P₂O₅ cao hơn (40−50%P₂O₅) vì chỉ có Ca(H₂PO₄)₂. Quá trình sản xuất supephotphat kép xảy ra qua hai giai đoạn: điều chế axit photphoric, và cho axit photphoric tác dụng với photphorit hoặc apatit:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂PO₄→2H₃PO₄+3CaSO₄↓ 

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄→3Ca(H₂PO₄)₂

2. Phân lân nung chảy

Để sản xuất phân lân nung chảy, người ta nung hỗn hợp bột quặng apatit (hay photphorit) với đá xà vân (thành phần chính là megie silicat) và than cốc ở nhiệt độ trên 1000 độ C trong lò đứng. Sản phẩm nóng chảy từ lò đi ra được làm nguội nhanh bằng nước để khối chất bị vỡ thành các hạt vụn, sau đó sấy khô và nghiền thành bột.

Thành phần chính của phân lân nung chảy là hỗn hợp photphat và silicat của canxi và magie (chứa 12−14%P₂O₅). Các muối này không tan trong nước, nên cũng chỉ thích hợp cho loại đất chua.

Ở nước ta, phân lân nung chảy được sản xuất ở Văn Điển (Hà Nội) và một số địa phương khác.

3. Sự khác biệt giữa Superphotphat đơn và kép là gì?

Supephotphat đơn được sản xuất từ ​​đá photphat và axit sunfuric, nhưng supephotphat kép được tạo ra thông qua phản ứng giữa đá photphat và axit photphoric nồng độ thấp. Supephotphat ba cũng được sản xuất từ ​​đá photphat và axit photphoric. Vì vậy, đây là sự khác biệt chính giữa superphotphat đơn đôi và ba. Chúng ta có thể ký hiệu superphotphat đơn là SSP, superphotphat kép là DSP và superphotphat ba là TSP.

Hơn nữa, một sự khác biệt đáng kể khác giữa superphotphat kép và ba là phân supephotphat đơn có hàm lượng phốt pho thấp và superphotphat kép chứa một lượng phốt pho vừa phải, trong khi superphotphat ba có tỷ lệ phốt pho cao (khoảng gấp ba lần hàm lượng phốt pho trong SSP). Bên cạnh đó, phân lân đơn cũng chứa một lượng nhỏ lưu huỳnh như một chất vi lượng, nhưng không có các chất dinh dưỡng thực vật quan trọng khác trong phân lân kép và ba.

II - PHÂN ĐẠM

Phân đạm cung cấp nitơ hóa hợp cho cây dưới dạng ion nitrat (NO³⁻) và ion amoni (NH⁴⁺). Phân đạm có tác dụng kích thích quá trình sinh trưởng của cây, làm tăng tỉ lệ của protein thực vật. Có phân đạm, cây trồng sẽ phản triển nhanh, cho nhiều hạt, củ hoặc quả. Các loại phân đạm chính là phân đạm amoni, phân đạm nitrat, phân đạm urê.

Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng hàm lượng %N trong phân.

1. Phân đạm amoni

Phân đạm amoni là các muối amoni: NH₄Cl,(NH₄)₂SO₄,NH₄NO₃,... Các muối này được điều chế khi cho amoniac tác dụng với axit tương ứng. Thí dụ:

2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄

Khi tan trong nước, muối amoni bị thủy phân tạo ra môi trường axit, nên chỉ bón phân này cho các loại đất ít chua, hoặc đất đã được khử chua trước bằng vôi (CaO).

2. Phân đạm nitrat

Phân đạm nitrat là các muối nitrat: NaNO₃,Ca(NO₃)₂,... Các muối này được điều chế khi cho axit nitric tác dụng với muối cacbonat của các kim loại tương ứng.
Thí dụ:          

CaCO₃+2HNO₃→Ca(NO₃)₂+CO₂+H₂O

Phân đạm amoni và phân đạm nitrat khi bảo quản thường dễ hút nước trong không khí và chảy rữa. Chúng tan nhiều trong nước, nên có tác dụng nhanh đối với cây trồng, nhưng cũng dễ bị nước mưa rửa trôi.

3. Urê

Urê ((NH₂)₂CO) là chất rắn màu trắng (hình 2.15), tan tốt trong nước, chứa khoảng 46%N, được điều chế bằng cách cho amoniac tác dụng với CO₂ ở nhiệt độ 180−200 độ C, dưới áp suất ≈200atm:

CO₂+2NH₃→(NH₂)₂CO+H₂O

Trong đất, dưới tác dụng của các vi sinh vật urê bị phân hủy cho thoát ra amoniac, hoặc chuyển dần thành muối amoni cacbonat khi tác dụng với nước:

(NH₂)₂CO+H2O→(NH₄)₂CO₃

III - PHÂN KALI

Phân kali cung cấp cho cây trồng nguyên tố kali dưới dạng ion K⁺. Phân kali giúp cho cây hấp thụ được nhiều đạm hơn, cần cho việc tạo ra chất đường, chất bột, chất xơ và chất dầu, tăng cường sức chống bệnh, chống rét và chịu hạn của cây. Độ dinh dưỡng của phân kali được đánh giá bằng hàm lượng %K₂O tương ứng với lượng kali có trong thành phần của nó.

Hai muối kali clorua và kali sunfat được sử dụng nhiều nhất để làm phân kali. 

Tro thực vật cũng là một loại phân kali vì có chứa K₂CO₃.