Ֆոսֆոր

                                               Ֆոսֆոր

Ֆոսֆոր քիմիական տարր

·   Միակ կայուն իզոտոպը ³²₁₆ P

·   Արտաքին էներգիական մակարդակի էլեկտրոնային կառուցվածքը 3s²3p³:

·   Հարաբերական ատոմային զանգվածը՝ Ar (P)=31:

·   Մոլային զանգվածը՝ M (P)=31 գրամ/մոլ։

·   Վալենտականությունը՝ 3,5, հազվադեպ՝ 1,4:

·   Միացություններում օքսիդացման աստիճանները փոփոխվում են -3-ից մինչև +5:

Ֆոսֆոր բնության մեջ

Բնության մեջ ազատ վիճակում ֆոսֆոր գոյություն չունի, քանի որ բավականաչափ ակտիվ տարր է։ Քիմիապես կապված վիճակում ֆոսֆորն առկա է զանազան հանքատեսակներում, օրինակ՝ ֆոսֆորիտներում՝ կալցիումի ֆոսֆատի տեսքով։ Ֆոսֆորը ևս շրջապտույտ է գործում բնության մեջ (1):

(1) Ֆոսֆորի շրջապտույտը բնության մեջ

Ստացումը

Ֆոսֆորն ստացվում է կալցիումի ֆոսֆատը սիլիցիումի օքսիդի և ածպի հետ էլեկտրական վառարաններում տաքացնելիս՝ թթվածնի բացակայության պայմաններում։ Ընթացող ռեակցիայի հավասարումը կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ․

Ստացված ֆոսֆորը ցնդում է (սուբլիմվում) և պնդանում՝ մոմանման սպիտակ զանգվածի տեսքով։

Ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

Ազատ ֆոսֆորն առաջացնում է մի շարք տարաձևություններ, որոնցից տարածված են սպիտակն ու կարմիրը։ Կարմիր ֆոսֆորը կայուն է բոլոր պայմաններում, իսկ սպիտակ ֆոսֆորն անկայուն է՝ լույսից կամ տաքացումից դանդաղ փոխարկվում է կայուն ձևի՝ կարմիր ֆոսֆորի։ Այս փոխարկումն արագացվում է յոդ կատալիզատորով։

Դպրոցական լաբորատորիայում կարմիր ֆոսֆորի փոխարկումն սպիտակի կարելի է դիտել հետևյալ փորձով (2):

(2) Կարմիր ֆոսֆորի փոխարկումն սպիտակի

Վերցրե՛ք կարմիր ֆոսֆոր, եթե այդ նյութը լաբորատորիայում չկա, ապա թերթի վրա լուցկու տուփից քերե՛ք շագանակագույն փոշին (անհրաժեշտ կլինի 2 տուփ) և ապակե ձողով տեղադրե՛ք երկար խողովակի կենտրոնում (մեջտեղում)։ Խողովակը մի կողմից խցանով պինդ փակե՛ք, իսկ մյուս ծայրը թողե՛ք բաց ու խողովակի այն մասը, որտեղ ֆոսֆորն է, տաքացրե՛ք։ Այդ նպատակով սկզբում խողովակը բարձր պահե՛ք ու պտտեցրե՛ք մինչև համաչափ տաքանալը, ապա ցած իջեցրե՛ք և, անշարժ պահելով՝ ուժեղ տաքացրե՛ք այնմասը, որտեղ փոշին է։ Կդիտվի ֆոսֆորի գոլորշու առաջացում, որ իսկույն կբոցավառվի ու հետո, օդի պակասից, անմիջապես կհանգչի։

Շարունակե՛ք խողովակի տաքացումը։ Կարմիր ֆոսֆորի նոր բաժիններ նույնպես գոլորշու կփոխարկվեն։ Վերջինս կնստի խողովակի չտաքացրած մասերին՝ բաց դեղնավուն, օղակաձև փառի տեսքով, տաքացվող տեղի երկու կողմում։ Այդ փառն սպիտակ ֆոսֆորն է։ Այնուհետև կրակը հեռացրե՛ք, օդի մուտքն ապահովելու նպատակով խցանը հանե՛ք, սենյակը մթնեցրե՛ք ու դիտե՛ք ֆոսֆորի լուսարձակումը։

Ֆոսֆորի տարաձևությունները միմյանցից տարբերվում են մոլեկուլում առկա ատոմների թվով, ինչպես նաև՝ վերջիններիս դասավորվածությամբ։ Սպիտակ ֆոսֆորի մոլեկուլի բաղադրությունը P₄ է, կովալենտային կապերի միջև անկյունը՝ 60⁰, կառուցվածքը՝ կանոնավոր եռանիստ բուրգ։

Կարմիր ֆոսֆորը շերտավոր պոլիմեր է՝ կրկնվող կառուցվածքային P₄ միավորով՝ (P₄)n:

Ինչպես և ազոտը՝ ֆոսֆորը նույնպես միացություններում -3-ից +5 օքսիդացման աստիճաններ է դրսևորում, սակայն այդ տարրին առավել բնորոշ են -3, +3, +5 օքսիդացման աստիճանները։

Մետաղների ու ջրածնի նկատմամբ ֆոսֆորն էլեկտրաբացասական է, և դրանց հետ առաջացրած միացություններում ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանը -3 է։ Բարձր ջերմաստիճաններում ֆոսֆորը միանում է մետաղներին՝ ֆոսֆիդներ առաջացնելով, օրինակ․

3Mg+2P=Mg₃P₂

Ֆոսֆորի ջրածնային միացությունը՝ PH₃ (ֆոսֆորաջրածին կամ ֆոսֆին), անկայուն է, ընդ որում՝ ֆոսֆորի ու ջրածնի անմիջական միացումից չի ստացվում։ Ֆոսֆին կարելի է ստանալ ֆոսֆիդների ու ջրի փոխազդեցությունից (հիդրոլիզ)

Ֆոսֆինը շատ անդուր (նեխած ձկան) հոտով, խիստ թունավոր գազ է, ի տարբերություն ամոնիակի՝ ջրում գործնականորեն չի լուծվում, իսկ օդում ինքնաբերաբար բռնկվում է՝ ֆոսֆորի (V) օքսիդ ու ջուր, և ապա ֆոսֆորական թթու առաջացնելով։

2PH₃+4O₂=2H₃PO₄

Ֆոսֆինից բացի՝ կան նաև ֆոսֆորի ջրածնային այլ միացություններ՝ նույնպես հեշտ բոցավառվող, որոնցում ֆոսֆորի զանգվածային բաժինն է՛լ ավելի մեծ է։ Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգում իրենից աջ կամ աջ ու  վերև դասավորված տարրերի նկատմամբ ֆոսֆորն էլեկտրադրական է։ Ահա՛ թե ինչու ֆոսֆորիին բնորոշ են օքսիդացման ռեակցիաները՝ թթվածնով և այլ օքսիդացնողներով։ Թթվածնում ֆոսֆորն այրվում է շլացուցիչ, սպիտակ բոցով՝ ֆոսֆորի (V) օքսիդ առաջացնելով՝ սպիտակ ծխի տեսքով․

4P+5O₂=2P₂O₅

Կարմիր ֆոսֆորը բռնկվում է տաքացնելիս, իսկը սպիտակը՝ նույնիսկ սովորական պայմաններում։ Սպիտակ ֆոսֆորը դանդաղ օքսիդանալիս անջատվող էներգիայի մի մասը փոխակերպվում է ճառագայթայինի, և դիտվում է լուսարձակում, որն անվանվում է ֆոսֆորեսցենտում՝ հենց ա՛յդ տարրի անվանմամբ։ Է՛լ ավելի եռանդում, քան թթվածնին, ֆոսֆորը միանում է քլորին․

2P+5CI₂=2PCI₅

2P+3CI₂=2PCI₃

Կարմիր ֆոսֆորի ու կալիումի քլորատի՝ Բերթոլեի աղի (KCIO₃) խառնուրդը շփելից (տրորելիս) կամ սեղմելիս բոցավառվում է պայթյունով (այսպես կոչված լուցկու ռեակցիա)։

6P+5KCIO₃=3P₂O₅+5KCI

Բերթոլեի աղի և ծծմբի խառնուրդը պարունակվում է լուցկու հատիկի գլխիկում, իսկ կարմիր ֆոսֆորը՝ լուցկու տուփի կողերի մակերեսում։

Ֆոսֆորի (V) օքսիդ ու ֆոսֆորական թթուներ

Ֆոսֆորը թթվածնի հետ առաջանում է երկու միացություն՝ ֆոսֆորի (III) օքսիդ՝ P₂O₃ (P₄O₆) և ֆոսֆորի (V) օքսիդ՝ P₂O₅ (P₄O₁₀)։

Երկու օքսիդն էլ ստացվում են ֆոսֆորն օդում (թթվածնում) այրելիս։ Մասնավորապես՝ սպիտակ ֆոսֆորն օդում ինքնաբոցավառվում է, իսկ կարմիր ֆոսֆորն այրվում է 240^օС-ից բարձր ջերմաստիճաններում։ Օդի (հետևաբար՝ նաև թթվածնի) պակասի դեպքում ֆոսֆորի (III) օքսիդ է առաջանում

4P+3O₂=2P₂O₃

Օդի (ուրեմնէ նաև թթվածնի) ավելցուկում ֆոսֆորն այրվում է՝ ֆոսֆորի (V) օքսիդ (ֆոսֆորական անհիդրիդ առաջացնելով)

4P+5O₂=2P₂O₅

Ֆոսֆորի այրումը դիտելու նպատակով կատարե՛ք հետևյալ փորձ (3)

(3) Ֆոսֆորի այրումը

Ջրով մասամբ լցված, փակ կոլբում քիչ քանակությամբ ֆոսֆոր վառե՛ք։ Վերջինս կայրվի՝ մինչև անոթում առկա ամբողջ թթվածնի ծախսվելը, ընդ որում՝ սպիտակ ծուխ կառաջանա։ Ֆոսֆորի (V) օքսիդի մանր հատիկներից կազված այդ ծուխն արագ կլուծվի ջրում՝ թթու առաջացնելով, և ծուխը կանհետանա։ Թթվի առաջացման մեջ կարող եք համոզվել լակմուս հայտանյութի միջոցով, որը կկարմրի։

Ֆոսֆորի (V) օքսիդն սպիտակ, ձյունանման պինդ նյութ է։ Ջրում լուծվում է ֆշշոցով՝ մեծ քանակությամբ ջերմություն անջատելով։ Ֆոսֆորի (V) օքսիդն օժտված է թթվային օքսիդներին բնորոշ հատկություններով, օրինակ՝․

Ֆոսֆորի (V) օքսիդը ջուր խլող միջոց է այլ միացություններից, օրինակ՝

2HNO₃+2P₂O₅=2HPO₃+N₂O₅

Ուժեղ վերականգնողները կարող են Ֆոսֆորի (V) օքսիդը վերականգնել, օրինակ՝․

Գոյություն ունի Ֆոսֆորի (V) օքսիդն համապատասխանող մի քանի թթու, որոնք միմյանցից տարբերվում են օքսիդի մոլեկուլին միացած ջրի մոլեկուլների քանակով։ Եթե ֆոսֆորական անհիդրիդը լուծեք սառը ջրում, ապա կստացվի մետաֆոսֆորական թթու՝ HPO₃, որը թունավոր նյութ է։

P₂O₅+H₂O=2HPO₃

Տաք ջրում Ֆոսֆորի (V) օքսիդը լուծելիս կստացվի H₃PO₄ միացությունը, որն անվանվում է օրթոֆոսֆորական թթու կամ, պարզապես՝ ֆոսֆորական թթու․

Եվ վերջապես՝ ֆոսֆորական թթուն տաքացնելիս փոխարկվում է երկֆոսֆորական (պիրոֆոսֆորական) թթվի H₄P₂O₇

Ֆոսֆորական թթվի կառուցվածքային բանաձևն է

Արտադրությունում մաքուր ֆոսֆորական թթու է ստացվում Ֆոսֆորի (V) օքսիդը տաք ջրում լուծելով։ Իսկ տեխնիկական նպատակների համար ֆոսֆորական թթու են ստանում կալցիումի ֆոսֆատից՝ ըստ հետևյալ ռեակցիայի հավասարման․

Մաքուր (անջուր) վիչակում, սովորական պայմաններում, ֆոսֆորական թթուն թափանցիկ բյուրեղներից կազմված, խոնավածուծ նյութ է։ Սովորաբար օգտագործվում է 70-85% զանգվածային բաժնով թթուն, որը մածուցիկ խիտ լուծույթ է։ Ի տարբերություն մետաֆոսֆորական թթվի՝ օրթոֆոսֆորական թթուն թունավոր չէ։

Ֆոսֆորական թթուն եռահիմն, միջին ուժի թթու է, ջրային լուծույթում ենթարկվում է աստիճանական դիսոցման․

Քանի որ անիոնի լիցքի մեծացման հետ ջրածնի իոններն ավելի ու ավելի դժվար են անջատվում, ուստի ֆոսֆորական թթվի ջրային լուծույթում, H₃PO₄ մոլեկուլների հետ մեկտեղ՝ առկա են մեծ երկհիդրոֆոսֆատ իոններ՝ (H₂PO₄)^-, խիստ փոքրաթիվ հիդրոֆոսֆատ իոններ (HPO₄)^2-, և աննշան քանակով ֆոսֆատ իոններ՝ (PO₄)^3-:  Ֆոսֆորական թթուն փոխազդում է մետաղների, հիմքերի, հիմնային օքսիդների, աղերի հետ՝ ֆոսֆատներ, այսինքն՝ ֆոսֆորական թթվի համապատասխան աղեր առաջացնելով։ Ահա՛ մեկական օրինակ․

Կարևոր է նշել, որ աստիչանական դիսոցման հետևանքով, ֆոսֆորական թթուն երեք տեսակի աղ է առաջացնում, չեզոք աղեր՝ ֆոսֆատներ (օրինակ՝Na₃PO₄), թթու աղեր՝ երկհիդրոֆոսֆատներ (օրինակ՝ NaH₂PO₄) և հիդրոֆոսֆատներ (օրինակ՝ Na2HPO4): Բոլոր մետաղների երկհիդրոֆոսֆատները ջրում լուծելի են։ Ֆոսֆատները ջրում չեն լուծվում՝ բացառությամբ ալկալիական մետաղների ֆոսֆատների, իսկ հիդրոֆոսֆատները քիչ լուծելի են։ Ջրում անլուծելի բոլոր ֆոսֆատները լուծվում են ուժեղ թթուներում, քանի որ վերածվում են թթու աղերի՝ երկհիդրոֆոսֆատների, օրինակ

Ca₃(PO₄)₂+4HNO₃=Ca(H₂PO₄)₂+2Ca(NO₃)₂

(PO₄)^3- իոնների հայտաբերման ազդանյութ է արծաթի (I) նիտրատը՝ չեզոք միջավայրում․

 Արծաթի ֆոսֆատը վառ դեղին նյութ է և, ինչպես բոլոր ֆոսֆատները՝ ուժե թթվի լուծույթ ավելացնելի լուծվում է։

Ֆոսֆորական թթվի աղերը լայնորեն օգտագորվում են՝ որպես պարարտանյութեր։ 

Առաջադրանք

1.      Որքան են պրոտոնների ու նեյտրոնների թվերը ֆոսֆորի կայուն իզոտոպի ատոմի միջուկում

Ֆոսֆորի միայն կայուն իզոտոպը ³²₁₆ P։

Արտաքին էներգիական մակարդակի էլեկտրոնային կառուցվածքը 3s²3p³:

Հարաբերական ատոմային զանգվածը՝ Ar (P)=31:

Մոլային զանգվածը՝ M (P)=31 գրամ/մոլ։

Վալենտականությունը՝ 3,5, հազվադեպ՝ 1,4:

Միացություններում օքսիդացման աստիճանները փոփոխվում են -3-ից մինչև +5:

2.      Ֆոսֆորի ի՞նչ տարաձևություններ գիտեք, ինչո՞վ են դրանք միմյանցից տարբերվում են։

Ազատ Ֆոսֆորի առաջացնում է մի շարք տարաձևություններ, որոնցից տարածված են սպիտակն ու կամիրը։ Կարմիրը ֆոսֆորը կայուն է բոլոր պայմաններում, իսկ սպիտակ ֆոսֆորն անկայուն է՝ լույսից կամ տաքացումից դանդաղ փոխարկվում է կայուն ձևի՝ կարմիր ֆոսֆորի։ Այս փոխարկումն արագացվում է յոդ կատալիզատորով։

3.      Գրե՛ք ֆոսֆորի ու ծծմբի առաջացրած միացության բանաձևն ու անվանե՛ք այդ միացությունը՝ նկատի ունենալով, որ ֆոսֆորն այդտեղ դրսևորում է իր բարձրագույն օքսիդացման աստիճանը։

Տաքացնելիս միանում են ծծմբի, ազոտի և ածխածնի  (2000 °C) հետ՝ առաջացնելով սուլֆիդներ (P₄S₃, P₄S₃, P₄S₇, P₄S₁₀), նիտրիդներ (PN, РгМ₃, P₃N₅) և կարբիդ (РС₃), որոնք քիմիապես կայուն բյուրե¬ ղական նյութեր են։

2P+3S-->P₂S₃

4.      Գրե՛ք հետևյալ փոխարկումներին համապատասխանող ռեակցիաների հավասարումները

P--->Ba₃P₂ --->PH₃ ---> H₃PO₄

5.      Գրե՛ք Կալցիումի ֆոսֆատից ֆոսֆորի ստացման ռեակցիայի հավասարումը

Ֆոսֆորն առկա է զանազան հանատեսակներում, օրինակ՝ ֆոսֆորիտներում՝ կալցիումի ֆոսֆատի տեսքով։ Ֆոսֆորն ստացվում է կալցիումի ֆոսֆատը սիլիցիումի օքսիդի և ածխի հետ էլեկտրական վառարաններում տաքացնելիս՝ թթվածնի բացակայութայն պայամաններում։ Ընթացող ռեակցիայի հավասարումը կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ.

6.      Ինչո՞վ է բացատրվում սպիտակ և կարմիր ֆոսֆորների քիմիական ակտիվության տարբերությունը։

Իր տեսքով և փափկությամբ սպիտակ ֆոսֆորը նման է մաքրած մեղվամոմի կամ պարաֆինի։ Խառնուրդների ազդեցությունից ունենում է դեղնավուն երանգ։ Լավ լուծվում է CS2-ում, tհալ=44°Շ, tեռ=281°Շ։ Թույլ տաքացնելիս օդում ինքնաբոցավառվում է։ Քիմիապես ակտիվ և խիստ թունավոր նյութ է, առաջացնում է ոսկորների քայքայում։ Չափահաս մարդու համար մահացու չափաբաժինը կազմում է 50-100 միլիգրամ։ Սպիտակ ֆոսֆորի բանաձևն է՝ P4։ Պահպանում են ձուլակտորների տեսքով՝ անօդ, հատուկ իներտ միջավայրում, մաքրած ջրի շերտի տակ։ Սպիտակ ֆոսֆորը լայնորեն օգտագործվում է որպես պայթուցիկ զինամթերքների բոցավառիչ։

7.      Ինչպես կարելի է կարմիր ֆոսֆորից սպիտակ ֆոսֆոր ստանալ

Դպրոցական լաբորատորիայում կարմիր ֆոսֆորի փոխարկումն սպիտակի կարելի է դիտել հետևյալ փորձով

8.      Ինչո՞վ է բացատրվում սպիտակ ֆոսֆորի լուսարձակումը սովորական պայմաններում

Շարունակե՛ք խողովակի տաքացումը։ Կարմիր ֆոսֆորի նոր բաժիններ նույնպես գոլորշու կփոխարկվեն։ Վերջինս կնստի խողովակի չտաքացրած մասերին՝ բաց դեղնավուն, օղակաձև փառի տեսքով, տաքացվող տեղի երկու կողմում։ Այդ փառն սպիտակ ֆոսֆորն է։ Այնուհետև կրակը հեռացրե՛ք, օդի մուտքն ապահովելու նպատակով խցանը հանե՛ք, սենյակը մթնեցրե՛ք ու դիտե՛ք ֆոսֆորի լուսարձակումը։

9.      Ինչու ֆոսֆորը բնության մեջ ազատ վիճակում չի հանդիպում։

Բնության մեջ ազատ վիճակում ֆոսֆոր գոյություն չունի, քանի որ բավականաչափ ակտիվ տարր է։ Քիմիապես կապված միճակում ֆոսֆորն առկա է զանազան հանքատեսակներում, օրինակ՝ ֆոսֆորիտներում՝ կալցիումի ֆոսֆատի տեսքով։ Ֆոսֆորը ևս շրջապտույտ է գործում բնության մեջ (1)

10.  Ինչպես են անվանվում ֆոսֆորի միացությունները մետաղների հետ։ Առաջարկե՛ք օրինակ ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանը նշելով։

Բարձր ջերմաստիճաններում ֆոսֆորը միանում է մետաղների հետ՝ ֆոսֆիդներ առաջացնելով, օրինակ

3Mg+2P=Mg₃P₂

11.  Կալիումի երկհիդրոֆոսֆատ պարունակող լուծույթին աստիճանաբար կալիումի հիդրօքսիդի լուծույթ են ավելացրել։ Ստացվող լուծույթում ի՞նչ նյութեր կարող են միաժամանակ լինել

Բոլոր մետաղների երկհիդրոֆոսֆատները ջրում լուծելի են։ Ֆոսֆատները ջրում չեն լուծվում՝ բացառությամբ ալկալիական  մետաղների ֆոսֆատների, իսկ հիդրոֆոսֆատները քիչ լուծելի են։

Ջրում անլուծելի բոլոր ֆոսֆատները լուծվում են ուժեղ թթուներում, քանի որ վերածվում են թթու աղերի՝ երկհիդրոֆոսֆատների, օրինակ՝․

Ca₃(PO₄)₂+4HNO₃=Ca(H₂PO₄)₂+2Ca(NO₃)₂

12.  Փորձե՛ք պատկերել երկֆոսֆորական (պիրոֆոսֆորական) թթվի կառուցվածքային բանաձևը

Եվ վերջապես՝ ֆոսֆորական թթուն տաքացնելիս փոխարկվում է երկֆոսֆորական (պիրոֆոսֆորական) թթվի H₄P₂O₇

13.  Միևնո՞ւյն թե՞ տարբեր միացություններ են ստացվում սպիտակ և կարմիր ֆոսֆորն այրելիս։

Օդի (ուրեմնէ նաև թթվածնի) ավելցուկում ֆոսֆորն այրվում է՝ ֆոսֆորի (V) օքսիդ (ֆոսֆորական անհիդրիդ առաջացնելով)

4P+5O₂=2P₂O₅

Ֆոսֆորի այրումը դիտելու նպատակով կատարե՛ք հետևյալ փորձ։

14.  Ստորև թվարկածներից ընտրե՛ք այն միացությունները, որոնցում ֆոսֆորի օքիսդացման աստիճանը +5 է․

դ)  H₃PO₃

15.  Գրե՛ք հետևյալ փոխարկումներին համապատասխանող ռեակցիանների հավասարումները․

Ca₃(PO₄)₂---> P ---> P₂O₅ ---> HPO₃

         Ազոտային ու ֆոսֆորային պարարտանյութեր

Բույսերի բնականոն աճի ու զարգացման համար մոտ 22 քիմիական տարր է անհրաժեշտ։ Առանձնապես կարևոր է կալիում, ազոտ, ֆոսֆոր, ածխածին, թթվածին և ջրածին տարրերի նշանակությունը։ Պակաս քանակություններով, բայց՝ պարտադիր, պահանջում են կալցիում, մագնեզիում, երկաթ և այլ տարրեր։ Իսկ որոշ տարրեր (պղինձ, կոբալտ՝ Сo, ցինկ և այլն) չնչին քանակություններով են անհրաժեշտ, սակայն հողում այդ տարրերի իսպառ բացակայությունը բույսերի համար կործանարար է։

Բույսերն իրենց անհրաժեշտ տարրերը կլանում են հողից, իոնների ձևով (NH₄)⁺, (NO₃)^-, K⁺, (H₂PO₄)^-, Fe³⁺, Cu²⁺ և այլն։ Երեք կարևոր տարր՝ ազոտը, ֆոսֆորը և կալիումը, անհրաժեշտ են բույսերին մեծ քանակություններով, ուտիսև այդ տարրերը պարունակող պարարտաանյութերն ստանում են արդյունաբերական մասշտաբներով։

Ազոտային պարարտանյութեր

Ազոտային պարարտանյութեր անհրաժեշտ են բոլոր մշակաբույսերին՝ լոբազգիներից բացի, որոնք պալարամանրէների օգնությամբ յուրացնում են մթնոլորտային ազոտը։ Որպես հանքային ազոտային պարարտանյութեր՝ կիրառվում են ամոնիակը, ազոտայան թթվի աղերը, ինչպես նաև՝ ամոնիումային աղերը։

Ազոտային պարարտանյութերում սննդարար տարրի պարունակությունը որոշվում է՝ ըստ ազոտի վերահաշվելով։ Օրինակ՝ աշնանացան ցորենը սնուցելու նպատակով անհրաժեշտ է յուրաքանչյուր հեկտարին 25 կգ ազոտ հատկացնել։ Հաշվենք ՝ քանի կիլոգրամ նատրիումի նիտրատ կպահանվի այդ նպատակով։

Նախ և առջ 25 կգ ազոտը վերածենք կիլոմոլերի՝ հաշվի առնելով, որ՝ M (N)-14 կիլոգրամ/կմոլ․

Կալիումի նիտրատ արտադրությունում ստացվում է՝ ազոտական թթուն կալիումի հիդրօքսիդով չեզոքացնելով․

KOH+HNO₃=KNO₃ + H₂O

Կալիումի նիտրատն սպիտակ, բյուրեղային, ջրում լավ լուծվող նյութ է։ Ի տարբերություն ազոտային այլ պարարտանյութերի՝ կալիումի նիտրատը խոնավածուծ չէ։ Դա կոպլեքսային պարարտանյու է՝ սննդարար 2 տարր է պարունակում՝ կալիում ու ազոտ։

Կալցիում նիտրատ (կալցիումային բորակ)․ արտադրվում է սպիտակ հատիկների տեսքով՝ կրաքարի (CaCO₃) և ազոտական թթվի փոխազդեցությունից․

Ինչպես և նատրիումի նիտրատը՝ այս նյութը նույնօես խիստ խոնավածուծ է, ուստի արագ պնդանում է։

Ամոնիումի նիտրատ․ ջրում լավ լուծվող, սպիտակ, բյուրեղային նյութ է, որում ազոտի զանգվածային բաժինը շատ մեծ է՝ 34-35%: Արտադրվում է՝ ազոտական թթուն ամոնիակով չեզոքացնելով․

NH₃+HNO₃=NH₄NO₃

Հատիկավորված պարարտանյութը խոնավություն քիչ է կլանում, հետևապես՝ չի պնդանում։

Ամոնիումի սուլֆատ, ջրում լուծվող, բյուրեղային նյութ է, ստացվում է՝ ծծբական թթուն ամոնիակով չեզոքացնելով․

2NH₃+HNO₃=(NH₄)₂SO₄

Միզանյութ՝ CO(NH₂)₂ այս պարարտանյութը նույնպես ջրում լավ լուծվող, սպիտակ, բյուրեղային նյութ է, որում ազոտի պարունակությունն առավել բարձր է 46%: Ստացվում է հետևյալ փոխազդեցությունից՝ բարձր ջերմաստիճանում ու բարձր ճնշման տակ․

2NH₃+CO₂=CO(NH₂)₂ + H₂O

Վերջին ժամանակներս որպես պարարտանյութ են օգտագործում հեղուկ ամոնիակը, ամոնիակաջուրը (NH₄OH) և հանքային պարարտանյութերի լուծույթներ, որոնք հագեցված են ամոնիակով։

Ֆոսֆորային պարարտանյութեր

Ինչպես արդեն նշվել է՝ Ֆոսֆորի միացությունների գլխավոր կիրառությունը պարարտանյութերի ձևով օգտագործումն է։

Ֆոսֆորի պակասի դեպքում բույսերի բնականոն աճը խաթարվում է։ Հողում ֆոսֆորի անբավարար քանակությունը հատկապես հացահատիկային մշակաբույսերի բերքի վրա է ազդում։

Տարբերում են ֆոսֆոր պարունակող պարարտանյութերի մի քանի տեսակ․

·   Ֆոսֆորիտային ալյուր ու ոսկրալյուր․

Դրանց հիմնական բաղադրամասը ջրում չլուծվող կալցիումի ֆոսֆատն, ուստիև այդ պարարտանյութերն օգտագործվում են միայն թթվային հողերում։ Հողերի մեծ մասի համար՝ չլուծվող աղերը պիտանի չեն, քանի որ բույսերը դրանք չեն յուրացնում։

·    Հասարակ սուպերֆոսֆատ․

Սա կալցիումի երկհիդրոֆոսֆատ և կալցիումի սուլֆատի խառնուրդն է, որն ստացվում է՝ մանր աղացած բնական ֆոսֆորիտն անհրաժեշտ քանակությամբ նոսր ծծմբական թթվով մշակելով․

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄= 2CaSO₄ + Ca(H₂PO₄)₂

·   Կրկնակի սուպերֆոսֆատ Ca(H₂PO₄)₂ x H₂O

Հասարակ սուպերֆոսֆատում պարունակվող կալցիումի սուլֆատը բույսերը չեն յուրացնում, այդ նյութը պնդացնում է հողը, իսկ տեղափոխումն ավելորդ ծախսեր է պահանջում։ Այդ պատճառով՝ մանր աղացած ֆոսֆորիտը մշակում են ֆոսֆորական թթվով և ջրում լուծելի՝ կալցիումի երկհիդրոֆոսֆատ ստանում․

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ =3Ca(H₂PO₄)₂

·   Պրեցիտատ՝ CaHPO₄   x H₂O

Այս պարարտանյութը ջրում քիչ է լուծվում, ուստի թթվային հողերում է օգտագործվում։ Ստացվում է կալցիումի հիդրօքսիդի կամ կալցիումի կարբոնատի և ֆոսֆորական թթվի փոխազդեցությունից․

Ca(OH)₂ + H₃PO₄= CaHPO₄ x 2H₂O

·    Ամոֆոսներ՝ (NH₄)₂ HPO₄ և NH₄H₂PO₄

Սրանք արժեքավոր բարդ պարարտանյութեր են՝ բույսին միաժամանակ ազոտ ու ֆոսֆոր են մատակարարում։

Բարդ են այն պարարտանյութերը, որոնք բույսին անհրաժեշտ մի քանի քիմիական տարր են պարունակում։

Ֆոսֆորային պարարտանյութերում սննդարար տարրերի պարունակությունը որոշվում է՝ ըստ ֆոսֆորի (V) օքսիդի վերահաշված։ Օրինակ` 310 կգ կալցիումի ֆոսֆատին՝ M (Ca₃(PO₄)₂)= 310 կգ/մոլ, ինչ ողջ զանգվածի 45,8% է։

Արտադրվող ֆոսֆորային պարարտանյութերում ֆոսֆորի (V) օքսիդի զանգվածային բաժինը պետք է 19,5%-ից պակաս չլինի։ 

Առաջադրանք

1.      Ինչպե՞ս կարելի է տարբերել ամոնիումի նիտրատն ամոնիումի սուլֆատից։ Գրե՛ք համապատասխան ռեակցիաների հավասարումները։

Ամոնիումի նիտրատ․ ջրում ավ լուծվող, սպիտակ, բյուրեղային նյութ է, որում ազոտի զանգվածային բաժինը շատ մեծ է 34-35%: Արտադրվում է՝ ազոտական թթուն ամոնիակով չեզոքացնելով․

NH₃+HNO₃=NH₄NO₃

Ամոնիումի սուլֆատ, ջրում լուծվող, բյուրեղային նյութ է, ստացվում է՝ ծծբական թթուն ամոնիակով չեզոքացնելով․

2NH₃+HNO₃=(NH₄)₂SO₄

2.      Որքան ազոտի զանգվածային բաժին (%) միզանյութում՝ CO(NH₂)₂:

Միզանյութ՝ CO(NH₂)₂ այս պարարտանյութը նույնպես ջրում լավ լուծվող, սպիտակ, բյուրեղային նյութ է, որում ազոտի պարունակությունն առավել բարձր է 46%: Ստացվում է հետևյալ փոխազդեցությունից՝ բարձր ջերմաստիճանում ու բարձր ճնշման տակ․

2NH₃+CO₂=CO(NH₂)₂ + H₂O

3.      Ինչպե՞ս է հնարավոր տարբերել ֆոսֆորիտային ալյուրը կրկնակի սուպերֆոսֆատից։

Ֆոսֆորիտային ալյուր ու ոսկրալյուր․

Դրանց հիմնական բաղադրամասը ջրում չլուծվող կալցիումի ֆոսֆատն, ուստիև այդ պարարտանյութերն օգտագործվում են միայն թթվային հողերում։ Հողերի մեծ մասի համար՝ չլուծվող աղերը պիտանի չեն, քանի որ բույսերը դրանք չեն յուրացնում։

Կրկնակի սուպերֆոսֆատ Ca(H₂PO₄)₂ x H₂O

Հասարակ սուպերֆոսֆատում պարունակվող կալցիումի սուլֆատը բույսերը չեն յուրացնում, այդ նյութը պնդացնում է հողը, իսկ տեղափոխումն ավելորդ ծախսեր է պահանջում։ Այդ պատճառով՝ մանր աղացած ֆոսֆորիտը մշակում են ֆոսֆորական թթվով և ջրում լուծելի՝ կալցիումի երկհիդրոֆոսֆատ ստանում․

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ =3Ca(H₂PO₄)₂

4.      Որքա՞ն է ֆոսֆորի զանգվածային բաժինը (%) կալցիումի ֆոսֆատում։

Բարդ են այն պարարտանյութերը, որոնք բույսին անհրաժեշտ մի քանի քիմիական տարր են պարունակում։

Ֆոսֆորային պարարտանյութերում սննդարար տարրերի պարունակությունը որոշվում է՝ ըստ ֆոսֆորի (V) օքսիդի վերահաշված։ Օրինակ` 310 կգ կալցիումի ֆոսֆատին՝ M (Ca₃(PO₄)₂)= 310 կգ/մոլ, ինչ ողջ զանգվածի 45,8% է։

5.      Ո՞ր պարարտանյութերն են բարդ համարվում։

Բարդ են այն պարարտանյութերը, որոնք բույսին անհրաժեշտ մի քանի քիմիական տարր են պարունակում։

6.      Ո՞րն է կալիումային բորակի առավելությունն բորակների նկատմամբ։

Կալցիումի նիտրատ (կալցիումային բորակ) արտադրվում է սպիտակ հատիկների տեսքով՝ կրաքարի (CaCO₃) և ազոտական թթվի փոխազդեցությունից․

7.      Սուֆերֆոսֆատը չի կարելի խառնել հանգած կրի հետ։ Ինչո՞ւ։ Գրե՛ք համապատասխան ռեակցիայի հավասարումը։

Հասարակ սուպերֆոսֆատ Սա կալցիումի երկհիդրոֆոսֆատ և կալցիումի սուլֆատի խառնուրդն է, որն ստացվում է՝ մանր աղացած բնական ֆոսֆորիտն անհրաժեշտ քանակությամբ նոսր ծծմբական թթվով մշակելով․

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄= 2CaSO₄ + Ca(H₂PO₄)₂

8.      Ինչպե՞ս է որոշվում սննդարար տարրերի պարունակությունը ֆոսֆորային պարարտանյութերում։

Բարդ են այն պարարտանյութերը, որոնք բույսին անհրաժեշտ մի քանի քիմիական տարր են պարունակում։

Ֆոսֆորային պարարտանյութերում սննդարար տարրերի պարունակությունը որոշվում է՝ ըստ ֆոսֆորի (V) օքսիդի վերահաշված։ Օրինակ` 310 կգ կալցիումի ֆոսֆատին՝ M (Ca₃(PO₄)₂)= 310 կգ/մոլ, ինչ ողջ զանգվածի 45,8% է։

Արտադրվող ֆոսֆորային պարարտանյութերում ֆոսֆորի (V) օքսիդի զանգվածային բաժինը պետք է 19,5%-ից պակաս չլինի։

9.      Ո՞րն նիտրատային աղետի էությունը, ինչո՞վ է դա վտանգավոր։

Ջրի կամ սննդամթերքի հետ մարդու օրգանիզմ թափանցելով՝ նիտրատները փոխարկվում են նիտրիտների, որոնք ավելի վտանգավոր միացությունններ են, քանի որ փոխազդում են արյան հեմոգլոբինի հետ։ Որպես արդյունք՝ արյան կարմիր բջիջները էրիկտրոցիտները, կորցնում են թոքերից դեպի հյուսվածքները թթվածին տեղափոխելու ունակությունը, և օրգանիզմում թթվածնային քաղց է սկսվում։ Ներկայումս գիտնականները նիտրատային աղետի դեմ պայքարելու արդյունավետ միջոցներ են փնտրում։ Մասնավորապես՝ խորհուրդ է տրվում սահմանափակել հանքային (հատկապես՝ բարդ) պարարտանյութերի արտադրությունն ու կտրուկ ընդլայնել էկոլոգիապես մաքուր՝ ավանդական պարարտանյութերի կիրառումը։

10.  Հետևյալ պնդումներից ո՞րն է ճիշտ (պատասխանը հիմնավորե՛ք)

Բ) Ազոտային պարարտանյութերն անհրաժեշտ են հատկապես լոբազգիներին։