Соединения фосфора в природе, их значение и применение. Фосфорные удобрения. Месторождения фосфатов в Казахстане, производство фосфорных удобрений.

Химические формулы ортофосфатов, содержащих металлы

одновалентные

двухвалентные 

трехвалентные

Ме₃РО₄

Ортофосфаты Ме₃(РО₄)₂

Ме₃РО₄

Ме₂НРО₄

Гидроортофосфаты МеНРО₄

Ме₂(НРО₄)₃

МеН₂РО₄

Дигидроортофосфаты Ме(Н₂РО₄)₂

Ме(Н₂РО₄)₃

У доски Решить задачу: Рассчитайте долю выхода фосфора к теоретическому, если получен фосфор массой 12,4 г из фосфата кальция массой 77 г по реакции: Са₃(РО₄)₂ + 5С + 3SiО₂  3СаSiО₃ + 2Р + 5СО.

2) Качественная реакция на фосфат -ион

1. Изучение нового материала – 20 мин.

Работа по группам:

1. Выпиши соединения в виде которых фосфор встречается в природе.

2. Что такое минеральные удобрения?

3. Раздели минеральные удобрения на группы - простые и сложные.

Минеральные удобрения – источник различных питательных элементов для растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора и калия, а затем кальция, магния, серы, железа.
Фосфор входит в состав многих органических соединений в растениях. Фосфорное питание регулирует рост и развитие растений.
Сырьем для производства фосфорных удобрений, фосфора и всех фосфорных соединений служат апатитовые и фосфоритовые руды. Состав апатитов чаще всего выражается формулой Са₅(РО₄)₃F (фторапатит). Фосфориты отличаются от фторапатитов тем, что в них вместо ионов F^-содержатся ионы ОН^-. Фосфориты обычно содержат больше примесей, чем фторапатит.
В дореволюционной России были известны и разрабатывались лишь маломощные месторождения фосфоритов низкого качества. Поэтому событием огромного народнохозяйственного значения было открытие в 20-х годах месторождения апатита на Кольском полуострове в Хибинах. Здесь построена крупная обогатительная фабрика, которая разделяет добываемую горную породу на концентрат с высоким содержанием фосфора и примеси – «нефелиновые хвосты», используемые для производства алюминия, соды, поташа и цемента.
Мощные месторождения фосфоритов открыты в Южном Казахстане, в горах Каратау.
Самое дешевое фосфорное удобрение – это тонко измельченный фосфорит – фосфоритная мука. Фосфор содержится в ней в виде нерастворимого в воде фосфата кальция Са₃(РО₄)₂. Поэтому фосфориты усваиваются не всеми растениями и не на всех почвах. Основную массу добываемых фосфорных руд перерабатывают химическими методами в вещества, доступные всем растениям на любой почве. Это водорастворимые фосфаты кальция:
^ Двойной суперфосфат (цвет и внешний вид сходен с простым суперфосфатом – серый мелкозернистый порошок).
Получается при действии на природный фосфат фосфорной кислоты:

По сравнению с простым суперфосфатом он не содержит СаSО₄ и является значительно концентрированным удобрением (содержит до 50% Р₂О₅).
Преципитат – содержит 35-40% Р₂О₅.
Получается при нейтрализации фосфорной кислоты раствором гидроксида кальция:

Применяется на кислых почвах.
Аммофос – сложное удобрение, содержащее азот (до 15% N) и фосфор (до 58% Р₂О₅) в виде NH₄H₂PO₄ и (NH₄)₂HPO₄. Получается при нейтрализации фосфорной кислоты аммиаком. К сложным удобрениям относят аммофоску – и нитроаммофос.
Раньше в течение более 100 лет в качестве фосфорного удобрения широко использовали так называемый простой суперфосфат, который образуется при действии серной кислоты на природный фосфат кальция:

В этом случае в реакцию с фосфатом кальция вступает относительно меньше серной кислоты, чем при получении из него фосфорной кислоты. Получается смесь дигидрофосфата кальция и сульфата кальция. Это удобрение с массовой долей Р₂О₅ не выше 20%. Сейчас простой суперфосфат производится в сравнительно небольших масштабах на ранее построенных заводах.
Крупнейшие предприятия по производству желтого фосфора находятся в Казахстане. Здесь расположены уникальные месторождения фосфоритной руды. Казахстанский желтый фосфор традиционно поставляется в Европу - Чехию, Польшу, Германию. Главным образом фосфор используется для производства удобрений, но применяется также в металлургии, оборонной промышленности и других отраслях. "По запасам фосфора Казахстан занимает четвертое место в мире. У нас имеется 4 млрд. тонн извлекаемых запасов фосфорсодержащих руд, 15 млрд. тонн – прогнозируемых запасов.

Мощные месторождения фосфоритов открыты в Южном Казахстане, в горах Каратау.

Работа по заданиям:

1. Определите степень окисления фосфора: P₂O₅, PH₃, HPO₃, K₃PO₄, PCl₃, Ca₃P₂, Ca₃(PO₄)₂, Mg₃P₂

2. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующим превращениям:

Са₃(РО )₄ → Р →Р₂О₅ →Н₃РО₄ → NaHPO₄

P → Ca₃P₂ →PH₃ → P₂O₅ → K₃PO₄ → Ag₃PO₄

домашнее задание – 1 мин.

Химические формулы ортофосфатов, содержащих металлы

одновалентные - Na

двухвалентные- Ca

трехвалентные - Al

Ме₃РО₄

Ортофосфаты Ме₃(РО₄)₂

МеРО₄

Ме₂НРО₄

Гидроортофосфаты МеНРО₄

Ме₂(НРО₄)₃

МеН₂РО₄

Дигидроортофосфаты Ме(Н₂РО₄)₂

Ме(Н₂РО₄)₃

Простые

Сложные

Химические формулы ортофосфатов, содержащих металлы

одновалентные - Na

двухвалентные- Ca

трехвалентные - Al

Ме₃РО₄

Ортофосфаты Ме₃(РО₄)₂

МеРО₄

Ме₂НРО₄

Гидроортофосфаты МеНРО₄

Ме₂(НРО₄)₃

МеН₂РО₄

Дигидроортофосфаты Ме(Н₂РО₄)₂

Ме(Н₂РО₄)₃

Простые

Сложные