Chuyên đề Hóa 11 Cánh diều Bài 2: Phân bón vô cơ có đáp án

Do H$_{3}$PO$_{4}$ là acid 3 nấc, do đó sản phẩm phản ứng giữa ammonia và phosphoric acid ngoài diammonium hydrogenphosphate ((NH$_{4}$)$_{2}$HPO$_{4}$) còn có thể là NH$_{4}$H$_{2}$PO$_{4}$; (NH$_{4}$)$_{3}$PO$_{4}$ hoặc hỗn hợp các muối, tuỳ thuộc vào tỉ lệ các chất tham gia phản ứng.

NH$_{3}$ + H$_{3}$PO$_{4}$ → NH$_{4}$H$_{2}$PO$_{4}$

2NH$_{3}$ + H$_{3}$PO$_{4}$ → (NH$_{4}$)$_{2}$HPO$_{4}$

3NH$_{3}$ + H$_{3}$PO$_{4}$ → (NH$_{4}$)$_{3}$PO$_{4}$

- Phân bón phức hợp là phân bón chứa các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng liên kết với nhau bằng các liên kết hoá học, được tạo ra từ các phản ứng hoá học.

- Phân bón DAP được xếp vào loại phân bón phức hợp, do phân bón DAP với thành phần chính là diammonium hydrogenphosphate là một sản phẩm của phản ứng giữa ammonium và phosphoric acid.

Potassium trong phân kali giúp hoạt hoá enzyme để xúc tác cho quá trình tổng hợp và làm tăng hàm lượng tinh bột, protein, đường … trong hạt lúa, hạt ngô, củ khoai.

Ngoài ra, phân kali cũng làm tăng khả năng chống chịu của cây trồng với các tác động bên ngoài như hạn hán, rét hại, sâu bệnh.

Gợi ý thông tin, nhu cầu dinh dưỡng của cây ngô trong từng giai đoạn:

Thông qua thông tin này, đề xuất:

- Giai đoạn sinh trưởng của cây ngô: ưu tiên bón phân đạm.

- Giai đoạn cây chuẩn bị trổ hoa, làm bắp: ưu tiên bón phân lân.

- Giai đoạn tạo hạt: ưu tiên bón phân kali.

- Bón phân vi lượng trong tất cả các giai đoạn của cây.

Phân urea có thành phần chính là (NH$_{2}$)$_{2}$CO; Phân bón SA có thành phần chính là (NH$_{4}$)$_{2}$SO$_{4}$.

Hàm lượng đạm có trong phân urea nguyên chất là:

$\%{m}_{N}=\frac{2\times 14}{60}\times 100\%=46{,}67\%.$

Hàm lượng đạm có trong phân SA nguyên chất là:

$\%{m}_{N}=\frac{2\times 14}{132}\times 100\%=21{,}21\%.$

Vậy hàm lượng đạm có trong phân urea nguyên chất lớn hơn trong phân SA nguyên chất.

Phân phức hợp là hỗn hợp các chất được tạo ra đồng thời bằng tương tác hoá học giữa các chất ban đầu nên phân phức hợp thường gồm các loại hạt đồng nhất, tính chất các hạt tương tự nhau Þ dễ bảo quản, vận chuyển.

Phân hỗn hợp được phối trộn từ các loại phân đơn dinh dưỡng nên phân hỗn hợp sẽ có nhiều loại hạt với màu sắc, kích cỡ không đồng nhất … do đặc điểm khác nhau giữa các phân đơn dinh dưỡng được dùng phối trộn Þ Khó khăn hơn trong việc bảo quản, vận chuyển.

Lợi ích của việc bón phân superphosphate cho loại cây trồng dùng để chắn gió hoặc chống xói lở đất:

Phosphorus trong phân superphosphate tham gia vào các thành phần của enzyme làm xúc tác cho quá trình tổng hợp amino acid, protein trong cây. Phosphorus có mặt trong nhân tế bào, cần thiết cho quá trình hình thành các bộ phận mới của cây: kích thích sự phát triển rễ của cây, làm cho rễ cây ăn sâu và lan rộng trong đất, giúp cho cây chống chịu được hạn và ít đổ ngã, kích thích quá trình đẻ nhánh và nảy chồi …

Các phương trình hoá học xảy ra khi đạm ammonium nitrate bị nhiệt phân:

NH$_{4}$NO$_{3}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ N$_{2}$O + 2H$_{2}$O

2NH$_{4}$NO$_{3}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 2N$_{2}$ + O$_{2}$ + 4H$_{2}$O

Phân ammonium nitrate có nguy cơ gây cháy nổ do loại phân bón này dễ bị phân huỷ kèm hiện tượng cháy, nổ.

Trước khi gieo hạt mầm trồng lúa, để tạo điều kiện cho rễ mầm phát triển tốt, nên ưu tiên cung cấp phân lân cho đất. Vì phosphorus có mặt trong nhân tế bào, cần thiết cho quá trình hình thành các bộ phận mới của cây: kích thích sự phát triển của rễ cây, làm cho rễ cây ăn sâu và lan rộng trong đất.

Đến giai đoạn cây lúa chuẩn bị đẻ nhánh, nên ưu tiên bổ sung phân đạm cho đất. Vì nguyên tố nitrogen có trong đạm thúc đẩy quá trình giúp cây ra nhiều nhánh, nhánh phân nhiều cành, cành ra nhiều lá, lá có màu xanh với kích thước to và quang hợp mạnh, làm tăng năng suất cây trồng.

a) Phương trình hoá học cho phản ứng thủy phân của ammonium sulfate:

(NH$_{4}$)$_{2}$SO$_{4}$ → 2NH$_{4}$$^{+}$ + SO$_{4}$$^{2-}$

NH$_{4}$$^{+}$ + H$_{2}$O ⇌ NH$_{3}$ + H$_{3}$O$^{+}$

b) Phân SA phù hợp với đất kiềm. Vì phân SA dễ bị thủy phân tạo môi trường acid làm đất chua, nên nếu bón phân SA trong đất kiềm, acid sau khi bị thủy phân sẽ trung hòa với kiềm trong đất làm cải thiện tình trạng đất.

c) Sau khi sử dụng phân SA thường xuyên thì sẽ làm giảm tính kiềm và tăng tính acid (độ chua) của đất vì vậy ta có thể bón vôi vào đất.

Do khi bón vôi vào đất sẽ tạo ra môi trường kiềm trung hòa với acid trong đất.

NH$_{4}$NO$_{3(s)}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ N$_{2}$O$_{(g)}$ + 2H$_{2}$O$_{(g)}$ ${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}$= -36 kJ

${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}$= -36 kJ < 0 nên phản ứng toả nhiệt.

NH$_{4}$Cl$_{(s)}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ NH$_{3(g)}$ + HCl$_{(g)}$ ${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}$= 176 kJ

${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}$= 176 kJ > 0 nên phản ứng thu nhiệt.

Nhận xét: Phân bón ammonium nitrate có nguy cơ gây cháy nổ cao hơn.

Mở rộng thêm kiến thức:

- Khi chỉ riêng mình ammonium nitrate thì nó không được xem là chất nguy hiểm nhưng trong một số điều kiện nhất định, nó có thể chuyển thành chất nổ mà không cần bất kỳ chất xúc tác hay nhiên liệu bên ngoài nào khác.

- Khi phân hủy, ammonium nitrate sẽ tạo ra nhiệt và có thể tự bốc cháy và duy trì lửa cháy khi đủ nhiệt lượng mà không cần các tác nhân như lửa mồi. Trong khi cháy, ammonium nitrate sẽ trải qua những thay đổi hóa học dẫn đến việc sản sinh ra oxygen giúp duy trì đám cháy, thậm chí lan rộng ra. Khi nóng lên, ammonium nitrate chảy ra làm không gian phía sau tiếp tục nóng lên và hình thành khí. Khí nóng càng mở rộng nhưng bị niêm kín trong ammonium nitrate nóng chảy và không được thoát ra sẽ buộc nó phải phá vỡ hóa chất và dẫn đến vụ nổ.