1. Jakie było (w okresie powojennym aż do ostatnich lat) zużycie
nawozów potasowych w Polsce?
W ciaglu 30 lat od 1950 do 1980 roku ośmiokrotnie wzrosło zużycie
z 7.5 do 60 kg K na 1 ha użytków rolnych, jednakże już od początku
lat 90-tych wyraźnie zmniejszyło się do około 25 kg na ha w 1992.
2. Omówić podział nawozów potasowych na grupy i ich właściwości.
Chlorkowe- różowe zabarwienie, niewielka ilość żelaza, dzieli się je na
niskoprocentowe (32-35 %K), średnioprocentowe (40-43), wysoko..(47-50)
Siarczanowe- siarczan potasowy- barwa jasnoszara, nie jest higroskopijny,
łatwy w stosowaniu i przechowywaniu, może być mieszany ze wszystkimi
nawozami po za wapniowymi, budowa drobnokrystaliczna. Kalimagnezja-
słabo higroskopijna, typowy nawóz przedsiewny, nadaje się na gleby ubogie
w magnez i rośliny wrażliwe na obecność chloru.
3. Wymienić minerały do produkcji nawozów potasowych (nazwa, wzór)
i ich występowanie w poszczególnych krajach i kontynentach.
Sylwin KCl, Sylwinit KCl * NaCl, Glazeryt 3K2SO4 * Na2SO4,
Karnalit KCl * MgCl2 * 6H2O, Kainit KCl * MgSO4 * 3H2O,
Polihalit K2SO4 * MgSO4 * 2CaSO4 * 2H2O
- Ameryka Południowa- 9.1 mld ton (Kanada 6.6 i USA 2.5)
- Europa Zachodnia- 5.6 (Niemcy 5.4 i Francja)
- Europa Wschodnia- 13.6 (głównie Rosja, Ukraina i Białoruś)
- Azja- 1.1 (w tym Izrael 0.6 i Iran 0.5)
- duże zasoby znajdują się też w wodach mórz i oceanów
4. Omówić ogólną zasadę produkcji nawozów potasowych chlorkowych
i siarczanowych.
Do otrzymywania soli potasowych oczyszcza się kopaliny
trzema sposobami: sposobami pomocą termicznej krystalizacji, flotacji lub
suchej segregacji elektrycznej. W procesie ter. kry.- podwyższając temperature
rozpuszczalnika znacznie zwiększa się rozpuszczalnośc KCl i K2SO4, a tylko
nieznacznie KCl. W procesie flotacji surowe sole potasowe są rozdrabniane
bardzo silnie, aż do otrzymania kryształów KCl lub NaCl. W procesie el.segr
wykorzystuje się fakt, że kryształy minerałów wchodzących w skład surowych
soli potasowych, poddane odpowiednim zabiegom, mogą przybierać różny
ładunek elektryczny.
Siarczan potasowy otrzymuje się z tych mieszanek na zasadzie różnic w stopniu
krystalizacji przy obniżaniu temperatury roztworu tych złóż, najczęściej w ten
sposób otrzymuje się bardzo wartościowy nawóz potasowy . Siarczan potasowy
mozna również otrzymać na drodze podwójnej wymiany w roztworze chlorku
potasowego i siarczanu magnezowego: 2KCl + MgSO4 --> K2SO4 + MgCl2.
Mozna go równiez otrzymać na drodze dwustopniowej rekacji chlorku
potasowego z kwasem siarkowym( metoda Manuchejma:
2KCl + H2SO4 --> K2SO4 + 2HCl
5. Wymienić źródła ujemnych ładunków na koloidach mineralnych i
organicznych sorbujących kationy.
Minerały glebowe (koloidy mineralne) wraz z próchnicą glebową
(koloidy organiczne) wchodzą w skład kompleksu sorpcyjnego obdarzonego
ładunkiem elektrycznym, który może sorbowoać na swojej powierzchni
kationy róznych pierwiastków. Powstawanie wolnych nieskompensowanych
na tych koloidach może wynikać z:
izomorficznego powstawania w minerałach ilastych kationów o wyzszej
wartościowości przez kation o nizszej wartościowości np. jonów Si4+ przez
jony Al3+ lub Al3+ przez Mg2+ lub Fe2+
dysocjacji protonów H+ z grup OH związanych z krzemem lub glinem w
powierzchniowych warstwach minerałów ilastych wodorotlenkach
glinu minerałów lub żelaza
dysocjacji protonów H+ na grupach funkcyjnych związków próchnicznych
np. karboksylowych (R-COOH) fenolowych (R-OH) aminowych (R- NH2)
6. Omówić ogólną zasadę stosowania nawozów potasowych z
uwzględnieniem formy potasu (chlorkowa, siarczanowa), zawartość
czystego składnika w nawozie i właściwości gleb.
- chlorkowa- pod rośliny rolnicze, chlor nie jest sorbowany przez glebę,
jest szybko z niej wymywany, nie powinny być stosowane na glebach
bardzo cieżkich, zbitych i zlewnych, nie powinny być stosowane krótko przed
siewem ani pogłównie, sól potasowa 32-50%, kainit manezowy 10-12
-siarczanowa- siarczanowa ogrodnictwie, oraz pod niektóre rośliny przemysłowe,
pod rośliny wrażliwe na chlor, gleby ubogie w magnez siarczan potasowy 40-43%,
kalimagnezja 22-25%
7. Wymienić reakcje wykrywania kationów i anionów w nawozach pot.
Odczynnik Bilmona: 2KCl +NO3CO(NO2)6osadK2CO(NO2)6 +2NaCl
Magnez- MgCl2 +Na2NH4PO4 osadMgNH4PO4 +2NaCl biały krystaliczny
Siarczany- K2SO4 + BaCl2osadBaSO4 + 2KCl biały krystaliczny osad
Chlorki- KCl +AgNO3 osadAgCl +KNO3
1. Omówić wzrosty i spadki zużycia nawozów azotowych w Polsce
w okresie powojennym (przyczyny).
2. Podać ogólną technologię i reakcję produkcji poszczególnych grup
nawozów azotowych.
Podstawowym surowcem do produkcji nawozów azotowych jest azot
cząsteczkowy N2 występujący w powietrzu, oraz amoniak Nh3, otrzymywany
ubocznie w gazowniach i koksowniach, powstaje on przy suchej destylacji
wędla w podwyższonej tem w warunkach beztlenowych, amoniak ten
przepuszcza się przez kwas siarkowy, tworząc siarczan amonowy. Najstarszym
sposobem wiązania azotu czasteczkoweego jest metoda Birklelanda i Eydego,
oparta na syntezie cząsteczkowego azotu i tlenu w łuku elektrycznym NO i
dalszym utlenianiu tego związku do kwasu azotowego.
PS- amonowe 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 siarczan amonowy
PG- saletrzane Ca(NO3)2 +Na2CO3 2NaNO3 +H2O +CO2 saletra wapniowa
UN- saletrzano-amonowe NH3 +HNO3 NH4NO3 saletra amonowa
UN- amidowe 2NH3 +CO2 CO(NH2)2 mocznik
- płynne NH3 + H2O +NH4NO3 +CO(NH2)2 RSM
- wieloskładnikowe NH3 + H3PO4 NH4H2PO4
3. Podać wzory, zawartość procentową azotu oraz najważniejsze
właściwości nawozów azotowych.
I- nawozy amonowe PS
- siarczan amonowy (NH4)2SO4, 20%, krystaliczny, szary, słabo higroskopijny,
fizjologicznie kwaśny
II- nawozy saletrzane PG
- saletra wapniowa 2NaNO3 +H2O +CO2, 15,5%, granulowane, białe, silnie
higroskopijne, fizjologicznie zasadowe
- saletra sodowa NaNO3, 15.5%
III- nawozy saletrzano-amonowe UN
- saletra amonowa NH4NO3, 34%, granulowane, białe, silnie higroskopijne,
słabo zakwasza glebę
- saletrzak NH4NO3 + CaCO3 * MgCO3, 25%, nie zakwaszają gleby
- saletrzak magnezowy 28%
IV- nawozy amidowe UN
- mocznik CO(NH2)2, 46%, granul, białe, silnie higroskopijne, słabo zak glebę
V- nawozy płynne
- RSM NH4NO3 +CO(NH2)2, 28-32%, zawiera po 25% N-NH4 i NN.-NO3
oraz 50% N-NH2
4. Podać oksydoredukcyjne przemiany poszczególnych grup nawozów
azotowych w glebie.
Amoniak- wprowadzony do gleby szybko ulega przemianie w jon amonowy
NH3 + H+ NH4+
Mocznik- ulega przekształceniom enzymatycznym przy udziale urazy w
węglan amonowy CO(NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3
Nawozy amonowe- ulegają sorpcji wymiennej
Nawozy saletrzane- ulegają sorpcji biologicznej
Nawozy saletrzano-amonowe- ulegają sorpcji i przemianom uwarunkowanym
występowaniem w tych nawozach azotu amonowego i saletrzanego
Nawozy amidowe- ulega hydrolizie do węglanu amonowego
5. Omówić czynniki sprzyjające preferencji pobierania poszczególnych
jonów (NO3- i NH4+) przez rośliny.
Pobieranie kationów i anionów przez rośliny zależy od odczynu środowiska,
ich stężenia w roztworze oraz od wewnętrznych procesów w roślinie
warunkujących wykorzystanie już zasorbowanych jonów przez korzenie.
- rośliny kwaśnolubne (herbata,)lub rosnące w warunkach beztlenowych (ryż)
preferują pobieranie azotu amonowego
- rośliny wymagające duże ilości pH (jęczmień) preferuja pobieranie N-NO3
6. Podać reakcję wykrywania poszczególnych jonów w nawozach azotowych.
- kation amonowy NH4+: (NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
- anion siarczanowy SO42-: (NH4)2SO4 + BaCl2 osad BaSO4 + 2NH4Cl
- anion azotanowy NO3-: wykrywanie azotanów opiera się na ich redukcji
do tlenków azotu lub amoniaku lub na wykorzystaniu właściwości utleniających.