PCl3 + RLi -> R3P + LiCl
4.3. АТФ
Важнейшая особенность фосфорных кислот - образование полифосфатов:
Подобные структуры являются фрагментами АТФ. Высвобождение и аккумуляция энергии в АТФ обеспечивается за счет обратимого гидролиза трифосфата до дифосфата и наоборот.
Молекула АТФ - это один своеобразный нуклеотид, который, как и другие нуклеотиды, состоит из трех компонентов: азотистого основания - аденина, углевода - рибозы, но вместо одного содержит три остатка молекул фосфорной кислоты. Связи, обозначенные значком ~, богаты энергией и называются макроэргическими. Каждая молекула АТФ содержит две макроэргические связи.
При разрыве макроэргической связи и отщеплении с помощью ферментов одной молекулы фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии, а АТФ при этом превращается в АДФ - аденозиндифосфорную кислоту. При отщеплении еще одной молекулы фосфорной кислоты освобождается еще 40 кДж/моль; образуется АМФ - аденозинмонофосфорная кислота. Эти реакции обратимы, то есть АМФ может превращаться в АДФ, АДФ - в АТФ.
Молекулы АТФ не только расщепляются, но и синтезируются, поэтому их содержание в клетке относительно постоянно. Значение АТФ в жизни клетки огромно. Эти молекулы играют ведущую роль в энергетическом обмене, необходимом для обеспечения жизнедеятельности клетки и организма в целом.
4.4. Фосфорные удобрения
«В 1839 г. англичанин Лауз впервые получил суперфосфат - фосфорное удобрение, легко усвояемое растениями».
4.4.1. Значение
Одним из основных элементов питания растений является фосфор. Правильное его использование ускоряет рост и развитие растений, повышается урожай и качество сельскохозяйственной продукции. Согласно данным полевых опытов агрохимслужбы, внесение 90 кг фосфора на 1 га посевной площади в зависимости от почвы повышает урожайность озимой пшеницы на 400-500 кг/га, ячменя -- 300-600 кг/га, кукурузы -- 400-800 кг/га, подсолнечника -- 150-200 кг/га, сахарной свеклы -- 300-800 кг/га, картофеля -- 150-250 кг/га. Внесение фосфорных удобрений увеличивает содержание крахмала в клубнях картофеля, положительно влияет на накопление сахара в сахарной свекле.
Прядильные культуры после внесения фосфорных удобрений имеют более длинное, прочное и тонкое волокно. Наряду с этим значительно увеличивается зимостойкость озимых зерновых культур, многолетних трав и плодово-ягодных культур, а также устойчивость растений при засухе. Особенностью фосфорных удобрений является также то, что они способствуют повышению эффективности действия других видов удобрений. На почвах с низким содержанием фосфора на 15-25% снижается эффективность азотных и калийных удобрений.
Большее количество фосфора содержится в товарной части урожая, поэтому значительная его часть отчуждается с продукцией. И если в природе существует кругооборот азота, в котором участвует атмосферный азот, то запасы фосфора в почве могут пополняться только благодаря внесению органических и минеральных удобрений.
Фосфорными удобрениями являются кальциевые и аммонийные соли фосфорной кислоты, а также некоторые другие соединения:
Наименование удобрения
Формула
Содержание питательных веществ (%)
Суперфосфат простой, гранулированный и порошковидный
Ca(H2PO4)2*H2O + H3PO4 + CaSO4
14.0-21.0 P2O5
Суперфосфат обогащенный
Ca(H2PO4)2+H3PO4
22.5-40.0 P2O5
Суперфосфат двойной
Ca(H2PO4)2*H2O+H3PO4
40.0-50.0 P2O5
Преципитат
CaHPO4*2H2O
27.0-46.0 P2O5
Мука фосфоритная
Ca3(PO4)2*CaF2
16.0-35.0 P2O5
Шлак фосфорный (томасовский или мартеновский)
4CaO*P2O5 + 5CaO*P2O5*SiO2
14.0-20.0 P2O5
Термофосфат
Na2O*4CaO*P2O5*SiO2
20.0-35.0 P2O5
Фосфат плавленый
4(CaMg)O*P2O5 + 5(CaMg)O*P2O5*SiO2
Мука костяная
Ca3(PO4)2*CaCO3 + органические соединения
30.0 P2O5
Фосфат обесфторенный
3CaO*P2O5 + 4CaO*P2O5*SiO2
20-38 P2O5
Метафосфат кальция
Ca(PO3)2
65-70 P2O5
Полифосфат кальция
CanPnO(3n+1)
До 60,0 P2O5 23,0-24,0 CaO
Комплексные фосфорсодержащие удобрения
Аммофос
28-36 P2O5
Аммофоска
28-32 P2O5
Нитроаммофос
26-36 P2O5
При обработке фосфоритов или аппатитов серной или фосфорной кислотой получают растворимые в воде соединения, хорошо усваемые растениями на любых почвах:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4(Ca(H2PO4)2 простой суперфосфат
(обычно применяют в виде гранул Ж 2-4 мм))
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2
(двойной суперфосфат)
Нейтрализацией гашеной извести фосфорной кислотой получают преципитат:
H3PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4 * 2H2O
Нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком получают аммофос - (NH4)2HPO4 + NH4H2PO4, содержащий N и P. Разновидности: нитроаммофос - NH4H2PO4 + NH4NO3; аммофоска - (NH4)2HPO4 + NH4H2PO4 + KCl.
Агрохимические особенности некоторых удобрений
Удобрение
Химический состав
Форма фосфорной кислоты
Воздействие на почву
Суперфосфат простой
Ca(H2PO4)2++2CaSO4+H2O
Водорастворяемая
Уменьшает pH
Ca(H2PO4)2++H2O
pH
CaHPO4x2H2O
Растворяется в лимоннокислом аммонии
Несколько повышает pH
С разведанными запасами фосфорного сырья в нашей стране, как и во всем мире, дело обстоит не совсем благополучно. Академик С.И. Вольфкович с трибуны IX менделеевского съезда по общей и прикладной химии заявил:
«Если сырьевая база азотной промышленности - воздушный океан, вода и природный газ - не ограничивает масштабов нового строительства, а разведанные к настоящему времени залежи калийных солей обеспечивают развитие производства калийных удобрений более чем на тысячелетие, то изученных к настоящему времени запасов отечественного фосфорного сырья при намеченных больших объемах производства удобрений хватит всего на несколько десятилетий».
5.2. Перспективы добычи
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8