Azot i fosfor
Azot i fosfor to niemetale. Leżą one w 15 grupie tablicy Mendelejewa, wraz z półmetalami arsenem i antymonem oraz typowym metalem, jakim jest bizmut. Azot to gaz, pozostałe pierwiastki to ciała stałe.
Reaktywność azotowców jest umiarkowana. Wyjątek to fosfor w postaci alotropu białego. W związkach pierwiastki te są trój- i pięciowartościowe (wyjątek: azot I-V). W związkach z wodorem i metalami są trójwartościowe (Mg3N2, NH3). Nie tworzą anionów prostych, lecz tylko złożone, np.: NO3—, PO43—. Azot tworzy Kation amonowy NH4+. Tlenki niemetali są kwasotwórcze.
Występowanie i zastosowanie azotu
Azot w stanie wolnym występuje w powietrzu i stanowi ok. 78% obj. Do najważniejszych minerałów zawierających azot zaliczmy saletry (azotany): chilijska NaNO3, indyjska KNO3 i wapniowa Ca(NO3)2. Azot jest również składnikiem białek roślinnych i zwierzęcych. Z azotu otrzymuje się amoniak, który służy do otrzymywania kwasu azotowego HNO3 i nawozów azotowych.
3H2 + N2 → 2NH3
Najważniejsze związki azotu
AMONIAK I SOLE MINERALNE. Amoniak to gaz o niezwykle ostrym i duszącym zapachu, drażniącym błony śluzowe, a w dużym stężeniu trujący. W wodzie rozpuszcza się bardzo dobrze (w 1l wody można rozpuścić 700l amoniaku).
W laboratoriach można otrzymać amoniak w wyniku działania roztworem wodorotlenku na dowolną sól amonową, np.:
(NH3)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O
Do innych cech soli amonowych należą: dobra rozpuszczalność w wodzie i podatność na rozkład termiczny, np.:
(NH4)2CO3 60ºC → 2NH3↑ + CO2↑ +H2O
KWAS AZOTOWY. Kwas azotowy jest cieczą, z której po otwarciu wydobywa się brązowy mgła stąd częsta nazwa: dymiący kwas azotowy. Jest on żrący, parzy skórę zostawiając żółte plamy. Ciekawostką chemiczną jest jego transport w cysternach aluminiowych. Glin w zetknięciu z kwasem ulega pasywacji, co powoduje wytworzenie się cienkiej warstwy tlenku glinu, co chroni resztę materiału przed dostępem kwasu. Przemysł zużywa ogromne ilości kwasu do produkcji nawozów sztucznych.
Występowanie i zastosowanie fosforu
Fosfor nie występuje w stanie wolnym. Najważniejsze minerały fosforu do fosforany i apatyty, których głównym składnikiem jest fosforan wapnia Ca3(PO4)2. Fosfor w stanie wolnym jest palny, więc służy do produkcji zapałek, bomb i ogni sztucznych. W stanie związanym jest składnikiem nawozów fosforowych.
Nawozy sztuczne
Rośliną do wzrostu potrzeba wielu składników, które pobierają z gleby. Ich ubytek może spowodować, że nie wyda ona nowych plonów. Dlatego należy nawozić glebę z roku na rok. Dawniej używano tylko nawozu naturalnego, ale z powodu bardzo dużego zapotrzebowania na żywność zaczęto produkować nawozy sztuczne.
Obecnie wytwarza się wiele rodzajów nawozów sztucznych:
- siarczan amonu (NH4)2SO4 (dostarcza kation NH4+)
- azotan amonu (saletra amonowa) NH4NO3 (azot w postaciach: kationu NH4+ i anionu NO3– )
- azotanu potasu (saletra potasowa) KNO3 (potas – kation K+, azot – anion NO3—)
- chlorek potasu KCl i siarczan potasu K2SO4 (potas – kation K+)
- azotan wapnia (saletra wapniowa) Ca(NO3)2 (wapń – kation Ca2+ i azot – anion NO3—)
- diwodorofosforan wapnia (superfosfat) Ca(H2PO4)2 (wapń – kation Ca2+ i fosfor – anion H2PO4– ).
Oprócz wymienionych tu nawozów w handlu są dostępne liczne ich mieszaniny. Stosowanie nawozów sztucznych ma bardzo dobre rezultaty, ale mogą także zniszczyć plony i zanieczyścić środowisko. Wszystko zależy od właściwego stosowania.