Распознавание твердых растворимых в воде удобрений.
Азотные удобрения. По усвояемым соединениям азота данный вид удобрений подразделяют на следующие группы (формы).
1. Аммонийные (имеющие в своем составе группу NН4+)
сульфат аммония, (NН4)2SО4 – 20,5 % N;
хлорид аммония, NН4СI – 24 – 25% N;
аммофос, NН4Н2РО4 – 11% N, 46-60% Р2О5;
диаммофос, (NН4)2 НРО4 – 19% N, 46-51% Р2О5.
Два последних удобрения являются сложными.
2. Нитратные (имеющие в своем составе группу NО3-) или селитры;
натриевая селитра, NаNО3 – 15-16% N;
калийная селитра, КNО3 – 13% N, 46% К2О;
кальциевая селитра, Са(NO3)2 -- 13 -15% N.
Калийная селитра является сложным удобрением.
3. Аммонийно - нитратные – в настоящее время эта группа представлена одним, но очень распространенным удобрением – аммонийной селитрой, NН4 NО3 – 34,7% N.
4. Амидные (имеющие в своем составе амидную группу – NН2); мочевина (синонимы: карбамид, полный амид угольной кислоты) ,СО(NН2)2 – 46% N.
Калийные удобрения. Классификация калийных удобрений производится по наличию или отсутствию в них хлора на две группы (формы): хлорсодержащие и бесхлорные. Подразделяют их также на низкопроцентные и концентрированные.
1. Хлорсодержащие калийные удобрения:
хлорид калия, КСl - содержит около 60% К2О;
40% калийная соль - смесь хлорида калия КСI с минералом сильвинитом
(m КСI + n NаСI),содержит 38-42% К2О.
2. Бесхлорные калийные удобрения:
сульфат калия, К2SО4 – 46-52% К2О;
углекислый калий (поташ), К2СО3 – 50% К2О;
калийная селитра, КNО3 – 13% N, 46% К2О;
калимагнезия (К2SО4 × МgSO4), 29% К2О и 9% MgO.
Качественные реакции при распознавании растворимых в воде удобрений.
Все растворимые удобрения, за исключением мочевины, являются электролитами, в растворе диссоциируют на катионы и анионы. Качественное распознавание удобрений сводится, таким образом, к открытию катионов и анионов, слагающих удобрения.
Открытие катионов
NН4+ - открывается действием щелочи на порошок или гранулы удобрения. Заменителем едкой щелочи в обиходе и на производстве могут быть древесная зола, известь гашеная, сода питьевая и т. п. Запах аммиака свидетельствует о присутствии в удобрении NН4+.
NН4NО3 + NаОН = NаNО3 + NН4ОН
NН4ОН NН3 + Н2О
При проведении реакции в растворе удобрения выделение аммиака менее четкое, требуется дополнительное подогревание. Выделение аммиака из удобрения при сухом прокаливании его не является доказательством того, что данное удобрение аммонийное, т. к. и мочевина в таких условиях выделяет аммиак.
К+ - открывают в растворе реактивом кобальтнитритом натрия. Выпадает оранжево-желтый осадок - кобальтнитрит калия-натрия (комплексная соль).
2КСI + Nа3[ Со(NО2)6 ] = ¯К2Nа [Со(NО2)6 ] + 2NаСI
Точно такой же по внешнему виду осадок этот реактив образует и с ионом аммония. Поэтому прежде, чем проводить пробу на калий, надо убедиться в отсутствии в удобрении иона аммония. То есть, открытие катионов следует начинать с аммония и при его отсутствии переходить к другим катионам.
Са2+ - открывают в растворе реактивом оксалатом аммония.
Выпадает белый осадок щавелевокислого кальция.
Са (NО3)2 + (NН4)2 С2О4 = ¯СаС2О4 + 2NН4NО3
Осадок легко растворим в кислотах; растворимость осадка в кислоте является подтверждением, что выпал осадок именно щавелевокислого кальция. Проба на растворимость осадка обязательна.
Nа+ - при введении нескольких кристаллов или раствора удобрения в пламя оно окрашивается в ярко – желтый цвет.
Открытие анионов
СI- - открывают в растворе реактивом нитратом серебра.
Выпадает белый осадок хлорида серебра, который при взбалтывании пробирки собирается в комья. На ярком солнечном свету темнеет в силу выделения металлического серебра.
КСI + АgNО3 = ¯АgСI + КNО3
Осадок хлорида серебра нерастворим в азотной кислоте (проверить).
Н2РО4- – открывают в растворе реактивом нитратом серебра. Выпадает осадок дигидрофосфат серебра. Осадок желтого цвета, легко растворим в азотной кислоте.
NН4Н2РО4 + АgNО3 = ¯АgН2РО4 + NН4NО3
SО42- – открывается в растворе реактивом хлоридом бария. Выпадает белый мелко – кристаллический осадок сульфата бария.
(NН4)2SО4 + ВаСI2 = ¯ВаSО4 + 2NН4СI
Осадок сульфата бария нерастворим в азотной кислоте (проверить).
NО3- – в чистую пробирку налить несколько капель реактива дифениламина и бросить в него кристаллики удобрения. Темно – синяя окраска укажет на присутствие нитратного иона.
В производственной обстановке селитры легко обнаруживаются «пробой на тлеющий уголек» – при помещении кристалликов удобрения на тлеющий материал (бумага, лучина, пучок соломы, огонек сигареты и т. п.) происходит энергичное искрение. Причина в том, что все селитры, как и сама азотная кислота, являются сильными окислителями.
СО32- – с реактивами нитратом серебра, хлоридом бария дает осадки, типичные для этих реактивов. Но эти осадки легко растворяются в кислотах, при этом наблюдается вскипание за счет выделения СО2.
К2СО3 + ВаСI2 =
ВаСО3 + 2КСI
ВаСО3 + 2НNО3 = Ва(NО3)2 + Н2О + СО2
Для окончательной проверки следует поместить в пробирку немного удобрения и осторожно прилить несколько капель кислоты. Бурное вскипание подтвердит присутствие в удобрении аниона СО32-.
Открытие мочевины. Мочевина реактивами непосредственно не обнаруживается. Быстрым, но недостаточно точным способом обнаружения мочевины является «проба на раскаленную поверхность» - брошенная в нагретую фарфоровую чашечку мочевина «вскипает», дымит и дает резкий запах аммиака. Однако аналогичным образом ведут себя на раскаленной поверхности и аммонийные удобрения, лишь вскипание у них выражено менее четко.
Более точный метод обнаружения мочевины – реакция на биурет. Щепотку мочевины помещают в сухую пробирку и нагревают на плитке до появления и явного выделения аммиака. При этом мочевина превращается в биурет.
Биурет окрашивается следующим образом: в пробирку с образовавшимся биуретом после ее остывания приливают немного едкой щелочи, тщательно перемешивают легким встряхиванием и добавляют несколько капель слабого раствора медного купороса. Появляется сиреневая окраска.
Последовательность распознавания растворимых в воде удобрений.
Недопустимо бессистемное отыскивание катионов и анионов удобрений. В силу меньшего разнообразия катионов, встречающихся в удобрениях, вначале следует открывать катион и лишь затем – анион.
Последовательность открытия катионов; NН4+, К+, Са2+, Nа+.
Последовательность открытия анионов: СI-, Н2РО4 -, SО42 -,СО32-, NО3 -.
СI – и Н2РО4- открывают одним реактивом, т. е. в одной пробе; СО3 2-- попутно с другими определениями по вскипанию осадка. Обнаружение NО3 – отнесено на конец по той причине, что из-за высокой чувствительности реактива дифениламина может возникать синяя окраска не за счет наличия NО3 – в анализируемом удобрении, а в силу загрязнения пробирки. Отсутствие реакции на другие анионы и появление в конце распознавания реакции на NО3 – будет достоверно свидетельствовать, что данное удобрение нитратное.
Если в удобрении не обнаружен ни один из катионов, следует предположить, что данное удобрение является мочевиной. Для достоверного ответа необходимо проделать пробу на биурет.
Техника выполнения анализа.
Примерно половину количества удобрения, выданного в качестве задачи, следует сохранить для проб с сухим удобрением, другую половину растворить в дистиллированной воде, в объеме ¾ пробирки. Этот раствор будет служить для выполнения проб, проводимых в растворе.
На каждую пробу достаточно 2-3мл раствора удобрения и несколько капель реактива.
Для проведения очередной пробы необходимо брать в чистую пробирку новую порцию раствора удобрения. Нельзя в пробирку с предыдущем реактивом вливать другой реактив.
При правильном выполнении анализа показатели качественной реакций должны быть выражены четко: обильный осадок, интенсивная окраска, резкий запах. Слабо выраженные реакции являются следствием присутствия в удобрениях, наряду с основным веществом, различных примесей. Такие реакции в учет не принимаются.
Для получения четких ответов посуда должна быть чистой. Следует пользоваться только дистиллированной водой.
Во всех случаях употребления нитрата серебра содержимое пробирок после окончания анализа не выливают в сливную раковину, а тщательно собирают в специальные склянки.
Форма ведения протокола
В ходе распознавания удобрения следует отмечать знаком минус отсутствующие ионы и знаком плюс – обнаруженные. В завершение записывают формулу удобрения.
|
NН4+ |
Са2+ |
К+ |
Nа+ |
СI - |
Н2РО4 - |
SО4 2 - |
СО3 2 - |
NО3 - |
мочевина |
Удобрение |
|
- |
- |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
КNО3 |
|
|
- |
- |
- |
- |
+ |
СО (NН2)2 |