Проектная работа по химии и биологии. "Получение и использование суперфосфата простого"

Проектная работа

по химии и биологии

Тема:

«ПОЛУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУПЕРФОСФАТА ПРОСТОГО»

Работу выполнил :

Ученик 9 «б»класса

Бексултанов Заманбек

Руководитель проекта:

Учитель химии и биологии

Сш.Кайнар ДЕЛЬДЕРОВА О.В.

КАЙНАР 2015 год

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Введение_________________________ 2 стр.

2. Значение темы____________________ 2 стр.

3. Дневник наблюдений______________ 3 стр.

4. Экспериментальная часть___________ 13 стр.

5. Результаты работы_________________14 стр.

6. Список используемой литературы____16 стр.

Введение

Иногда, казалось бы без всяких причин, у растения начинают желтеть краешки листьев. Проходит несколько дней, и желтый цвет переходит в красно-бурый, краешки листа сворачиваются внутрь, а сам лист становится голубовато-серым. В первую очередь поражаются старые нижние листья, ну а затем процесс распространяется на все растение. Если вовремя не принять меры, то у таких растений впоследствии рост побегов и корней сильно замедляется, задерживаются цветение и созревание, образуются мелкие плоды.

О чем же говорят растения: в этом случае? О недостатке фосфора. Они просят подкормить их фосфором, значение которого в жизни растений так же велико, как и азота.
Значение фосфорных удобрений.

Фосфор - один из важнейших элементов питания растений, так как входит в состав белков. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты только внесением в почву в виде удобрений. Главные источники фосфора - фосфориты, апатиты, вивианит и отходы металлургической промышленности  томасшлак, фосфатшлак. Все фосфорные удобрения - аморфные вещества, беловато-серого или желтоватого цвета. Основные – суперфосфат, и фосфоритная мука.

 

Фосфор ускоряет рост и развитие растений, увеличивает размеры их корневой системы, повышает засухо- и морозоустойчивость. Фосфор обеспечивает энергетические процессы в клетках растений. Под влиянием фосфора у хлебов возрастают урожаи, в плодах и овощах повышается содержание сахара, в клубнях картофеля - крахмала, лен и конопля образуют волокно лучшего качества: оно становится более длинным, прочным и тонким.

Фосфор содержится в почве в трех видах: растворимый в воде, в слабых и сильных кислотах. Растения легко усваивают первые две группы. Но в почве преобладает фосфор последней группы, почти недоступный растениям. Только люпин, гречиха, горчица и несколько меньше горох и конопля, корни которых выделяют в почву кислые вещества, могут усваивать такие соединения фосфора.

Кроме того, в пахотном слое почвы вообще немного фосфора: от 15 до 75 килограммов на гектаре. Растениям же нужно в среднем 50-60 килограммов, а рису, например, - даже 124 килограмма.

В какой-то степени компенсировать этот недостаток и добывать фосфор растениям помогают микроорганизмы, способные выделять в почву кислоты. Кислоты растворяют соединения фосфора и только после этого он помогает расти пшенице, картофелю, помидорам. Но главная роль в обеспечении растений фосфорной пищей принадлежит, конечно, удобрениям. К фосфорным минеральным удобрениям относятся суперфосфат, фосфоритная мука и др. На каждый килограмм фосфора, внесенного в почву, хлопчатник отвечает 5-6 килограммами урожая, пшеница прибавляет 2-3 центнера зерна, сахарная свекла дает дополнительно 40-60 килограммов корней, а это 8-9 килограммов сахара.

С другой стороны, при избытке фосфора, что встречается очень редко, у растения нарушается усвоение железа и цинка - на листьях появляется мезжилковый хлороз. Так что во всем нужна своя мера.

Фосфорные удобрения, минеральные и органические вещества, содержащие фосфор и используемые для улучшения фосфорного питания растений. Являются единственным источником пополнения запасов фосфора в почве. Производятся в основном промышленным путем из горнорудного сырья — фосфоритов и апатитов.

Характеристика  фосфорных удобрений

  По степени растворимости эти удобрения подразделяют на следующие группы:

1)   Растворимые в воде, легкодоступные для растений - суперфосфаты простой и двойной, аммонизированный, обогащенный;

2)   Трудно растворяемые (не растворимы в воде и почти не растворимые в слабых кислотах), они не могут непосредственно использоваться растениями – это фосфоритная и костная мука. Фосфоритная мука - тонко размолотый природный фосфорит, соединения которого труднодоступны растениям. Это удобрение применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных. 

Когда и как вносить  фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения необходимы для всех культур  и на всех почвах. Их можно вносить  осенью под зяблевую вспашку (т.е. под  культуры весеннего посева), ранней весной под предпосевную обработку, при посадке и в подкормку, так как фосфор легко удерживается почвой и не вымывается. Наибольшая потребность в фосфоре во время  цветения и образования плодов.

Однако  лучше всего фосфорные удобрения  вносить осенью, так как фосфор — малоподвижный элемент, плохо  растворяется в воде, и от внесения до достижения им корней растений проходит много времени. После внесения фосфорных  удобрений почву перекапывают, заделывая  их.

Опытные садоводы находят и другие рациональные способы внесения их на глубину 40-50 см. т. е. непосредственно к корням растений. Для этого по окружности кроны дерева тонким почвенным буром  диаметром 20-25 мм бурят скважины через 80-100см и в эти отверстия всыпают  гранулированные удобрения. Если нет  бура, то можно использовать острый железный лом такого же диаметра и, проделав им отверстия, также всыпать удобрения. Затем, чтобы удобрения растворились, почву хорошо поливают. Под яблоню в возрасте 2-3 лет рекомендуется вносить 50-75 г фосфорных удобрений. Под плодоносящую — 150-200г. Под вишню вносят 70-80г. Смородину и крыжовник —  40-50 г. На 1 м ряда малины и земляники — по 15-20 г. двойного гранулированного суперфосфата. В случае внесения навоза дозы фосфорных удобрений уменьшают наполовину. 
 

Основные  фосфорные удобрения  и их свойства

   

  Суперфосфат простой.

Содержит 20% действующего вещества. В воде растворяется хуже азотных и калийных удобрений. Доза: 40-60 г на 1 кв.м. В почве быстро переходит в недоступную для растений форму, особенно суперфосфат порошковидный. Наиболее эффективно действие гранулированного суперфосфата. 
 

 Суперфосфат обогащенный

 Содержит  около 24% доступной фосфорной кислоты. Применяют так же, как и обычный суперфосфат, но дозу уменьшают в 1,5 раза. Пригоден для всех видов почв и для всех культур. 

 

Суперфосфат двойной  гранулированный 

 Концентрированное  фосфорное удобрение, содержит 42-50% этого элемента. Выпускается в  виде серых гранул диаметром 3-4 мм. Применяется в основном внесении с осени или рано весной (в рядки и лунки при посеве и посадке), реже – в подкормках, как и обычный суперфосфат, но дозу уменьшают в 2 раза.  Лучше растворяется в теплой воде, оставляет осадок. Для лучшего усвоения растениями удобрение смешивают с известью, перегноем или компостом. 

Фосфоритная мука

 Содержит 19-30% действующего вещества. Фосфор  в ней находится в труднодоступной  растениям форме. Поэтому фосфоритная  мука может быть применима  только на кислых почвах (в  основном, на подзолистых почвах), где кислотность почвенного раствора  способствует растворению фосфора  фосфоритной муки до усваиваемой  растениями формы.  Используется как основное удобрение при разбросном внесении и в компостах в Нечерноземной зоне, где почвы, как правило, кислые. Лучше применять под зяблевую вспашку до внесения извести, в противном случае образуются нерастворимые в воде соли. Важный показатель качества и эффективности фосфоритной муки - толщина помола: чем он мельче, тем лучше. Нельзя применять одновременно с известью.  Действие фосфоритной муки проявляется в течение ряда лет и в Нечерноземной зоне на кислых дерново-подзолистых и серых лесных почвах не уступает суперфосфату. На типичных или карбонатных черноземах, где почвы имеют нейтральную или даже щелочную реакцию среды, фосфор фосфоритной муки остается в недоступной растениям форме, и на таких почвах вносить это удобрение бесполезно. 

 

Преципитат

 Содержит 38% этого элемента. Применяется для основного внесения в грунт с осени. В воде не растворяется. Хорошо хранится.

В данном проекте мы хотим показать ,что в школьных лабораторных условиях возможно получить суперфосфат и подкармливать комнатные растения. Перед нами стоит задача доказать что без больших затрат школьный кабинет химии и биологии может обеспечить себя и другие кабинеты ценным фосфорным удобрением.

Дневник наблюдений.

дата	Выполненная работа
Август 15-25	Сбор требуемой литературы и информации о минеральном составе костей рыб и млекопитающих. Консультация со специалистами отдела агрохимии КАЗНИИКОХ Помогает качественнее провести эксперимент.
Август 26-30	Сбор костей животных, сортирование «сырья». Отбор контрольных растений из школьной коллекции.
Сентябрь 3	Прокаливание костей на углях, сортировка хорошо прокаленных костей. Отобраны белые ,хрупкие кости.
Сентябрь 5	Измельчение прокаленных костей в порошок, обработка серной кислотой, мелом, разбавление водой, отстаивание раствора.
Сентябрь 5-10	Отстаивание приготовленного раствора. Крупные частицы быстро оседают на дно стакана, через 2 дня отстоялся второй слой –собственно суперфосфат. Отделение суперфосфата от примесей. Просушивание, измельчение в порошок светло серого цвета.
12 Сентября- 20 октября	Начинаем подкармливать растения свежеприготовленным минеральным удобрением .производим расчеты для приготовления необходимого раствора правильной концентрации.
25 сентября	Очень хорошо видно, что растения стали формировать больше цветочных бутонов, цветки становятся крупнее, цвет лепестков сочнее и ярче.
1 октября	Проявка и печать фотоснимков, сделанных по ходу эксеримента.
5 октября	Начало оформления работы.
30 октября	Эксперимент закончен.

Экспериментальная часть.

Для проведения опыта основным материалом являются кости.

Перед нами встал вопрос ,какие кости для опыта лучше взять . Кости млекопитающих или кости рыб. Сравнивая различные данные в научных изданиях пришли к выводу, что лучше взять кости млекопитающих ,так как в них содержание солей фосфора больше. Они придают костям прочность и вес, а у рыб скелет должен быть легким, а кости тонкими. И следовательно минеральных солей в них меньше.

Меньшая масса костей для водных животных очень важна, Имея большой удельный вес, костная ткань существенно влияет на плавучесть тела водных животных. Поэтому, даже вторично водные животные (китообразные) в процессе своей адаптации к водной среде получили нейтральную плавучесть в значительной степени благодаря облегчению скелета.

Отобрав несколько овечьих костей, прокалили их на горячих углях костра. Для этого мы аккуратно, в один слой, уложили их на металлическую решетку и поместили на угли костра.

Сначала кости стали гореть – это горели жир и другие органические вещества, они всегда присутствуют в костях и придают ей упругость. В их наличии можно убедиться, если поместить кость в раствор соляной кислоты на несколько дней. Минеральные вещества растворятся, а органические остаются и кость после этого можно немного растянуть или согнуть она станет похожей на упругую резину.

Прокаленные и остывшие кости отсортировали, отобрали образцы серо-белого цвета. Хорошо прокаленные кости бело-серого цвета, хрупкие ,легко крошатся в руках.

50 грамм сырья аккуратно растолкли в ступке до образования мелкого порошка. Затем добавили 5 граммов истолченного мела и все хорошенько перемешали.

Готовим 20 граммов 70%-го раствора серной кислоты.

Потихоньку приливаем кислоту в смесь костей и мела, аккуратно помешивая все это стеклянной палочкой.

Происходит химическая реакция, посуда становится горячей, происходит шипение.

Свежеприготовленный раствор серной кислоты, толченный мел, измельченные в ступке кости.

После окончания реакции в образовавшийся влажный порошок приливаем 200 граммов воды. И хорошо перемешиваем. Крупные частицы быстро оседают на дно, а мелкие в виде взвеси находятся в растворе придавая ему(раствору) серый цвет. В таком состоянии оставляем сосуд с раствором на 2 дня для оседания суперфосфата.

Через 2 дня видим слой осевшего суперфосфата на крупных частицах, а сверху слой воды.

Добавляем в сосуд воды, перемешиваем и сливаем мутный раствор в колбу. Повторяем такую процедуру дважды, таким образом, мы тщательно отделяем суперфосфат от крупных частиц.

Удобрение готово. Теперь предстоит проверить его действие на школьных комнатных растениях.

Для этого выбрали цветущие виды растений – это герань и бегония вечноцветущая. Эти растения очень хорошо отзываются на всякого рода агротехнические приемы.

Поливая выбранные растения свежеприготовленным фосфорным удобрением, через 5 дней замечаем что соцветия и цветки растений стали крупнее, а их цвет заметно ярче сочнее.

Суперфосфат улучшает развитие корня ,стимулирует образование молодых корешков, корневая система обновляется, увеличивается всасывающая способность возрастает. Так же влияет на образование большего числа цветочных почек, размер и окраску лепестков.

Результаты работы.

В результате выполнения данного эксперимента пришли к положительным результатам.

1. Получили суперфосфат.

2. Увидели, что он положительно влияет на рост и развитие цветущих

комнатных растений.

3. Убедились ,что даже в простых школьных лабораториях возможно

проводить химические эксперименты.

4. Повысился интерес к предмету.

5. Научились пользоваться химической посудой и лабораторными

приборами.

6. Наглядно закрепили правила техники безопасности в работе с кислотами.

7. Получили более глубокие знания по теме «Фосфор», «Минеральные удобрения».

8. Совершенствовали навыки решения задач по теме «Растворы».

Список используемой литературы.

1. Школьный справочник химика. Просвещение. 1985 год.