Номер 5, страница 168 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

5. Почему действие фосфоритной муки при удобрении ею почвы наблюдается достаточно длительное время (в течение нескольких лет)?

Решение

Длительное действие фосфоритной муки как удобрения объясняется её химическим составом и, в первую очередь, низкой растворимостью в воде. Основное действующее вещество фосфоритной муки — это фосфат кальция, химическая формула которого $Ca_3(PO_4)_2$. Это соединение является труднорастворимой солью.

Растения способны усваивать фосфор только из почвенного раствора, в основном в виде ионов $H_2PO_4^-$ (дигидрофосфат) и $HPO_4^{2-}$ (гидрофосфат). Поскольку фосфат кальция очень медленно растворяется, он не может быть сразу использован растениями и не вымывается из почвы осадками. Вместо этого он служит долгосрочным источником фосфора.

Переход фосфора из нерастворимой формы в доступную для растений происходит постепенно, под воздействием кислот, которые всегда присутствуют в почве. Это могут быть угольная кислота ($H_2CO_3$), образующаяся при растворении в воде углекислого газа, выделяемого корнями растений и микроорганизмами, а также различные органические кислоты. Особенно эффективно фосфоритная мука действует на кислых почвах (например, подзолистых или торфяных), где концентрация кислот выше.

Кислоты реагируют с фосфатом кальция, постепенно превращая его в более растворимые кислые соли — гидрофосфат ($CaHPO_4$) и дигидрофосфат кальция ($Ca(H_2PO_4)_2$). Этот процесс можно описать следующими реакциями (на примере угольной кислоты):

1. Превращение в гидрофосфат кальция:

$Ca_3(PO_4)_2 + 2H_2CO_3 \rightarrow 2CaHPO_4 + Ca(HCO_3)_2$

2. Дальнейшее превращение в дигидрофосфат кальция:

$2CaHPO_4 + 2H_2CO_3 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 + Ca(HCO_3)_2$

Так как эти химические реакции протекают очень медленно, фосфор высвобождается в почву небольшими порциями, обеспечивая непрерывное питание растений на протяжении нескольких лет. Таким образом, фосфоритная мука создает в почве долгосрочный запас фосфора.

Ответ: Длительное действие фосфоритной муки обусловлено очень низкой растворимостью ее основного компонента, фосфата кальция ($Ca_3(PO_4)_2$). Он медленно растворяется под действием почвенных кислот, постепенно высвобождая фосфор в доступной для растений форме на протяжении нескольких лет, что создает долгосрочный запас питательных веществ в почве.