Номер 1148, страница 180 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1148. Почему в кислых почвах фосфоритная мука позволяет лучше обеспечить растения фосфором, чем в нейтральных и щелочных?

Решение

Фосфоритная мука, основным компонентом которой является фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$), представляет собой труднорастворимую в воде соль. Растения могут усваивать фосфор только в растворенном виде, в основном в форме дигидрофосфат-ионов ($H_2PO_4^-$) и, в меньшей степени, гидрофосфат-ионов ($HPO_4^{2-}$). Эффективность фосфоритной муки как удобрения напрямую зависит от кислотности почвы.

В кислых почвах имеется избыток ионов водорода ($H^+$). При внесении фосфоритной муки происходит химическое взаимодействие между нерастворимым фосфатом кальция и кислой средой почвенного раствора. Ионы водорода реагируют с фосфат-ионами, образуя растворимые кислые фосфаты, доступные для питания растений. Этот процесс можно описать уравнением:

$Ca_3(PO_4)_2(тв.) + 4H^+ \rightarrow 3Ca^{2+} + 2H_2PO_4^-$

В результате этой реакции нерастворимый фосфат кальция постепенно переходит в усвояемую для растений форму, обеспечивая их фосфором на протяжении длительного времени. Кроме того, данная реакция способствует некоторому снижению кислотности почвы, так как в ходе нее расходуются ионы водорода.

В нейтральных (pH ≈ 7) и щелочных (pH > 7) почвах концентрация ионов водорода ($H^+$) слишком мала, чтобы эта реакция протекала с заметной скоростью. В щелочной среде, наоборот, присутствует избыток гидроксид-ионов ($OH^-$), которые не способствуют растворению фосфата кальция. В таких условиях $Ca_3(PO_4)_2$ практически не растворяется и остается в недоступной для растений форме. Поэтому применение фосфоритной муки на нейтральных и щелочных почвах неэффективно.

Ответ: В кислых почвах фосфоритная мука (нерастворимый фосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$) реагирует с почвенными кислотами, превращаясь в растворимые, доступные для растений соединения фосфора (дигидрофосфаты). В нейтральных и щелочных почвах такая химическая реакция не происходит из-за отсутствия необходимой кислой среды, и фосфор остается в нерастворимой, недоступной для растений форме.