Номер 5, страница 82 - гдз по химии 11 класс тетрадь для практических работ Сечко

Решение

Применение средней соли сульфата аммония $ (NH_4)_2SO_4 $ в качестве азотного удобрения может привести к закислению почв по нескольким причинам, связанным с химическими и биологическими процессами, происходящими в почве.

1. Диссоциация и гидролиз иона аммония:

При растворении в почвенной влаге сульфат аммония диссоциирует на ионы аммония и сульфат-ионы:

$ (NH_4)_2SO_4 \rightleftharpoons 2NH_4^+ + SO_4^{2-} $

Сульфат-ионы $ (SO_4^{2-}) $ являются сопряженным основанием сильной серной кислоты и не вступают в гидролиз, существенно не влияя на pH. Однако ионы аммония $ (NH_4^+) $ являются сопряженной кислотой слабого основания (аммиак) и могут гидролизоваться, хотя этот вклад в закисление обычно не является основным:

$ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 \cdot H_2O + H^+ $ (или $ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ $)

В результате гидролиза образуются ионы водорода $ (H^+) $, которые повышают кислотность почвенного раствора.

2. Процесс нитрификации:

Основная причина закисления почв при использовании сульфата аммония – это биологический процесс нитрификации. В почве присутствуют нитрифицирующие бактерии (например, Nitrosomonas и Nitrobacter), которые окисляют ионы аммония до нитратов.

Первый этап (окисление аммония до нитритов):

$ 2NH_4^+ + 3O_2 \xrightarrow{\text{Nitrosomonas}} 2NO_2^- + 4H^+ + 2H_2O $

Второй этап (окисление нитритов до нитратов):

$ 2NO_2^- + O_2 \xrightarrow{\text{Nitrobacter}} 2NO_3^- $

Суммарное уравнение процесса нитрификации:

$ NH_4^+ + 2O_2 \rightarrow NO_3^- + 2H^+ + H_2O $

Как видно из суммарного уравнения, при превращении одного моля ионов аммония в нитраты выделяется два моля ионов водорода $ (H^+) $. Высвобождение этих ионов $ H^+ $ в почвенный раствор приводит к значительному снижению pH почвы, то есть к её закислению.

Итог:

Таким образом, основное закисляющее действие сульфата аммония связано с высвобождением ионов водорода $ (H^+) $ в процессе биологической нитрификации, которая является неотъемлемой частью азотного цикла в почве.

Ответ: Почвы закисляются из-за высвобождения ионов водорода $ (H^+) $ в результате гидролиза аммония и, главным образом, процесса нитрификации, при котором ионы аммония окисляются до нитратов почвенными микроорганизмами.