CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE LAN 1. Giới thiệu về lân - Photpho (hay còn gọi la lân), là một nguyên tổ phi kim. Trong bang tuần hoàn các nguyên tỏ hóa học, photpho ở vị trí ô số 15. thuộc chu ki 3, nhóm VA (nhóm nitơ) va có ki hiệu hóa học là P, - Trong tự nhiên, photpho tồn tại dưới ba dạng thủ hình cơ bản là: P trắng, P đò và P đen.
Trong đó pho biến nhất là photpho trắng vả photpho đó, ca hai đều cỏ cầu tạo lả các mang gồm các nhóm phân bố kiểu tử điện gồm 4 nguyên tử P. a) Photpho trang b) Photpho đỏ Hình 1. Photpho trắng và photpho đỏ \. Photpho trắng La chất rắn trong suốt, mau trắng hoặc vàng nhạt, trông giống như sap, có cấu trúc mạng tinh thé phân tử, ở các nút mang lả các phan tử hình tứ diện Ps.
Các phân tr Ps liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu. Do đó, photpho tring mém, dé nong chảy (f= 44,1°C). Photpho trắng không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzen, cacbon disunfua, ete,. ; photpho trắng rất độc, gây bóng nặng khi rơi vào da.
Photpho trăng bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40°C, nên được bảo quản bang cách ngâm trong nước. Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối photpho trắng phát ra màu quang lục. Khi đun nóng đến nhiệt SVTH: Hắp Minh Cường Trang 12 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Binh độ 250°C trong điều kiện không có khỏng khí, photpho trắng chuyển dan thành photpho đỏ là dạng bẻn hơn.
Photpho đỗ Photpho đỏ 1a chất bột màu đỏ có cấu trúc polime nén khó nóng chảy va khé bay hơi hon photpho trang. Photpho đỏ không tan trong các dung mdi thường, dé hút ẩm và cháy rita, bẻn trong không khí ở nhiệt độ thường va không phát quang trong bóng tôi. Nó chỉ bốc chảy ở nhiệt độ trên 250°C. Khi đun nóng trong điều kiện không có không khí, photpho đỏ chuyền thành hơi, khi làm lạnh thì hơi của nó ngưng tụ lại thành photpho trắng.
Do đó, trong phòng thí nghiệm, người ta thường sử dụng photpho do. Vai trò quan trọng của photpho trong đời sống - Photpho có ở trong xương. Photpho được sử dụng trong sản xuất đò sử. - Các photphat được dùng trong sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt được sử dụng trong các loại dén hơi natri.
- La nguyên liệu chính dé sản xuất axit photphoric, có rất nhiều img dụng trong cuộc sống. - Được sử dụng rộng rai để sản xuất các hợp chất hữu cơ cỏ chửa photpho, thông qua các chất trung gian như clorua và sunfua. Các chất nay có nhiễu img dụng, bao gdm các chất làm dẻo, các chất làm chậm chảy, thuốc trừ sâu, các chất chiết va các chất xử lý nước. - Nguyên tố này cũng lả thành phan quan trọng trong sản xuất thép, trong sản xuất đồng thau và trong nhiều san phẩm liên quan khác.
- Photpho trắng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự như bom lửa, tạo ra các màn khói như trong các bình khói, bom khói và trong đạn lửa. - Photpho đỏ được sử dung để sản xuất các vỏ bao diém an toản, pháo hoa. - Với một lượng nhỏ, photpho được dùng như là chất thêm vào cho các loại bán dẫn. SVTH: Hap Minh Cường Trang 13 Khia luận tốt nghiệp GVHD: ThS.
Nguyễn Văn Binh - Các đông vị cua photpho như P' và P* được dùng như là các chất phát hiện dấu vết phóng xạ trong các phòng thí nghiệm hóa sinh. - Photpho là nguyên tô quan trong trong mọi dạng hình của sự sóng. Photpho vô cơ tên tại ở dang photphat PO«* đóng một vai trò quan trọng trong các phần tử sinh học như ADN va ARN, trong đó nó tạo thành một phan của cau trúc cốt tủy cua các phan tư này. Các tế bảo sống cũng sử dụng photphat dé vận chuyên năng lượng tế bảo thông qua ađênôsin triphotphat (ATP).
Gan như mọi tiến trình trong tế bảo có su dung nang lượng đều có photpho trong dang ATP. ATP cũng có vai trò rat quan trọng trong quá trình photphat hóa, một dạng điều chính quan trọng trong các tế bảo. Cac mudi photphat canxi được các động vật dùng dé lam cứng xương của chúng. Trung bình trong cơ thé người chứa khoảng gần | kg photpho, và khoảng ba phần tư số đó nằm trong xương và răng dưới dạng apatit.
Tinh độc hại của photpho Bên cạnh những ứng dung rất quan trọng, photpho cầng cỏ phan rất độc hại. - Trong qua trình làm việc với photpho, chúng ta phái hết sức cân thận vi khi photpho tiếp xúc vao da tay sẽ dé gay bóng (đặc biệt 14 photpho trắng), những vết bong do photpho gây ra thường rat nặng và khó lành. SVTH: Hắp Minh Cường Trang l4 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Binh - Khi photpho trắng tiếp xúc vào da tay, mắt gây ra cảm giác rit, bỏng có thé ho, sặc rất khó chịu.
Hit phải một lượng lớn photpho cỏ thé gây viêm phé quan hoặc phù phổi. - Nuốt phải photpho sẽ gây nhiễm độc toản than; hậu qua dẫn đến là có thé gây nên tổn thương gan, thận, cơ tim, tiểu động mạch,. hoặc có thé gây tử vong. - Người ta phân biệt hai giai đoạn biễu hiện nhiễm độc khí nuốt phải photpho: + Khi nuốt phải photpho, sau 1⁄4 giờ sẽ có triệu chứng kích thích ruột - da day rất nghiêm trọng, sau đó gây nên suy tim, mạch va dẫn đến tử vong.
Giai đoạn này kéo dai khoảng 24 tiếng đồng hò. + Một giai đoạn tiém tàng khác có thể kéo dai trong vài giờ cho đến vai ngày tiếp theo. Giai đoạn nảy người bị nhiễm sẽ xuất hiện các dấu hiệu như đau bụng dưới, buôn nôn, chong mặt, nôn ra máu, có thẻ co giật, hôn mê và tử vong. - Người hít phải không khí bị nhiễm photpho lâu ngày sẽ bị mềm xương, hoại tir các hàm răng.
Xuất hiện các hiện tượng đau bụng, vàng da, hay budn nôn, giảm đường huyết, rồi loan tâm đề cơ tiêm và các chất điện giải. - Do đó, khi làm những việc tiếp xúc trực tiếp với photpho chúng ta can hết sức cần thận. Nên đeo các dung cụ bảo hộ và tuân thủ đúng quy tắc phòng thí nghiệm, lao động,. để đảm bảo sự an toàn cho mỗi cá nhân và luôn bảo vệ thật tốt cho sức khỏe.
Nguén photpho tự nhiên - Photpho là một nguyên tổ phi kim hoạt động, do đó trong tự nhiên không bao giờ người ta tim thấy nó ở dang đơn chất. Photpho chủ yếu tổn tại trong nhiều hợp chất như: (NH4);POs, PH3, Cay(PO¿);, Ca(H2PO4)2, CasP2, FePOa, Fes(POa);, H:PO¿, Na;PO,.Đặc biệt, trong tự nhiên, photpho tôn tại rất nhiều trong các quặng apatit. Quặng này tập trung thảnh các mỏ với trữ lượng rất lớn và cỏ giá trị kinh tế rat cao. SVTH: Hap Minh Cường Trang 15 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS.
Nguyễn Văn Bính - O Việt Nam, trữ lượng apatit rat lớn, chủ yêu tập trung tại Lao Cai. Hiện đang được khai thác rat mạnh và được sử dụng nhiễu trong thực tế - Photpho ton tại trong môi trường chủ yếu dưới dang orthophotphat (PO, `). O dang nảy P dé được các thực vật hap thụ. Trong tự nhiên, khá năng thn tại của photpho còn phy thuộc vào pH của môi : trường - O pH thắp (môi trường axiU: Photpho gắn chặt với các hạt sét va tạo thành các hợp chất không tan với ion sắt (ví dụ: Fe(OH):H:PO¿) và nhôm (ví dụ Al(OH):H:PO,).
Do sự xuất hiện của ion Fe" vả Al’ trong dat, nên lượng photpho hòa tan rất thấp trong điều kiện môi trường axit Khi môi trường không có oxy, -ÖỒỐồỐỐồ>AmZợAmZợớAnmAờớờ"SS—--.ờơẳằẵẳớŒ SVTH: Hap Minh Cường Trang 16 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyén Van Binh photpho được cố định dưới dang các phức hợp sắt không tan, có thé giải phóng Fe’, giảm thành Fe?" và tạo thành sunfit sắt. - Trong điều kiện pH cao (môi trường kiểm): Photpho hình thành các hợp chat không hod tan khác, nhất là hợp chất với canxi (ví dụ: hiđroxiapaut Ca¡o(PO¿)e(OH);). Trong điều kiện hiểu khí, các hợp chất có Ca, Al, Fe của photpho tan nhiều nhát ở pH = 6 - 7.
- Riêng trong đất, photpho tổn tại đưới dạng hợp chat và các hợp chat dé được cây hấp thụ nhất như HPO, , HPO, và được tính quy về P2Os (điphotpho pentaoxit), có vai trò rit quan trọng đối với đất trồng và ánh hướng rất lớn đến thành phan đình dưỡng của cây trong. Một số hình ảnh vẻ POs 1. Vai trò của lân đối với đất trồng 24! - Khi nói đến vai trò của lân đối với đất trồng là nói đến vai trò của lân đối với độ phì nhiêu của đất. Yếu tổ nay được quyết định bằng ham lượng của lân có trong đất, bao gồm tất cả các dạng lân có trong đất, chủ yếu tổn tại ở hai dạng là lân vô cơ vả lần hữu cơ.
- DeTurk (1931) đã nhận định rang: “Nhing chân dat phải lam giảu lân mới cỏ độ phi nhiêu cao, va ngược lại, những chân dat có độ phì nhiều cao đều là những chan đất giảu lan”. - Vohlt Manm (1940) đã căn cứ vào ham lượng của lân trong đất dé phân loại đất tốt, đất xấu như sau: SVTH: Hap Minh Cường Trang 17 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Binh + Dat rất tốt: 0,2% POs. - Những vùng đất có độ phi nhiều cao như vùng đất den ôn đới Liên Xô cũ (hay gọi là đất “tchemozen”), dat đen nhiệt đới, “margalit” của Indonesia, đất đỏ “bazan" cua Việt Nam, dat hoảng thổ của Trung Quốc, dat phủ sa sông Nin trồng bông của Ai Cập,.cũng chính 1a những đất có lượng lân cao nhất hoặc rat cao.
- Trong dat lân có vai trò rất lớn trong quan hệ dinh dưỡng của cây trồng, nên có vai trò quan trọng đến dinh đường của cây trông. Như chúng ta được biết, ba yếu tổ dinh dưỡng nòng cốt của cây 1a: dam, lân và kali nhưng nhiều trưởng hợp thì đất it thiểu kali, còn đạm thì có thể bổ sung tir sự phan giải chất hữu cơ trong dat, từ mua,.Nhung đặc biệt, trong thiên nhiên, không có nguồn nao bỏ sung lân cho đất, nên luôn có sự thiểu lân rat tram trọng, có nơi không cé lần nhưng cỏ nơi lại tích lũy lân thành từng mỏ lớn hay còn gọi là “md photphat tự nhiên”. Chính vi vậy ma cần phải đảo lấy lan từ các mỏ nảy dé cung cấp lan cho những vùng đất thiểu lân dé nâng cao độ phi nhiêu của đất. - Nếu như trên đất nông nghiệp ma ta chi trồng độc canh một loại cây mà lại chăm bón quá it thi chất dinh đưỡng trong đất sẽ bị cây lấy di,.