Termiz davlat universiteti tabiiy fanlar fakulteti ekologiya va tuproqshunoslik kafedrasi

2.2. Fosforli og’itlarning olinishi va ishlatilishi
Fosfor–tabiiy fosforli birikmalarni yuqori temperaturada (15000S) qum (SiO2) ishtirokida koks bilan qaytarib olinadi. Qum kalsiy oksidni shlak–kalsiy silikatga bog‘laydi. Qaytarish uchun fosforit olinganda summar reaksiya tenglamasi quyidagicha ifodalanadi:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + P2 + 2CO
Gazsimon aralashmani (fosfor bug‘lari va is gazi) sovuq suvdan о‘tkaziladi, bunda oq fosfor kondensasiyalanadi.
Aslida bu jarayon borishini quyidagicha tassavvur qilish mumkin:
A) dastlab koks fosforitni kalsiy fosforidgacha qaytaradi.
Sa3(RO4)2 + 8S = Sa3R2 + 8SO
B) hosil bо‘lgan Sa3R2 fosforit bilan oksidlanish – qaytarilish reaksiyasiga kirishadi.
5Sa3R2 + 3Sa3(RO4)2 = 24SaO + 4R4
V) hosil bо‘lgan SaO qum bilan bog‘lanib shlak hosil qiladi:
Bu jarayonlarni soddalashtirilgan yig‘ma reaksiyasi yuqorida keltirilgan
Tarkibida fosfor boʻlgan mineral va organik moddalar; oʻsimliklarning fosfor bilan oziklanishini yaxshilash uchun ishlatiladi. Oʻsimliklar oʻzlashtirgan fosforning tuprokdagi jamgʻarmasini toʻldirishning birdanbir manbaidir. Fosforli oʻgʻitlar tarkibida fosfor boʻlgan rudalar — appatit va fosforitlarni qayta ishlab olinadi. Bulardan tashqari, metallurgiya sanoati chiqindilari marten fosfatshlak hamda organik moddalar, suyak uni, tung va boshqalar fosforli oʻgʻitlar sifatida ishlatiladi. Qishloq xoʻjaligiga yetkazib beriladigan fosforli oʻgʻitlar tarkibidagi fosfor ortofosfat kislota H3PO4 ning ortofosfat tuzlari shaklida boʻladi.
Ayrim fosforli oʻgʻitlar esa polifosfat superfosfat kislota, shu jumladan, metafosfat kislota asosida olinadigan murakkab oʻgʻitlardir. Fosforli oʻgʻitlar sanoat yoʻli bilan olingan birinchi mineral oʻgʻitlardan hisoblanadi 1842 yilda Buyuk Britaniyada superfosfat ishlab chiqarila boshlagan. Eruvchanlik darajasiga qarab fosforli oʻgʻitlar ni 3 asosiy guruhga ajratish mumkin: suvda eriydigan (oddiy, qoʻshaloq va ammoniylashgan superfosfat, ammofos, diammofos) fosforli oʻgʻitlar Bu oʻgʻitlarda fosfor bir asosli kaltsiy fosfat Ca(H2PO4)2H2O holida boʻladi; suvda erimaydigan (pretsipitat yoki kaltsiy gidrofosfat, tomasshlak, marten fosfatshlagi, ftorsizlangan fosfat va boshqa termik fosfatlar) Fosforli oʻgʻitlar; bu oʻgʻitlarda fosfor 2 asosli kaltsiy fosfat — CaHPO4H2O yoki tetrakaltsiy fosfat — Ca4P2O5 holida boʻladi.
Ammoniy sitrat, limon kislota eritmalarida eriydigan bu oʻgʻitlar shudgorlashda asosiy oʻgʻit sifatida yoki kultivatsiya vaqtida qoʻllaniladi; qiyin eriydigan yoki suvda va kuchsiz kislotalarda erimaydigan (fosforit uni va suyak uni) fosforli oʻgʻitlar ularda fosfor kaltsiy fosfat — Ca3(PO4)2 holida boʻladi. Bunday oʻgʻitlar qiyin eriydigan fosfatlarni oʻsimliklar oʻzlashtira oladigan shaklga keltiruvchi nordon bilvosita oʻgʻit sifatida yuqori dozalarda solinadi. Fosforli oʻgʻitlarni ishlatish xususiyati ularning eruvchanlik darajasiga bogʻliq.Suvda eriydigan fosforli oʻgʻitlar kukuni va dona dor holda limon kislota va ammoniy nitratda eriydiganlari kukun holida, qiyin eriydiganlari juda mayda kukun holida qoʻllaniladi. Sugʻorma dehqonchilik zonalarida, odatda, suvda eriydigan fosforli oʻgʻitlar qoʻllaniladi. Ularning barchasi nam tortmaydi, mostlashib qolmaydi.
Survoha tuproqlarda fosforli oʻgʻitlar tarkibidagi fosfor, azot va kaliy nisbatlari 1:0,7:0,3; oʻtloqi voha tuproqlarda 1:0,8:0,5 qilib qoʻllanganda yaxshi samara beradi. Fosfor suvda kam eriganligi sababli yuvilib ketmay tuproqning yuqori qatlamida toʻplanadi. Tuproqqa solingan fosforli oʻgʻitlar tarkibidagi fosforning 20—25% solingan yili, 40— 60% 2—3 yil oʻsimliklar tomonidan oʻzlashtiriladi. Fosforli oʻgʻitlar oʻsimlik rivojlanishi uchun zarur oʻgʻitdir.
Fosforli oʻgʻitlar ta’sirida hosil pishishi tezlashadi, hosildorlik ortadi, mahsulot sifati yaxshilanadi, kartoshkada kraxmal, qand lavlagi tarkibidagi qand miqdori koʻpayadi fosfor yetishmaganda oʻsimlik barglarining cheti qorayib quriydi, oʻsimlik nimjon boʻlib oʻsadi.Fosfor hayot uchun eng muhim element boʻlganidan, azot va kaliy singari katta ahamiyatga egadir. Fosfor hujayralar protoplazmasi tarkibiga, xromosoma, va fermentlar tarkibiga kiradi, oʻsimlik va hayvonlar organizmida fosfor boʻladi. Fosfor – hayot va tafakkur elementi deb yuritiladi.Fosfor elementi noma’lum boʻlgan vaqtlarda yer goʻng va kul bilan oʻgʻitlangan, oʻsimlikning fosforga boʻlgan ehtiyoji shu yoʻl bilan bir qadar ta’min etilgan.
Fosforli oʻgʻitlar masalasini rus olimlari A.N.Engelgardt, V.V. Dokuchayev P.A.Kostichev, D.N.Pryanishnikov hal qildilar va bu oʻgʻitlar mamlakatimizda keng ishlatila boshladi. Qishloq xoʻjaligida quyidagi fosforli oʻgʻitlar ishlatiladi:
1. Fosforit talqoni Ca3(PO4)2 Fosforning tabiiy birikmasi fosforitning boyitilgan kukuni. Fosforit talqoni suvda juda oz eriydi. Shuning uchun kislotali muhitdagi tuproqlarga solinadi. Bu oʻgʻit eng arzon fosforli mineral oʻgʻit boʻlganligi uchungina boʻz va torfli tuproqlarda oʻsadigan oʻsimliklarga solish uchun ishlatiladi.
2. Oddiy superfosfat Ca(H2PO4)2CaSO4×2H2O Appatit yoki fosforitga sulfat kislota taʻsir ettirish yoʻli bilan olinadi: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + CaSO4 Bu fosforli mineral oʻgʻit suvda eriydi, shuning uchun ham har qanday muhitdagi tuproqlarda oʻsadigan oʻsimliklar uchun qoʻllash mumkin.Oddiy superfosfatni tayyorlash uchun bir necha boʻlak hayvon suyagini olib, organik moddalari kuyub ketgunicha kuydiring. Kuygan, tozalangan suyakni bolgʻa bilan mayda – mayda boʻlaklarga boʻling va bu boʻlaklarni xovonchada kukunga aylanguncha maydalang.50 gramm suyak kukuniga 3 – 5 gramm bor talqonini aralashtiring. Aralashmani kimyoviy stakanga solib, ustiga 20 gramm 70 % li sulfat kislotani sekin – asta qoʻshing.
Aralashmani shisha tayoqcha bilan aralashtirib turing. Sodir boʻlgan kimyoviy jarayon natijasida aralashma isib ketadi. Aralashma sovuganda hosil boʻlgan kukun oddiy superfosfat ya’ni, CaSO4 aralashgan Ca(H2PO4)2 dir. Oddiy superfosfat nam taʻsirida qotib qolmasligi uchun hozirgi kunda grammlar, yaʻni, donador holda ishlab chiqarilmoqda. Oddiy superfosfatda 14 – 20 % P2O5 boʻladi.
Qoʻsh superfosfat Ca(H2PO4)2 Bu oʻgʻit konsentrlangan mineral oʻgʻit hisoblanadi. Suvda yaxshi eriydi. Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2 Qoʻsh superfosfatda 40 – 50 % P2O5 boʻladi.
4. Pretsipitat CaHPO4×2H2O. Pretsipitat ham konsentrlangan mineral oʻgʻit boʻlib, suvda oz eriydi. Ca(OH)2 + 2H2O = CaHPO4 + 2H2O CaCO3 + 2H2O = CaHPO4 + 2H2O + 2CO2 Pretsipitatlarda 30 – 35 % P2O5 boʻladi.
5. Ammofos Ca(H2PO4)2, (NH4)2HPO4 va NH4H2PO4 lar aralashmasi. Bu oʻgʻit kompleks oʻgʻitlarga kirib, tarkibida azot va fosfor tutadi. Suvda yaxshi eriydi. Fosforli mineral oʻgʻitlar ichida eng koʻp ishlatiladi. Fosforli oʻgʻitlar tarkibidagi ozuqa elementi P2O5 koʻrinishida boʻladi.
6. Fosforbakterin – bakterial oʻgʻit.[4] Tarkibida fosfor organik birikmalarni oʻsimliklar oʻzlashtira oladigan shaklga oʻtkazish qobiliyatiga ega boʻlgan mikroorganizmlar sporasi bor.
Fosforbakterin yuqtirilgan urugʻlik bilan tuproqqa kirgan bakteriyalar oʻsimliklarning ildiz atrofida rivojlanadi. Fosforbakterin suyuq yoki quruq holda boʻladi. Ekish oldidan bir gektar yerga ekiladigan urugʻlikka 100 ml suyuq yoki 250 gramm kukunli fosforbakterin sarflanadi.Fosfororganik birikmalar tarkibidagi fosfor atomi uglerod atomiga bevosita yoki geteratom – kislorod, azot, oltingugurt orqali birikkan organik birikmalar sinfi.
Fosfordan P2O5, H3PO4 olishda, organik sintezlarda, gugurt ishlab chiqarishda foydalaniladi. Qizil fosfor, surma (III)-sulfid, temir surigi (kvars aralashgan tabiiy temir (III)-oksid va yelimdan aralashma tayyorlab, gugurt qutisining yon sirtlariga surtiladi. Gugurt kallagi asosan bertole tuzi, maydalangan shisha, oltingugurt va yelimdan tarkib topgan boʻladi. P, As, Sb, Bi qotishmalar tarkibiga kiradi.Fosfor birikmalari yuvuvchi vositalar (fosfatlar va polifos-fatlar), biologik faollikka ega boʻlgan elementorganik birikmalar sintez qilish uchun (PCl3, PCl5, POCl3, PH3), fosforli oʻgʻitlar: fosforit talqoni - Ca3(PO4)2 (tabiiy), bu suyaklarni kuydirib ham olinadi, oddiy superfosfat - Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4, qoʻsh superfosfat Ca(H2PO4)2, presipitat - CaHPO4×2H2O, ammofos - NH4H2PO4 + (NH4)2HPO4. Soʻngi yillarda Oʻzbekiston Fanlar Akademiyasi Umumiy va noorganik kimyo instituti olimlari tomonidan fosfor organik birikmalar asosida yangi murakkab oʻgʻitlar, defoliantlar va oʻstiruvchi moddalar sintez qilindi. Fosfat kislota bilan monoetanolamin suvdagi eritmasining oʻzaro kimyoviy ta’siri natijasida olingan yangi modda etanolamin fosfat stimulyatori shular jumlasidandir.Mineral oʻgʻitlar ishlab chiqarish tarmogʻi kimyo sanoatining asosiy sohalaridan biri hisoblanadi. Respublikamiz paxta yetishtiruvchi asosiy mintaqa boʻlgani sababli, mineral oʻgʻitlarning paxtachilikdagi roli juda katta.
Hosildorlikni oshirishda asosiy omillardan biri hisoblanadi. Umuman, qishloq xoʻjaligini yalpisiga kimyolashtirishda asosiy rol oʻynaydi.[3]Maʻlumki oʻsimlik tarkibi, asosan 10 ta elementdan tashkil topgan boʻlib azot, fosfor, kislorod, kaliy, magniy, temir, oltingugurt, kalsiy, uglerod, vodorod ularning 90 % ini uglerod, vodorod, kislorod tashkil qiladi. Oʻsimlik oʻsish davrida bu elementlarni havodan va yerdan qabul qiladi. Shu sababli hosildorlik yuqori boʻlishi uchun shu elementlarning yerdagi miqdori yetarli boʻlishi kerak.
Bu elementlardan ayniqsa kerakligi azot, fosfor va kaliy hisoblanadi, shu sababli bu elementlarni ozuqa moddasi yoki mineral oʻgʻitlar deb ataladi. Deyarli barcha mineral oʻgʻitlar agronomik rudalarlgm kimyo sanoatida ishlab chiqariladi. Shuningdek, tabiiy tuzlar, natriyli selitra chili selitrasi, sanoat chiqindilari ham ishlatiladi. Mineral o‘g‘itlar XIX-asrdan tarqalaboshlagan. XX-asr oʻrtalaridan mineral o‘g‘tlarni ishlab chiqarish va qoʻllash tez oʻsdi. Shungacha oʻgʻit sifatida, asosan, goʻng, kul va boshqa chiqindilar ishlatilgan. mineral o‘g‘tlar tuproqqa uning fizik, kimyoviy va biol. xususiyatlariga kuchli ta’sir qiluvchi vositadir; ular tuproqni oziq elementlari bilan boyitadi, tuproq eritmasi reaksiyasini oʻzgartiradi, mikrobiologik jarayonlarga ta‘sir etadi va h.k.
Oʻsimliklar, asosan, ildizi orqali oziqlanishi tufayli mineral oʻgʻitlar tuproqqa solinganda oʻsimliklarning oʻsishi va rivojlanishiga, binobarin, dalalar, utloqlarning umumiy mahsuldorligiga fa‘ol ta‘sir qiladi. Mineral o‘g‘tlar ekin hosilini oshiradi, sifatini yaxshilaydi: paxta, kanop, zigir va lub tolali ekinlari tolasining texnologik xususiyatlarini, qand lavlagi, uzum tarkibidagi qand, kartoshkadagi kraxmal, dondagi oqsil miqdorini koʻpaytiradi. Mineral o‘g‘tlar organik oʻgʻitlar bilan qoʻshib ishlatilsa, yanada yaxshi natija beradi.
Agronomik maqsadlarga koʻra mineral o‘g‘tlar bevosita va bilvosita ishlatiladigan oʻgʻitlarga boʻlinadi. Bevosita ishlatiladigan oʻgʻitlar tarkibida oʻsimliklar oziqlanishi uchun zarur azot, fosfor, kaliy, shuningdek, magniy, bor, rux, mis, molibden, marganets, oltingugurt kabi elementlar boʻladi. Bu guruhga kiradigan oʻgʻitlar, asosan, bir oziq elementli, mas, azotli, fosforli yoki kaliyli va kompleks, yaʻni aralash va murakkab oʻgʻitlardan iborat. Aralash mineral o‘g‘itlar zavodda yoki xoʻjalikning oʻzida bir necha xil oʻgʻitni aralashtirib, murakkab oʻgʻitlar esa zavodda tayyorlanadi.
Bevosita ishlatiladigan mineral o‘g‘itlar (ohakli oʻgʻitlar, gips va boshqalar) asosan, tuproqning agrokimyoviy va fizik-kimyoviy xususiyatlarini yaxshilashda qoʻllaniladi, mineral o‘g‘itlar qattiq, yaʻni kukunsimon, donador hamda suyuq — ammiakli suv, suyuq ammiak, ammiakatlar holida ishlab chiqariladi.Shunday qilib mineral oʻgʻitlarni 3 gruppaga boʻlish mumkin: fosforli, azotli va kaliy oʻgʻitlar. Oʻsimlik hayoti uchun zarur boʻlgan (ozgina miqdorda boʻlsa ham) elementlar (Mn, Ni, Co, Br, Zn) bor oʻgʻitlar mikro oʻgʻitlar deb ataladi. Qishloq xoʻjaligida mineral oʻgʻitlar bilan bir qatorda organik oʻgʻitlar ham qoʻllaniladi. Qishloq xoʻjalik zararkunandalari bilan kurashuvchi moddalar pestitsidlar deb ataladi. Yovvoyi oʻtlar bilan kurashuvchi moddalar esa gerbitsidlar deb ataladi.
Fosfor oʻsimlik uchun asosiy ozuqa moddalaridan biri hisoblanadi. Fosfor oʻsimlik hayoti uchun zarur boʻlgan moddalar tarkibiga kiradi (fermentlar, vitaminlar va boshqalar). Ayniqsa oʻsimlik donida, urugʻida oqsil-nukleoprotein sifatida 1,6 % ga qadar P2O5 uchraydi. Fosfor bilan muntazam oziqlantirilgan donli oʻsimliklar hosildorligi oshadi, kraxmal va qand miqdori koʻpayadi.Respublikamizda, asosan suvda eruvchan oʻgʻitlar qoʻllaniladi, bular jumlasiga oddiy va qoʻshsuperfosfat kiradi.Fosforli oʻgʻitlar tabiiy minerallar - fosforit va apatitdan olinadi.
Markaziy Osiyo mamlakatlarida fosforitlar Janubiy Qozogʻistonda Kara-Tau konida uchraydi. Shu kunlarda Oʻzbekistonning Qizilqum fosforit konlaridan ham foydalanilmoqda. Hozirgi kunda deyarli hamma zavodlar fosforli oʻgʻitlarni Kara-Tau fosforitlaridan ishlab chiqarmoqdalar. Oddiy superfosfat kulrang, mayda kukun yoki donalar holida boʻlib, tarkibida 14-18 % P2O5 ega boʻlgan suvda eruvchan oʻgʻitlardir. Oddiy superfosfat ishlab chiqarish texnologiyasi oʻzining oddiyligi va arzonligi bilan farq qiladi. Ishlab chiqarish jarayoni tabiatdagi fosforitlarni sulfat kislota bilan qayta ishlashga asoslangan:[1] Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 Hosil boʻlgan aralashma, yaʻni monokalsiy fosfat va gipsdan tashkil topgan mahsulot oddiy superfosfat deb ataladi. Tabiatdagi fosforit tarkibida qator aralashmalar boʻlishi mumkin.
Fosforni galogenlar bilan hosil qilgan birikmalari (RG3 va RG5) hamma galogenlar uchun ma’lum. Ularning hammasi tо‘g‘ridan–tо‘g‘ri sintez usulida olinadi. RG3 –lari RG5 – larga nisbatan barqaror, shu bilan birga galogenni atom massasi ortishi bilan birikmaning
barqarorligi kamayadi.
RG3–molekulalari tetraedr, markazida fosfor atomi bо‘lib, sp3–gibridlanish holatida bо‘ladi. RG‘3 – rangsiz gaz.
PCl3 va PBr3 – rangsiz suyuqliklar bо‘lsa, PJ3 – qizil kristallar.
Qattiq holatda RG3 lar molekulyar kristallik panjara hosil qiladilar.
RG5 – trigonal bipiramida strukturasiga ega, markazida fosfor atomi bо‘lib, sp3d – gibridlanish holatida.
Fosfor pentaxloridi (PCl5) kristallarida tetraedrik konfigurasiyadagi [PCl4]+ kationlari va oktaedrik [PCl6]+ anionlari hajmiy markazlashgan kub strukturasida k.s- 8 teng holda joylashadilar POCl3 molekulasi buzilgan tetraedr, unda dPO=0,45 nm , dPCl = 0,199 nm .
Fosforni galloidli birikmalaridan eng ahamiyatlisi PCl3 va PCl5 dir. Ularning hammasi kislota hosil qiluvchi birikmalardir.
Masalan: PJ3 + 3H2O = 3HJ + H3PO3
RG3 – da elektron juftlari mavjud bо‘lgani uchun donor xossasiga ega va neytral komplekslarda ligandlar rolini о‘ynaydi.
Fosfin. Oddiy modda holida fosfor va vodorod bir–birlari bilan amalda birikmaydi. Fosforning vodorodli hosilalari bilvosita usulda olinadi.
Masalan Ca3P2 + 6H2O = 3CaCl2 + 2PH3↑
RN3 – fosfin, rangsiz kuchli zaharli, sasigan baliq hidli gaz. U suvda о‘rtacha eriydi, shu bilan birga suvdagi eritmada muvozanat qaror topadi:
N3O+ + RN
2 ↔ RN3 + N2O↔ RN
4 + ON-
rKkisl= 28,7 va rKasos= 28,4 amalda teng, shu sababli RN3 suvdagi eritmada ideal amfolit deyish mumkin. Suyuq RN3 da о‘z – о‘zidan ionlanishi juda kichik:
2RN3↔ RN
4 +RN
2
Fosfin molekulasi ammiak (NH3) molekulasiga о‘xshaydi, biroq N–R–N orasidagi burchak (93,70) ammiakdagiga nisbatan (1070) ancha kichik. Bu hol s- bulutlarni fosfinda gibrid bog‘lar hosil bо‘lishida hissasi juda kichikligidan dalolat beradi. Bundan tashqari R–N bog‘i

N–H bog‘iga nisbatan ancha kuchsiz, ammiakning dipol momenti, fosfinning dipol momentiga nisbatan deyarli 3 marta katta. RN3 – da donor xossasi, ammiakka nisbatan kuchsiz ifodalangan. RN3–molekulasining kichik qutbliligi, protonga akseptorlik hossasini passivligi nafaqat suyuq holatda mavjud emasligi, uni suv bilan birikmasligiga RN4 fosfoniy ioni juda kichik barqarorlikka ega.

RN 4 ioni ammoniy ioniga о‘xshash, bog‘larning tetraedrik joylanishi bilan xarakterlanadi. Fosfin suvda bir muncha yaxshi erishiga qaramasdan suv bilan birikmaydi va RN4ON hosil bо‘lmaydi (ammiakdan farqi).
Fosfin kislotalar bilan ta’sirlashganda RN 4 -kationi va fosfoniy tuzlari hosil bо‘ladi (ammiakka о‘xshashligi):
RN3 + HCl = PH4Cl
PH3 + HJ = PH4J
Qattiq holatda eng barqaror tuzi fosfoniy yodiddir (PH4J). Suv ayniqsa ishqorlar ta’siridan fosfoniy tuzlari kuchli parchalanadi:
RN4J + KOH = KJ + PH3↑ + H2O
Ushbu reaksiyada eng toza fosfin olinadi.
Fosfin va fosfoniy tuzlari kuchli qaytaruvchilardir. Havoda fosfin fosfat kislota hosil qilib yonadi.
RN3 + 2O2 = N3RO4
Ishqor eritmalarida fosfinning standart potensiali manfiy qiymatga ega (YE0=-1,12 V) shu sababli fosfin kо‘pgina metallarning ionlarini: oltin, kumush, mis, qо‘rg‘oshin va boshqalar qaytariladi.
AuCl3 + PH3 = Au↓ + 3HCl + P
Fosfidlarni suv bilan parchalanishida, RN3–bilan bir qatorda oz miqdorda gidrazin tarkibiga о‘xshash suyuq difosfin R2N4 hosil bо‘ladi. R2N4 – rangsiz suyuqlik, tq= 51,70S havoda о‘z–о‘zidan alangalanadi va fosfinni ham alangalantiradi. Kuchli qaytaruvchi. Biroq u
asoslik xossasini namoyon qilmaydi, kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Demak: NH3 – PH3- AsH3 – SbH3 qatori bо‘yicha barqarorliklari kamayadi, qaytaruvchi xossalari ortadi, bog‘ning zaifligi ortadi, asoslik xossasi ortib boradi.