肥料中的磷 Phosphorous in Fertilzers

化學原理啟迪457

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1.     磷，是植物生長的必需養分。雖然大部分的泥土都含有大量的磷，但是磷通常存在於不可溶的礦物裡，造成植物無法攝取。

2.     可溶性磷酸肥料的製作方式是，將「磷石」與「硫酸」混合製造「過磷酸鈣石灰superphosphate of lime」，這是CaSO4‧2H2O和Ca（H2PO4）2‧H2O的混合物。

3.     「磷礦石」加入「磷酸Ca(H2PO4)2」 能製造出「三重磷酸鹽triple phosphate」，「氨」與「磷酸」反應產生磷酸一銨ammonium dihydrogenphosphate（NH4H2PO4），這是富含「磷」與「氮」的高效肥料。

磷鹵化物 Phosphorus Halides

4.     「磷」能夠生成化學式為PX3和PX5各種鹵化物，不過，這當中有例外，磷不會生成PI5。

5.     PX3分子，如預期的，是四面體三角錐構造。

6.     在常溫、常壓下，PF3是無色氣體，PCl3是液體（沸點bp＝74℃），PBr3是液體（沸點bp＝175℃），PI3是不穩定的紅色固體（熔點mp＝61℃）。

7.     所有PX3化合物與「水」反應，都會產生「磷酸」：

PX3＋3H2O(l)→H3PO3(aq)＋3HX(aq)

8.     在氣態和液態下，PX5化合物的分子構造為三方雙錐體trigonal bipyramidal；

9.     然而，PCl5和PBr5形成的離子固體，裡面八面體的PCl6^－和四面體的PCl4⁺的比例是1:1；而PBr5固體則由PBr4⁺和Br^－離子組成。

10. PX5化合物與「水」反應生成「磷酸」：

PX5＋4H2O(l)→H3PO4(aq)＋5HX(aq)

n  翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》；圖片來源／維基百科、people.stfx.ca