Перейти до основного вмісту
Каталог

Мінеральні добрива

~15 хв · 9 розділів · 10 тестових запитань

Метали й неметали
Хімія НМТ

Частина кар’єрної траєкторії НМТ 2027: 3 обов’язкові + хімія.

Класифікація мінеральних добрив за поживними елементами (азотні, фосфорні, калійні, комплексні), співвідношення тривіальних назв із формулами та обчислення масової частки поживного елемента для порівняння цінності добрив.

Поживні елементи й класифікація добрив

Рослини, як і всі живі організми, потребують для свого розвитку різноманітних хімічних елементів. Вони засвоюють їх з ґрунту переважно у вигляді йонів, розчинених у воді. Найбільше рослинам потрібні три елементи — Нітроген (N), Фосфор (P) і Калій (K). Саме тому добрива, які вносять у ґрунт, поділяють за поживними елементами:

  • азотні — містять Нітроген;

  • фосфорні — містять Фосфор;

  • калійні — містять Калій;

  • комплексні — містять два або три з цих елементів одночасно.

Окрім того, існують мікродобрива, які постачають у малих кількостях такі елементи, як Бор (B), Купрум (Cu), Манган (Mn), Цинк (Zn) і Молібден (Mo). Їх вносять у дуже невеликих дозах, але вони так само необхідні для нормального росту.

Роль основних поживних елементів

Кожен із трьох макроелементів виконує в рослині свою особливу функцію:

  • Нітроген — входить до складу білків і хлорофілу. Він забезпечує ріст зеленої маси: стебел і листя. Якщо Нітрогену не вистачає, листя жовтіє, а рослина повільно росте.

  • Фосфор — складова нуклеїнових кислот (ДНК і РНК) та АТФ. Він відповідає за розвиток кореневої системи, цвітіння й дозрівання плодів. За нестачі Фосфору цвітіння затримується, а плоди бувають дрібними.

  • Калій — регулює водний баланс, підвищує стійкість рослин до посухи, морозів і хвороб, сприяє накопиченню цукрів і крохмалю. Його дефіцит виявляється в'яненням листя й слабкою морозостійкістю.

Мінеральні та органічні добрива

Мінеральними називають добрива промислового походження, переважно неорганічні солі. Їхня головна перевага — точний хімічний склад, завдяки якому можна розрахувати, скільки саме поживного елемента отримає рослина.

Сечовина (карбамід) — органічна за будовою речовина, але її виробляють промислово й застосовують як азотне добриво, тому її зараховують до мінеральних азотних добрив. На противагу цьому, органічні добрива (гній, компост, торф) мають природне походження, і їхній склад змінюється залежно від багатьох чинників.

Як оцінюють цінність добрива

Цінність будь-якого мінерального добрива визначає масова частка поживного елемента в ньому. Що вона більша, то менше добрива треба вносити на поле і, відповідно, менше перевозити. Наприклад, в амонійній селітрі масова частка Нітрогену становить 35 %, а в сечовині — близько 46,7 %. Отже, для забезпечення однакової кількості Нітрогену сечовини знадобиться менше.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Азотні, фосфорні й калійні добрива

Азотні добрива

Азотні добрива постачають рослинам Нітроген у формі нітрат-йона (NO₃⁻), амоній-йона (NH₄⁺) або амідних груп (у сечовині). Основні представники:

  • амонійна (аміачна) селітра — амоній нітрат NH₄NO₃, містить 35 % N;

  • сечовина (карбамід) — (NH₂)₂CO, ≈ 46,7 % N — найконцентрованіше тверде азотне добриво;

  • натрієва селітра — натрій нітрат NaNO₃, ≈ 16,5 % N;

  • кальцієва селітра — кальцій нітрат Ca(NO₃)₂;

  • амоній сульфат — (NH₄)₂SO₄, ≈ 21,2 % N;

  • рідкий амоніак NH₃ та амоніачна вода (розчин амоніаку у воді).

Амонійну селітру отримують безпосередньою взаємодією амоніаку з нітратною кислотою:

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

Сечовину виробляють з амоніаку й карбон(IV) оксиду під високим тиском.

Фосфорні добрива

Фосфорні добрива містять Фосфор у складі фосфат-йонів. Розрізняють кілька видів:

Добриво

Формула

Розчинність

Примітка

Простий суперфосфат

Ca(H₂PO₄)₂ + CaSO₄

розчинний

суміш; містить гіпс

Подвійний суперфосфат

Ca(H₂PO₄)₂

розчинний

чистий дигідрогенортофосфат

Преципітат

CaHPO₄ · 2H₂O

нерозчинний у воді, розчинний у кислотах

кальцій гідрогенортофосфат

Фосфоритне борошно

Ca₃(PO₄)₂

нерозчинне

діє повільно; вносять у кислі ґрунти

Фосфоритне борошно — найдешевше фосфорне добриво, але воно погано розчиняється у воді. У кислих ґрунтах Ca₃(PO₄)₂ поступово переходить у розчинні сполуки й засвоюється рослинами. У нейтральних або лужних ґрунтах його застосування неефективне.

Калійні добрива

Калійні добрива містять Калій у формі йона K⁺. Основні:

  • калій хлорид KCl — найпоширеніше калійне добриво;

  • калій сульфат K₂SO₄ (≈ 44,8 % K) — не містить хлору, придатний для чутливих до хлору культур (виноград, тютюн);

  • поташ — калій карбонат K₂CO₃.

Деревна зола — природне калійне добриво, яке містить K₂CO₃, а також сполуки Кальцію, Магнію та Фосфору.

Тривіальні назви в НМТ

У довідкових матеріалах НМТ тривіальних назв добрив немає — їх треба знати напам'ять. Запам'ятай:

  • «селітра» — це нітрат (амонійна селітра — NH₄NO₃, натрієва селітра — NaNO₃, калійна селітра — KNO₃);

  • «суперфосфат» — кальцій дигідрогенортофосфат Ca(H₂PO₄)₂;

  • «преципітат» — кальцій гідрогенортофосфат CaHPO₄ · 2H₂O;

  • «амофос» — суміш амонійних фосфатів, переважно NH₄H₂PO₄.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Комплексні добрива

Комплексні добрива містять два або три з основних поживних елементів (N, P, K) одночасно. Це дає змогу за одне внесення забезпечити рослину кількома елементами й зменшити масу баластних речовин.

Добриво

Склад (переважно)

Поживні елементи

Примітка

Калійна селітра

KNO₃

N + K

не лише калійне, а комплексне добриво

Амофос

NH₄H₂PO₄

N + P

амоній дигідрогенортофосфат

Діамофос

(NH₄)₂HPO₄

N + P

амоній гідрогенортофосфат

Нітрофоска

суміш NH₄NO₃, CaHPO₄, KNO₃

N + P + K

склад варіює між марками

Нітроамофоска

суміш NH₄NO₃, (NH₄)₂HPO₄, KNO₃

N + P + K

містить усі три макроелементи

Чому калійна селітра — комплексне добриво?

Назва «калійна селітра» натякає лише на Калій, але за формулою KNO₃ видно, що вона містить ще й Нітроген у складі нітрат-йона. Отже, за одне внесення рослина отримує і N, і K. Саме тому на НМТ калійну селітру відносять до комплексних добрив, а не до калійних.

Переваги комплексних добрив

  • економія часу — одне внесення замість двох-трьох;

  • менше баластних речовин — отже, менша вартість транспортування;

  • збалансоване живлення — співвідношення N:P:K можна підібрати залежно від культури.

Як одержують солі амонію для добрив

Багато азотних і комплексних добрив виробляють із амоніаку й відповідних кислот. Рівняння реакцій амоніаку з кислотами входять до вимог програми НМТ (тема 2.1.1):

  • NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃ (амоній нітрат);

  • NH₃ + H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄ (амофос);

  • 2NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₂HPO₄ (діамофос).

Нагадаємо: амонійні фосфати вважають не фосфорними, а комплексними добривами, оскільки вони одночасно постачають рослині й Нітроген, і Фосфор.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Масова частка поживного елемента: обчислення й порівняння

Масова частка елемента в добриві — це відношення маси цього елемента до маси всього добрива, виражене у відсотках. Формула:

де n — число атомів елемента E у формулі, Aᵣ(E) — відносна атомна маса, Mᵣ(добрива) — відносна молекулярна маса. На НМТ відносні атомні маси округлюють до цілих чисел згідно з інструкцією до завдань 21–24.

Азотні добрива: обчислюємо w(N)

Добриво

Формула

Mᵣ

w(N)

Амонійна селітра

NH₄NO₃

80

28/80 = 35,0 %

Сечовина

(NH₂)₂CO

60

28/60 ≈ 46,7 %

Амоній сульфат

(NH₄)₂SO₄

132

28/132 ≈ 21,2 %

Натрієва селітра

NaNO₃

85

14/85 ≈ 16,5 %

Калійна селітра

KNO₃

101

14/101 ≈ 13,9 % N

Рідкий амоніак

NH₃

17

14/17 ≈ 82,4 %

Зверни увагу: в амонійній селітрі (NH₄NO₃) і сечовині ((NH₂)₂CO) міститься по два атоми Нітрогену, тому чисельник 2 · 14 = 28. Якщо забути про це й узяти 14, результат буде вдвічі меншим — типова помилка!

Фосфорні й калійні добрива

  • Ca(H₂PO₄)₂ (подвійний суперфосфат) — Aᵣ(P) = 31, Mᵣ = 234, w(P) = 62/234 ≈ 26,5 %;

  • K₂SO₄ (калій сульфат) — Aᵣ(K) = 39, Mᵣ = 174, два атоми Калію, w(K) = 78/174 ≈ 44,8 %.

Як знайти масу добрива, що містить задану масу елемента

Якщо відома масова частка, масу добрива обчислюють за формулою:

Наприклад, щоб ділянка отримала 14 кг Нітрогену:

  • з амонійної селітри (35 % N): m = 14 / 0,35 = 40 кг;

  • із сечовини (46,7 % N): m = 14 / 0,467 ≈ 30 кг.

Отже, сечовини потрібно на 10 кг менше, ніж амонійної селітри.

Швидке порівняння без калькулятора

Для порівняння азотних добрив можна скористатися простим прийомом: визначити, скільки грамів добрива припадає на 14 г Нітрогену (тобто на один моль атомів Нітрогену, округлено). Чим менша ця маса, тим більша масова частка Нітрогену:

Добриво

Маса добрива, що містить 14 г N

Висновок

Сечовина (NH₂)₂CO

30 г

найменша → найбільша w(N)

Амонійна селітра NH₄NO₃

40 г

середнє

Амоній сульфат (NH₄)₂SO₄

66 г

більше

Натрієва селітра NaNO₃

85 г

найбільша → найменша w(N)

Цей спосіб працює, бо 14 г — це маса одного моля атомів Нітрогену, і маса добрива, що припадає на цю кількість, дорівнює Mᵣ(добрива) / n(N).

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Розбираємо завдання

Приклад 1. Логічні пари: добриво — тип

Установіть відповідність між добривом і типом, до якого воно належить.

Добриво

Тип

1 KNO₃

А комплексне (N і K)

2 Ca(H₂PO₄)₂

Б фосфорне

3 (NH₂)₂CO

В азотне

Г калійне

Д мікродобриво

Розв'язання: KNO₃ містить Нітроген і Калій — це комплексне добриво (А). Ca(H₂PO₄)₂ — кальцій дигідрогенортофосфат, фосфорне добриво (Б). (NH₂)₂CO — сечовина, азотне добриво (В).

Відповідь: 1 → А, 2 → Б, 3 → В.

Чому інші варіанти неправильні? Г (калійне) підходить лише для суто калійних добрив, таких як KCl або K₂SO₄. Д (мікродобриво) — для сполук, що постачають B, Cu, Mn, Zn, Mo у мікродозах.

Приклад 2. Добриво з найбільшою масовою часткою Нітрогену

В якому добриві масова частка Нітрогену найбільша?

  • А — амонійна селітра NH₄NO₃

  • Б — сечовина (NH₂)₂CO

  • В — амоній сульфат (NH₄)₂SO₄

  • Г — калійна селітра KNO₃

Розв'язання: Обчислимо w(N) для кожного:

  • NH₄NO₃: 28/80 = 0,35 (35 %)

  • (NH₂)₂CO: 28/60 ≈ 0,467 (46,7 %)

  • (NH₄)₂SO₄: 28/132 ≈ 0,212 (21,2 %)

  • KNO₃: 14/101 ≈ 0,139 (13,9 %)

Найбільша частка — у сечовини. Відповідь: Б.

Пастка: деякі обирають амонійну селітру, вважаючи її найконцентрованішою, але сечовина виграє завдяки меншій молекулярній масі й двом атомам Нітрогену.

Приклад 3. Розрахунок масової частки Нітрогену в амоній нітраті

Обчисліть масову частку Нітрогену в амоній нітраті (NH₄NO₃). Відповідь запишіть у відсотках.

Розв'язання:

  1. Mᵣ(NH₄NO₃) = 2 · 14 + 4 · 1 + 3 · 16 = 28 + 4 + 48 = 80

  2. Сумарна маса Нітрогену: 2 · Aᵣ(N) = 2 · 14 = 28

  3. w(N) = 28 / 80 · 100 % = 35 %

Відповідь: 35.

Пастка: якщо не помножити на два атоми Нітрогену, отримаєш 14/80 · 100 % = 17,5 % — це неправильно, і таку відповідь система оцінить у 0 балів.

Приклад 4. Маса добрива для заданої маси елемента

Яку масу калій сульфату (K₂SO₄) треба внести, щоб ділянка одержала 39 кг Калію? Відповідь запишіть у кілограмах.

Розв'язання:

  1. Mᵣ(K₂SO₄) = 2 · 39 + 32 + 4 · 16 = 78 + 32 + 64 = 174

  2. w(K) = 78 / 174 ≈ 0,448 (44,8 %)

  3. m(K₂SO₄) = m(K) / w(K) = 39 / (78/174) = 39 · 174 / 78 = 87 кг

Відповідь: 87.

Пастка: якщо взяти w(K) = 39/174 (не врахувавши, що атомів Калію два), маса добрива вийде 174 кг — це вдвічі більше, ніж потрібно насправді.

Приклад 5. Аналіз двох тверджень

Визначте правильність тверджень:

I. Калійна селітра — лише калійне добриво.

II. Амофос містить Нітроген і Фосфор.

Розв'язання: Калійна селітра KNO₃ містить і Калій, і Нітроген, тому твердження I хибне. Амофос (NH₄H₂PO₄) справді містить Нітроген (у складі амоній-йона) і Фосфор (у складі дигідрогенортофосфат-йона). Твердження II правильне.

Відповідь: правильне лише II.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Типові помилки й пастки

  • Вважати KNO₃ лише калійним добривом. Насправді калійна селітра містить і Нітроген, тому її відносять до комплексних добрив (N + K).

  • Не множити Ar(N) на число атомів Нітрогену під час обчислення w(N). В амонійній селітрі NH₄NO₃ і сечовині (NH₂)₂CO — по два атоми Нітрогену, тому в чисельнику має бути 28, а не 14.

  • Плутати суперфосфат і преципітат. Суперфосфат — Ca(H₂PO₄)₂ (кальцій дигідрогенортофосфат), преципітат — CaHPO₄ · 2H₂O (кальцій гідрогенортофосфат). Їхні формули різняться кількістю атомів Гідрогену.

  • Вважати фосфоритне борошно Ca₃(PO₄)₂ розчинним у воді. Воно нерозчинне, тому його вносять лише в кислі ґрунти, де воно поступово переходить у засвоювані форми.

  • Зараховувати сечовину до органічних добрив (як гній і компост). Сечовина — органічна за будовою, але її виробляють промислово, і в агрохімії вона належить до мінеральних азотних добрив.

  • Порівнювати добрива за молярною масою, а не за масовою часткою поживного елемента. Наприклад, Mᵣ(NH₄NO₃) = 80, а Mᵣ((NH₂)₂CO) = 60 — але для порівняння цінності потрібна w(N), а не Mᵣ.

  • Вважати, що що більше добрив, то краще. Надлишок азотних добрив (особливо нітратів) призводить до забруднення водойм і накопичення нітратів в овочах, що шкідливо для здоров'я людини.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Як це перевіряють на НМТ

Тема «Мінеральні добрива» входить до розділу 2.1.2 програми НМТ. Обчислення масової частки елемента в сполуці належить до теми 4.1 «Розв'язування задач за хімічними формулами і на виведення формули сполуки» (блок 4 «Обчислення в хімії»).

На НМТ завдання про добрива можуть траплятися в кількох формах:

  • логічні пари 1–3 → А–Д (номери 19–20, 0–3 бали, по 1 балу за кожну правильну пару) — установити відповідність «добриво → тип» або «добриво → формула»;

  • вибір однієї відповіді з чотирьох (номери 1–18, 1 бал) — наприклад, вибрати добриво з найбільшою масовою часткою Нітрогену;

  • коротка відповідь-число (номери 22–24, 0 або 2 бали) — обчислити масову частку поживного елемента або масу добрива, що містить задану масу елемента.

Що треба знати про інструкцію до завдань 21–24

У завданнях із короткою відповіддю (№ 21–24) діють особливі правила:

  • відносні атомні маси хімічних елементів потрібно округлювати до цілих чисел;

  • числову відповідь вписують у спеціальне поле електронного тесту;

  • формул для обчислення масової частки в довідкових матеріалах НМТ немає — їх треба знати напам'ять.

Тривіальні назви — вивчи напам'ять

У довідкових матеріалах НМТ тривіальних назв мінеральних добрив (селітра, суперфосфат, амофос, преципітат) немає. Їх потрібно вивчити окремо та вміти співвідносити з хімічними формулами.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Питання й відповіді

Чому калійну селітру вважають комплексним добривом?

Калійна селітра має формулу KNO₃. Вона містить не лише Калій, а й Нітроген у складі нітрат-йона. Отже, за одне внесення рослина одержує два поживні макроелементи — N і K. Саме тому її класифікують як комплексне (двокомпонентне) добриво, а не як суто калійне.

Чому сечовину відносять до мінеральних добрив, хоча це органічна речовина?

Сечовина (карбамід) (NH₂)₂CO — органічна сполука за своєю будовою, але її виробляють промислово з неорганічної сировини (амоніаку та вуглекислого газу). В агрохімічній практиці її зараховують до мінеральних азотних добрив, на відміну від гною, компосту чи торфу, які мають природне органічне походження й змінний склад.

Як швидко порівняти вміст Нітрогену в кількох добривах без калькулятора?

Потрібно подумки обчислити, скільки грамів добрива припадає на один атом Нітрогену (а точніше — на 14 г, тобто 1 моль N). Для цього ділять відносну молекулярну масу добрива на число атомів Нітрогену у формулі. Чим менше отримане число, тим більша масова частка N. Наприклад: сечовина — 60/2 = 30, амонійна селітра — 80/2 = 40, амоній сульфат — 132/2 = 66. Послідовність: сечовина (найбільше N) > амонійна селітра > амоній сульфат.

Чому фосфоритне борошно вносять саме в кислі ґрунти?

Фосфоритне борошно — це кальцій ортофосфат Ca₃(PO₄)₂, який практично нерозчинний у воді. У нейтральному або лужному середовищі він залишається нерозчинним, і рослини не можуть його засвоїти. У кислих ґрунтах (pH < 6) під дією кислот Ca₃(PO₄)₂ поступово перетворюється на розчинні гідрогенортофосфати, які рослини здатні поглинати корінням.

Чим шкідливий надлишок азотних добрив?

Надмірне внесення азотних добрив, особливо у формі нітратів, призводить до кількох негативних наслідків: нітрати вимиваються у ґрунтові води, забруднюючи водойми й спричиняючи евтрофікацію (цвітіння води); нітрати накопичуються в овочах (передусім у листових), що може бути небезпечним для здоров'я людини (утворення нітрозамінів). Тому добрива треба вносити в науково обґрунтованих нормах.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Коротко: головне

  • За поживними елементами добрива поділяють на азотні, фосфорні, калійні та комплексні. Мікродобрива постачають мікроелементи (B, Cu, Mn, Zn, Mo) у малих кількостях.

  • Азотні добрива: NH₄NO₃ (амонійна селітра), (NH₂)₂CO (сечовина), NaNO₃ (натрієва селітра), (NH₄)₂SO₄ (амоній сульфат), NH₃ (рідкий амоніак).

  • Фосфорні добрива: Ca(H₂PO₄)₂ (суперфосфат), CaHPO₄ · 2H₂O (преципітат), Ca₃(PO₄)₂ (фосфоритне борошно).

  • Калійні добрива: KCl, K₂SO₄, K₂CO₃ (поташ).

  • Комплексні добрива: KNO₃ (калійна селітра — N + K), NH₄H₂PO₄ (амофос — N + P), (NH₄)₂HPO₄ (діамофос — N + P), нітрофоска й нітроамофоска (N + P + K).

  • Цінність добрива визначає масова частка поживного елемента: w = n · Aᵣ / Mᵣ · 100 %.

  • Серед твердих азотних добрив найбільше Нітрогену в сечовині (≈ 46,7 %), в амонійній селітрі — 35 %, в амоній сульфаті — ≈ 21,2 %, у натрієвій селітрі — ≈ 16,5 %.

  • Тривіальні назви (селітра, суперфосфат, амофос, преципітат) у довідці НМТ відсутні — їх треба знати напам'ять.

Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.

Самоперевірка

Перевірте себе на цьому юніті

Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.

1. У якому з наведених добрив масова частка Нітрогену найбільша?

2. Яке з перелічених добрив належить до комплексних?

3. Учень зробив два твердження про мінеральні добрива: I. Калійна селітра належить лише до калійних добрив. II. Амофос містить Нітроген і Фосфор. Який варіант відповіді правильний?

4. Який хімічний елемент відповідає за ріст зеленої маси рослин (стебел і листя)?

5. Яке добриво містить одночасно Нітроген і Фосфор?

Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 10 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.

Приєднатися, щоб пройти тест