Phân urê - H2SO4, một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa học

Phân urê - H2SO4 được hai anh em Bill và George Verdegaal phát hiện, được áp dụng đại trà lần đầu tiên ở California (Mỹ) để cải tạo đất có độ kiềm cao. Sau hai thập niên từ khi ra đời, sản xuất phân tổng hợp urê - axit sunfuric đã ngày càng phát triển và đang có những đóng góp quan trọng cho việc cải tạo đất có độ kiềm cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân urê - H2SO4, một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa học Phân urê - H2SO4, một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa họcPhân urê - H2SO4 được hai anh em Bill và George Verdegaal phát hiện, được ápdụng đại trà lần đầu tiên ở California (Mỹ) để cải tạo đất có độ kiềm cao. Sau haithập niên từ khi ra đời, sản xuất phân tổng hợp urê - axit sunfuric đã ngày càngphát triển và đang có những đóng góp quan trọng cho việc cải tạo đất có độ kiềmcao.Ở Mỹ, đã từ lâu người ta nhận thấy hiệu quả của axit sunfuric đối với việc xử lýđất vôi và nước có hàm lượng bicacbonat cao, nhưng các vấn đề về an toàn đã hạnchế việc áp dụng phương pháp này. Cách đây hai thập niên, người ta phát hiệnrằng nếu bổ sung urê 46% vào axit sunfuric 93% thì có thể giảm mạnh tác dụng ănmòn của axit đối với mô người mà không cần trung hòa axit. Từ đó, loại phân urê- axit sunfuric dạng lỏng đã ra đời và được sử dụng lần đầu tiên ở California (Mỹ)vào đầu thập niên 1980. Liên kết hóa học giữa các thành phần trong loại phân mớinày đã tạo cho nó có những tính năng bất ngờ, giúp cho người nông dân có mộtcông cụ cải tạo đất và đồng thời lại là nguồn cung cấp đạm cho cây trồng. Sảnphẩm phân urê - H2SO4 được xem như một đột phá quan trọng trong ngành sảnxuất phân hóa học.Trong điều kiện thích hợp, phản ứng giữa urê và H2SO4 đặc xảy ra như sau:(NH2)2CO + H2SO4 = [(NH2)=CO].H2SO4 + nhiệtĐây là phản ứng tỏa nhiệt mạnh và có thể nổ nếu nhiệt không được tải đi. Sảnphẩm cuối cùng là một chất lỏng. Trong quá trình sản xuất, nhiệt độ phản ứngđược khống chế bằng cách điều chỉnh tốc độ bổ sung H 2SO4. Nếu nhiệt độ phảnứng vượt quá 93oC thì có thể tạo thành các sản phẩm phụ bất lợi.Phân urê - H2SO4 được pha chế với nhiều công thức khác nhau, có trọng l ượngriêng trong khoảng 11,87 - 12,80 pao/galon, và độ nhớt tương đối cao (35 - 110centipose), độ pH nhỏ hơn 1.Việc cho urê phản ứng với H2SO4 có ích lợi là loại bỏ tác dụng ăn mòn của H2SO4đối với da người mà không cần trung hòa độ axit của H2SO4. Sản phẩm phân urê -H2SO4 được xếp vào hạng các chất kích thích nhẹ. Nếu tiếp xúc lâu thì nó có thểthích nhẹ ở da, nếu dính vào chỗ da bị đứt hoặc bị thương thì sẽ gây cảm giác đaunhói. Biện pháp cấp cứu là rửa ngay bằng nước sạch. Tuy nhiên, sản phẩm này cóthể ăn mòn quần áo và ăn xuyên qua da giày. Vì vậy, khi thao tác cần phải sử dụngtrang bị bảo hộ (đặc biệt là ủng) làm bằng PVC hoặc cao su.Trong một thời gian dài trước đây, axit sunfuric đã được coi là một tác nhân cảitạo đất nhanh và có hiệu quả, được sử dụng để cải tạo đất có độ kiềm cao. H2SO4phản ứng trực tiếp với chất vôi tự do trong đất. Nhưng do việc thao tác với H2SO4khá phức tạp và nguy hiểm; nên việc sử dụng nó bị hạn chế nhiều. Với phân u rê -H2SO4, người nông dân có một phương tiện hiệu quả để khử kiềm cho đất màkhông gặp những ảnh hưởng bất lợi do tác động ăn mòn của axit đối với môngười.Tùy theo yêu cầu trồng trọt mà người ta sử dụng các công thức pha chế khác nhaucủa phân urê - H2SO4. Nến cần đáp ứng nhu cầu đạm cho cây thì có thể dùng loạiphân có hàm lượng urê cao, còn nếu muốn cải tạo đất là chính thì nên s ử dụng loạiphân có hàm lượng H2SO4 cao.Phân urê - H2SO4 có thể được bón cho cây bằng những cách vẫn được sử dụng đểbón phân thông thường, nhưng thiết bị bón phân urê - H2SO4 phải chịu được ănmòn do tính axit của loại phân này. Có thể bón phân trước khi trồng cây, bằngcách phun diện rộng lên đất, hoặc phun quanh gốc cây, hòa vào nước tưới rồi dùngvòi phun tia hoặc hệ thống tưới nhỏ giọt.Người ta còn sử dụng phân urê - H2SO4 như một dạng thuốc diệt cỏ. Dung dịchurê - H2SO4 có tác dụng diệt nhiều loại cỏ lá rộng tuy nhiên lại không diệt được cỏthường và cỏ lá sáp. Hiện nay tại Mỹ người ta đang tiến hành thử nghiệm trướckhi cho phép các nhà sản xuất đăng ký sử dụng phân urê - H2SO4 dưới dạng thuốcdiệt cỏ.Phân urê - H2SO4 có thể được pha trộn dễ dàng với axit photphoric và dung dịchkẽm sunfat. Thường người ta pha phân urê - H2SO4 Với axit photphoric theo tỷ lệ1: 1, đồng thời cũng để diệt cỏ dại mọc lẫn, khi pha trộn các dung dịch thườngkhông sinh nhiệt.Phân urê - H2SO4 đã được sử dụng rất phổ biến bằng cách hòa tan vào nước tướicho cây. Nếu hàm lượng bicacbonat hoặc độ pH của n ước tưới rất cao thì việc bónphân urê - H2SO4 qua hệ thống ống tưới nước hoặc qua hệ thống tưới nhỏ giọt sẽrất có hiệu quả. Có thể bón phân bằng hai cách: hoặc l à đưa một lượng lớn phânvào hệ thống nước tưới để giảm nhanh độ pH xuống đến 3 - 4 trong vòng vài giờ,hoặc là đưa liên tục những lượng nhỏ vào hệ thống nước tướí để duy trì độ pH củanước tưới ở mức 6,5. Phương pháp bón từ từ và liên tục cũng có tác dụng ngăn kếttủa canxi làm tắc đường ống tưới nước, hơn nữa phương pháp này cho phép cungcấp liên tục đạm cho cây khi cần thiết. Nhưng cho dù áp dụng phương pháp nàothì việc giảm hàm lượng bicacbonat trong n ước tưới cũng là một tác dụng rất quantrọng ...