Phân urê, 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. Ở Mỹ, đã từ lâu người ta nhận thấy hiệu quả của axit sunfuric đối với việc xử lý đất vôi và nước có hàm lượng bicacbonat cao,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân urê, một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa học Phân urê, một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa họcPhân urê - H2SO4 được hai anh em Bill và George Verdegaalphát 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 khira đời, sản xuất phân tổng hợp urê - axit sunfuric đã ngàycàng phát triển và đang có những đóng góp quan trọng choviệc cải tạo đất có độ kiềm cao.Ở Mỹ, đã từ lâu người ta nhận thấy hiệu quả của axit sunfuricđối với việc xử lý đất vôi và nước có hàm lượng bicacbonat cao,nhưng các vấn đề về an toàn đã hạn chế việc áp dụng phươngpháp này. Cách đây hai thập niên, người ta phát hiện rằng nếubổ sung urê 46% vào axit sunfuric 93% thì có thể giảm mạnh tácdụng ăn mòn của axit đối với mô người mà không cần trung hòaaxit. Từ đó, loại phân urê - axit sunfuric dạng lỏng đã ra đời vàđược sử dụng lần đầu tiên ở California (Mỹ) vào đầu thập niên1980. Liên kết hóa học giữa các thành phần trong loại phân mớinày đã tạo cho nó có những tính năng bất ngờ, giúp cho ngườinông dân có một công cụ cải tạo đất và đồng thời lại là nguồncung cấp đạm cho cây trồng. Sản phẩm phân urê - H2SO4 đượcxem như một đột phá quan trọng trong ngành sản xuất phân hóahọc.Trong điều kiện thích hợp, phản ứng giữa urê và H2SO4 đặc xảyra như sau:(NH2)2CO + H2SO4 = [(NH2)=CO].H2SO4 + nhiệtĐây là phản ứng tỏa nhiệt mạnh và có thể nổ nếu nhiệt khôngđược tải đi. Sản phẩm cuối cùng là một chất lỏng. Trong quátrình sản xuất, nhiệt độ phản ứng được khống chế bằng cáchđiều chỉnh tốc độ bổ sung H2SO4. Nếu nhiệt độ phản ứng vượtquá 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 lượng riêng trong khoảng 11,87 - 12,80 pao/galon, vàđộ nhớt tương đối cao (35 - 110 centipose), độ pH nhỏ hơn 1.Việc cho urê phản ứng với H2SO4 có ích lợi là loại bỏ tác dụngăn mòn của H2SO4 đối với da người mà không cần trung hòa độaxit của H2SO4. Sản phẩm phân urê - H2SO4 được xếp vào hạngcác chất kích thích nhẹ. Nếu tiếp xúc lâu thì nó có thể thích nhẹở da, nếu dính vào chỗ da bị đứt hoặc bị thương thì sẽ gây cảmgiác đau nhói. Biện pháp cấp cứu là rửa ngay bằng nước sạch.Tuy nhiên, sản phẩm này có thể ăn mòn quần áo và ăn xuyênqua da giày. Vì vậy, khi thao tác cần phải sử dụng trang bị bảohộ (đặc biệt là ủng) làm bằng PVC hoặc cao su.Trong một thời gian dài trước đây, axit sunfuric đã được coi làmột tác nhân cải tạo đất nhanh và có hiệu quả, được sử dụng đểcải tạo đất có độ kiềm cao. H2SO4 phản ứng trực tiếp với chấtvôi tự do trong đất. Nhưng do việc thao tác với H2SO4 khá phứctạp và nguy hiểm; nên việc sử dụng nó bị hạn chế nhiều. Vớiphân u rê - H2SO4, người nông dân có một phương tiện hiệu quảđể khử kiềm cho đất mà không gặp những ảnh hưởng bất lợi dotác động ăn mòn của axit đối với mô người.Tùy theo yêu cầu trồng trọt mà người ta sử dụng các công thứcpha chế khác nhau của phân urê - H2SO4. Nến cần đáp ứng nhucầu đạm cho cây thì có thể dùng loại phân có hàm lượng urêcao, còn nếu muốn cải tạo đất là chính thì nên sử dụng loại phâncó hàm lượng H2SO4 cao.Phân urê - H2SO4 có thể được bón cho cây bằng những cách vẫnđược sử dụng để bón phân thông thường, nhưng thiết bị bónphân urê - H2SO4 phải chịu được ăn mòn do tính axit của loạiphân này. Có thể bón phân trước khi trồng cây, bằng cách phundiện rộng lên đất, hoặc phun quanh gốc cây, hòa vào nước tướirồi dùng vòi phun tia hoặc hệ thống tưới nhỏ giọt.Người ta còn sử dụng phân urê - H2SO4 như một dạng thuốc diệtcỏ. Dung dịch urê - H2SO4 có tác dụng diệt nhiều loại cỏ lá rộngtuy nhiên lại không diệt được cỏ thường và cỏ lá sáp. Hiện naytại Mỹ người ta đang tiến hành thử nghiệm trước khi cho phépcác nhà sản xuất đăng ký sử dụng phân urê - H2SO4 dưới dạngthuốc diệt cỏ.Phân urê - H2SO4 có thể được pha trộn dễ dàng với axitphotphoric và dung dịch kẽm sunfat. Thường người ta pha phânurê - H2SO4 Với axit photphoric theo tỷ lệ 1: 1, đồng thời cũngđể diệt cỏ dại mọc lẫn, khi pha trộn các dung dịch thường khôngsinh nhiệt.Phân urê - H2SO4 đã được sử dụng rất phổ biến bằng cách hòatan vào nước tưới cho cây. Nếu hàm lượng bicacbonat hoặc độpH của nước tưới rất cao thì việc bón phân urê - H2SO4 qua hệthống ống tưới nước hoặc qua hệ thống tưới nhỏ giọt sẽ rất cóhiệu quả. Có thể bón phân bằng hai cách: hoặc là đưa một lượnglớn phân vào hệ thống nước tưới để giảm nhanh độ pH xuốngđến 3 - 4 trong vòng vài giờ, hoặc là đưa liên tục những lượngnhỏ vào hệ thống nước tướí để duy trì độ pH của nước tưới ởmức 6,5. Phương pháp bón từ từ và liên tục cũng có tác dụngngăn kết tủa canxi làm tắc đường ống tưới nước, hơn nữaphương pháp này cho phép cung cấp liên tục đạm cho cây khicần thiết. Nhưng cho dù áp dụng phương pháp nào thì việc giảmhàm lượng bicacbonat trong nước tưới cũng là một tác dụng rấtquan trọng.Những khó khăn lớn nhất phải giải quyết khi sản xu ...