Сульфат аммония формула массовая доля. Сульфат аммония (аммонийная соль)

ТУ 113-03-625-90

Сульфат аммония ((NH4)2SO4) — средняя соль серной кислоты, содержит до 21 % азота и до 24 % серы, представляет собой белые прозрачные кристаллы, молекулярная масса равна 132,15. В зависимости от типа производства выпускается трех марок:

• Марка А — побочный продукт производства капролактама.
• Марка Б — побочный продукт акрилатных производств.
• Марка В — побочный продукт коксохимических производств.

Получение сульфата аммония марки В основано на реакции нейтрализации аммиаком серной кислоты. Аммиак содержится в коксовом газе, выделяющемся при коксовании каменных углей. Кристаллический слабоокрашенный продукт. Содержащееся небольшое количество серной кислоты придаëт удобрению слабокислую реакцию. Запаха не имеет.

Основные технические характеристики

Сульфат аммония вносится в почву в качестве удобрения. Внесение осуществляется в различных почвенно-климатических зонах. Степень опасности продукта в целом — умеренно опасное вещество по степени воздействия на организм — 3 класс опасности.

Сульфат аммония является одним из наиболее распространенных азотных удобрений. Он быстро растворяется в почвенной влаге, причем большая часть ионов NH 4 + связывается почвой. Это обуславливает малую подвижность ионов аммония в почве и затрудняет вымывание их водой.

Растения усваивают катион NH 4 + сульфата аммония гораздо интенсивнее, чем анион SO 4 — так как азот требуется растениям для образования белков в значительно большем количестве, чем сера. Этот процесс сопровождается разрушением содержащихся в почве соединений основного характера, что приводит к повышению еë кислотности, особенно заметному при длительном применении сульфата аммония на одних и тех же участках. Таким образом, сульфат аммония является типичным представителем физиологически кислых удобрений.

Физиологическая кислотность сульфата аммония практически не снижает его эффективности при внесении в некислые почвы (черноземы, сероземы, каштановые, известковые каштановые почвы), содержащие достаточное количество кальция. Продолжительное же внесение сульфата аммония в почвы, бедные кальцием (кислые подзолистые почвы), может привести к понижению урожайности сельскохозяйственных культур вследствие закисления почвы. Поэтому при длительном применении сульфата аммония периодически проводится известкование почвы, т.е. внесение в нее тонко измельченных материалов, содержащих карбонаты Ca и Mg (известняк, мел, мергель, доломит), или же — негашеной и гашеной извести и др.

Сульфат аммония является весьма эффективным азотным удобрением под озимую рожь, овес, картофель и особенно под чай и рис. Ценным свойством сульфата аммония является его малая слеживаемость; даже после длительного хранения он легко рассыпается и рассеивается туковой сеялкой. Кроме того, сульфат аммония мало гигроскопичен, что также облегчает условия его хранения, перевозки и применения.

Оптимальная доза внесения составляет 330 кг сульфата аммония на гектар. Сульфат аммония вносится весной.

Показать все

Физические и химические свойства

Сульфат аммония (NH 4) 2 SO 4 - бесцветные кристаллы, плотность - 1,766 г/см 3 . При температуре выше +100°C разлагается с выделением аммиака NH 3 и образованием сначала NH 4 HSO 4 , а впоследствии (NH 4) 2 S 2 O 7 и сульфаниловой кислоты.

Растворимость в воде: при 0°C - 70,5 г/100 г, при +25°C - 76,4 г/100 г, при +100°C - 101,7 г/100 г. Окисляется до N 2 под действием сильных окислителей, например, марганцевокислого калия KMnO 4 .

Сульфат аммония содержит:

• азота по массовой доле в пересчете на сухое вещество - не менее 21 %;
• воды - 0,2 %;
• серной кислоты - не более 0,03 %.

Фракционный состав удобрения:

• массовая доля фракции размером более 0,5 мм - не менее 80 %;
• менее 6 мм - 100 %.

Рассыпчатость - 100 %.

Массовая доля остатка, не растворимого в воде, не превышает 0,02 %.

Применение

Сельское хозяйство

Сульфат аммония в сельском хозяйстве используют как основное удобрение под различные культуры.

Промышленность

Сульфат аммония в химической промышленности используют как компонент осадительной ванны при формировании вискозного волокна. В стекольной промышленности - в качестве добавки к стекольной шихте для улучшения ее плавкости.

Поведение в почве

При внесении в почву сульфат аммония быстро растворяется, и значительная часть катионов NH 4 + входит в почвенно-поглощающий комплекс. Одновременно в почвенный раствор переходит эквивалентное количество вытесненных катионов. При этом ион аммония теряет подвижность. Это устраняет опасность его вымывания при промывном режиме почв.

Находясь в обменно-поглощенном состоянии, ионы аммония хорошо усваиваются растениями. (Изображение)

Вследствие нитрификации аммонийный азот переходит в нитратную форму. Скорость перехода аммонийного азота в нитратный зависит от необходимых для нитрификации условий: температуры, аэрации, влажности, биологической активности и реакции почвы. Одним из основных факторов, влияющим на скорость нитрификации, является степень окультуренности почв.

Переувлажнение и повышенная кислотность почв тормозят нитрификацию. Известкование кислых почв значительно ускоряет этот процесс. После превращения аммонийного азота в нитратный он приобретает все свойства нитратных удобрений. В результате процесса нитрификации в почве образуется азотная кислота и освобождается серная кислота.

(NH 4) 2 SO 4 + 4O 2 → 2HNO 3 + H 2 SO 4 + 2H 2 O

В почве эти кислоты нейтрализуются, вступая во взаимодействие с бикарбонатами почвенного раствора и катионами почвенного поглощающего комплекса.

Нейтрализация минеральных кислот сопровождается использованием бикарбонатов почвенного раствора и вытеснением оснований из ППК водородом. Это ослабляет буферную способность почв и повышает их кислотность.

Однократное внесение сульфата аммония может и не повлиять на реакцию почвы. При систематическом использовании данного удобрения почвенная среда может значительно подкислиться. Степень подкисления увеличивается при меньшей буферной способности почв.

Применение на различных типах почв

Сульфат аммония при длительном использовании оказывает на почву окисляющее действие.

На кислых почвах

На черноземах

На каштановых почвах

На легких почвах

Способы внесения

Сульфат аммония более всего подходит для . Но допустимо и применение для поверхностных озимых зерновых культур, сенокосов и пастбищ, а также

(аммоний сернокислый) содержит 21 % азота в аммонийной форме, 24% серы и является высокоэффективным азотно-серным удобрением.

По внешнему виду сульфат аммония — это кристаллический порошок белого или слабоокрашенного цвета, допускаются светло-желтый и розовый оттенок.

При хорошо растворяется в воде, доступен и легко усваивается растениями, относительно мало подвижен и не вымывается из почв в условиях нормального увлажнения и при орошении.

По эффективности применения не уступает аммиачной селитре и карбамиду, а в части физико-химических свойств (негорючий, взрывобезопасный, неслеживается при долгом хранении) и своей стоимости выгодно отличается и обладает явным преимуществом.

Физико-химический состав сульфата аммония

Накопленный международный опыт, глубокий анализ научно-исследовательской работы и производственной практики применения удобрений позволяют говорить о дополнительных скрытых резервах повышения качества зерновых. По данным ряда российских и зарубежных ученых, у зерновых культур часто проявляются признаки дефицита серы, которые в производственных условиях трактуются как дефицит азота. В опытах с ячменем и пшеницей сильный недостаток серы в течение периода вегетации вызывал снижение фотосинтеза, продуктивности и особенно качества зерна.

Важнейшая роль серы в жизнедеятельности растений определяется тем, что она является составной частью всех белков и содержится в незаменимых аминокислотах (цистин, метионин), а также в растительных маслах и витаминах. Она имеет большое значение в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растениях, в активировании энзимов и белковом обмене.

Окисленная форма серы — исходный продукт для синтеза белков. При ее недостатке синтез белков задерживается, так как затрудняется синтез аминокислот, содержащих этот элемент. В связи с этим проявление признаков недостаточности серы сходно с признаками азотного голодания. Растения приостанавливаются в развитии, уменьшается размер листьев, удлиняются стебли. При серном голодании листья не отмирают, но имеют бледную окраску. Изучение дефицита серы в питании растений показало, что ее недостаточность вызывает нарушение азотного обмена.

Одним из традиционных источников пополнения серы является удобрение сульфат аммония N-21%, S-24%.

Основные преимущества сульфата аммония перед селитрой аммиачной и карбамидом

Сульфат аммония всегда дешевле — Экономика и цифры неумолимы, поэтому экономичность и доступность удобрений в значительной мере определяется стоимостью единицы действующего вещества. Стоимость 1 тонны азота в сульфате аммония примерно в 2 раза ниже, чем в аммиачной селитре и карбамиде. При оценке экономической эффективности необходимо, конечно же, учитывать и наличие серы 24%.

Сера оказывает непосредственное влияние на качество будущего урожая — Сульфат аммония в отличие от аммиачной селитры и карбамида содержит серу. Стоит заметить, что сера занимает одно из ведущих мест среди биогенных элементов после азота, фосфора и калия. Положительное влияние серы на урожай часто остается незамеченным, поскольку она воздействует не на величину, а на качество продукции.

Кроме того, внешнее проявление серного голодания растений почти полностью совпадает с признаками недостаточного азотного питания. В условиях недостатка в почве серы, снижается синтез белков, жиров, витаминов, а азот, что очень опасно, накапливается в виде нитратов. Помимо всего ухудшается хранение продуктов. В последние годы наблюдается тенденция снижения содержания серы в пахотных почвах во многих регионах России, около 80% пашни бедны серой. Таким образом, сульфат аммония можно считать удобрением с содержанием питательных веществ 45%.

Сульфат аммония по эффективности не уступает другим азотным удобрениям — По многочисленным данным опытов с удобрениями сульфат аммония по эффективности не уступает распространенным азотным удобрениям, таким как аммиачная селитра и . При сравнительных испытаниях эффективности воздействия различных видов азотных удобрений на величину и качество урожая зерновых, картофеля, масличных отмечено — все удобрения одинаково эффективны при внесении в равных дозах по азоту (60 кг в д.в.) особенно хорошие результаты обеспечивает внесение сульфата аммония под зерновые, рапс, рис, картофель, подсолнечник, свеклу, овощные культуры, арбузы, подкормку многолетних трав и в пожнивные остатки.

Меньшие потери азота и забота об экологии — Известно, что при использовании азотных удобрений в сельском хозяйстве, особенно при несбалансированном соотношении питательных элементов, возникают экологические проблемы. К основным из них следует отнести: занитрачивание продукции, загрязнение подземных и поверхностных вод, потери азота до 20-30% из нитратных удобрений и карбамида, вследствие денитрификации и вымывания. Потери азота из нитратных удобрений значительно больше, чем из аммиачных. Если при поверхностном внесении сульфата аммония потери аммиака составляют, как правило, не более 1-3%, то у карбамида и аммиачной селитры 25-30% от внесенного количества азота. Важно также то, что этот элемент питания в сульфате аммония находится в наиболее доступной форме для растений и участвует в формировании урожая на протяжении всего вегетационного периода.

Утилизация соломы и использование ее для удобрения — Один из эффективных способов применения сульфата аммония — это внесение его с подгнивными остатками (измельченной соломой). При этом доза азота составляет 10 кг. д.в. на 1 тонну соломы, что обеспечивает ускоренное разложение клетчатки. Таким образом, одновременно решаются две важные проблемы — утилизация соломы и охрана окружающей среды.

При урожае зерновых 20-30 ц/га внесение сульфата аммония совместно с пожнивными остатками в почву будет обеспечивать возвращение 30-40 кг. азота, 50-80 кг. фосфора, 18-24 кг. калия, а также 35-45 кг. серы, способствующей значительному повышению белка в продукции.

Минеральное азотно-серное удобрение сульфат аммония представляет собой светлую кристаллическую соль и с оттенками желтого либо розового цвета, хорошо растворимую в воде. Продукт характеризуется слабой гигроскопичностью, поэтому не слеживается при длительном хранении и может храниться до 5 лет, не взрывоопасен.

Все эти свойства выгодно отличают его от других азотных удобрений, в частности от аммиачной селитры и карбамида.

Эффективность применения сульфата аммония при дефиците серы — Недостаток или избыток серы в первую очередь проявляется на молодых листьях и точках роста. Обратное передвижение её очень незначительно и поэтому она относится к трудно реутилизируемым элементам. В этом сера очень сильно отличается от фосфора. Недостаток серы у большинства растений имеет сходство с признаками недостатка азота, но при серном голодании он проявляется на молодых листьях — листья мелкие, стебли жесткие, рост растений ослабленный, окраска листьев равномерно бледно-зелёная. В сельскохозяйственной практике это часто приводит к ошибкам в диагнозе, завышению доз азотных удобрений, недобору урожаев и снижению качества продукции. Установлено, что растения содержат неодинаковое количество серы и соответственно испытывают разную потребность в этом элементе. Различие в содержании и потреблении серы сельскохозяйственными культурами обусловлены, прежде всего, биологическими особенностями растений, стадиями их развития, а также содержанием этого элемента в почве и атмосфере. По выносу серы на единицу сухого вещества ботанические семейства располагаются в следующий ряд: крестоцветные > лилейные > бобовые > маревые > злаковые, подсолнечник, картофель, овощные. Вынос серы из почв урожаями колеблется в пределах 30-60 кг/га, а у отдельных видов растений достигает 100 кг/га. Таким образом, как показали наши исследования, её баланс достаточно напряжён, а в ряде регионов даже отрицателен.

Исследованиями также достаточно четко установлено, что применение серосодержащих удобрений на почвах с недостаточным содержанием серы способствует повышению урожая и улучшению качества растительной продукции, увеличению доступности растениям фосфора, кальция, марганца; повышает окупаемость урожаями традиционных NPK удобрений.

Таким образом, накопленная информация свидетельствует о том, что сера как биогенный элемент в современных агроценозах имеет важное значение, но регуляцией её режима в производственной практике уделялось и уделяется недостаточное внимание. Именно об этом свидетельствуют материалы мониторинга состояния плодородия почв страны, учёт и востребование которых при разработке современных технологий выращивания сельскохозяйственных культур нам представляется необходимым и достаточно перспективным в повышении продуктивности земледелия.

Обобщение данных по содержанию подвижной серы в почвах страны на 01.01.2004 г. показало, что дефицит серы в земледелии страны продолжает увеличиваться. Из обследованных значительно больших площадей пахотных земель (>32%), чем на 01.01.1990 г., 54,7% имеют низкое содержание серы (< 6 мг/кг), 34,6% — среднее (6,1-12,0 мг/кг) и только 10,7% — высокое (> 12 мг/кг), т.е. площади почв, нуждающихся в пополнении запасов серы достигли к 2004 г 89,3%, против 77,4% в 1990 г. Особенно велика доля таких пахотных почв в Центральном округе (89,6%), Северо-Западном округе (94,5%), Южном округе (90%), Приволжском округе (90%). В остальных округах (Сибирском и Дальневосточном) этот показатель также достаточно велик (86,7 и 83,8%), хотя он несколько ниже, чем в целом по стране. В Центральном округе особенно выделяется Костромская и Тамбовская области, в которых количество почв, нуждающихся в пополнении запасов серы близко к 100% (соответственно, 97,4 и 99,2%); в Северо-Западном округе аналогичное положение в Новгородской (97,9%), в Южном округе — республика Калмыкия (99,2%) и в Волгоградская область (96,9%); в Поволжском округе — республика Татарстан (92%), Саратовская область (91,1%); в Сибирском округе — Алтайский край (94,6%). В других областях, краях и республиках эти показатели, хотя заметно меньше, но в целом свидетельствуют о неблагополучном практическом решении проблем серы в земледелии.

Средневзвешенный показатель содержания серы в целом по стране приблизился к границе абсолютно низкого его содержания и составляет всего 6,4 мг/кг, а в Северо-Западном и Южном округах понизился до 5,1 и 5,9 мг/кг. Особенно бедны серой почвы Костромской области (5,4 мг/кг), Смоленской (5,1 мг/кг), Тамбовской (3,1 мг/кг), Вологодской (5,1 мг/кг), Архангельской (4,7 мг/кг), Новгородской (4,1 мг/кг), Ульяновской (5,7 мг/кг); в республиках Карелия (4,5 мг/кг), Коми (4,4 мг/кг), Калмыкия (1,1 мг/кг), Хакасия (4,5 мг/кг) и Алтайского края (5,5 мг/кг).

Таким образом, сейчас проблема серы в земледелии стоит настолько остро, что её просто нельзя замалчивать и надо принимать конкретные меры по её решению.

По расчётам специалистов общая потребность в серосодержащих удобрениях страны на 2010 г. составит порядка 1,2 млн. т. д.в. В ассортименте серосодержащих удобрений предпочтение имеют сульфаты аммония, калия, натрия и суперфосфаты.

По данным большинства исследований на низкообеспеченных серой почвах все формы серосодержащих удобрений действуют практически равнозначно. Среди хорошо растворимых форм серосодержащих удобрений экономически наиболее перспективно применение сульфата аммония (стоимость 1 тонны азота в сульфате аммония примерно в 2 раза ниже, чем в аммиачной селитре и карбамиде).

Исследованиями белорусских учёных на дерново-подзолистых почвах показана более высокая агрономическая и экономическая эффективность применения сульфата аммония относительно других форм азотных удобрений. (В.В. Лапа, В.Н. Босак, 2006 г.)

Прибавки урожая от применения различных форм азотных удобрений, ц/га.

Примечание:

1) Под яровую пшеницу на фоне Р40К90 вносились различные формы азотных удобрений в дозе N60;
2) Под сахарную свёклу на фоне навоза 60 т/га + Р60К100 — в дозе N120;
3) Под гречиху на фоне Р40К90 в дозе N60-80;
4) С сульфатом аммония в почвах под культуры поступило серы (соответственно 1,2,3) – 70, 140 и 70-90 кг/га.

Особо следует отметить, что применение сульфата аммония под сельскохозяйственные культуры в необходимых дозах по азоту, оптимизирует не только азотное, но и серное питание растений, а также благоприятствует обеспечению положительного баланса этого элемента для последующих культур. Поэтому сульфат аммония следует рассматривать практически как комплексное удобрение (NS) с соотношением элементов равным (S:N =1,14).

Таким образом, сера в современных агроценозах находится в достаточно динамичном состоянии. Регуляция её содержания в почвах и растениях должна иметь не стихийные, а экономические, агрохимические и экологические управляемые формы. Анализ факторов недостаточной эффективности средств химизации показывает, что раннее при разработке системы применения удобрений вопросы питания растений серой не были столь острыми, т.к. в составе более широко используемых удобрений (сульфат аммония и калия, простой суперфосфат) содержалось большое количество серы.

С переходом на преимущественное применение концентрированных сложных удобрений, приток серы в почву с минеральными удобрениями резко сокращается. Вместе с этим увеличивается расход серы из почвы на вымывание и вынос её с возрастающими урожаями сельскохозяйственных культур. Следовательно, в определённых условиях растения могут испытывать серную недостаточность, в результате которой возможен недобор урожая культур и снижение качества продукции. При этом серное голодание влечёт за собой снижение нарастания сухой массы, замедление темпов наступления фаз онтогенеза, отставание созревания культур. Недостаток серы особенно сказывается на образовании репродуктивных органов и в снижении качественных показателей продукции. Из вышеизложенного следует, что в настоящее время при интенсификации земледелия актуальность оптимизации серного питания растений не снижается, а наоборот, увеличивается.

Гигроскопичность её слабая, поэтому при длительном хранении не слёживается и сохраняет сыпучесть.

Свойства сульфата аммония

Технические характеристики сульфата аммония

Способы получения сульфата аммония

В лаборатории сульфат аммония получают действием концентрированной серной кислоты на концентрированный раствор аммиака.

2NH 3 +H 2 SO 4 →(NH 4) 2 SO 4

Эту реакцию, как и все другие реакции взаимодействия аммиака с кислотами проводят в приборе для получения растворимых веществ в твёрдом виде. Среди основных способов получения сульфата аммония, которые наиболее часто используются в химической промышленности, имеются следующие:

Процесс нейтрализации серной кислоты синтетическим аммиаком;
- использование аммиака из газа коксовых печей для его химической реакции с серной кислотой;
- получение в результате обработки гипса растворами карбоната аммония;
- получение при переработке отходов, остающихся после производства капролактама (в результате перегруппировки Бекмана при производстве капролактама).

Вместе с тем имеются и другие способы производства сульфата аммония, например, получение этого вещества из дымовых газов электростанций и сернокислотных заводов. Для этого в горячие газы вводят газообразный аммиак, который связывает имеющиеся в газе окислы серы в различные соли аммония, в том числе и в сульфат аммония.

Области применения сульфата аммония

Сульфат аммония - одно из широкоприменяемых в сельском хозяйстве минеральных удобрений. Используется под все сельскохозяйственных культур (от картофеля до цитрусовых) на черноземах и сероземах. Удобрение обладает ценным качеством - низкой миграционной способностью, так как катион аммония активно поглощается почвой и это предохраняет его от вымывания. Поэтому сульфат аммония рекомендуют вносить на легких почвах, при орошении, т.е. там, где есть потенциальная опасность потери азота удобрения за счет миграционных явлений. Аммонийный азот сульфата аммония усваивается растениями. Сера необходима для питания всех культур, так как входит в состав некоторых синтезируемых растениями незаменимых аминокислот.

Сульфат аммония применяют в производстве вискозного волокна.

В биохимии переосаждение сульфатом аммония является общим методом очистки белков.

В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E517.

Используется в технологии хлорирования воды с аммонизацией , вводится в обрабатываемую воду за несколько секунд до хлора, с хлором образует хлораммины — связывая свободный хлор, благодаря чему значительно сокращается образование хлорорганики вредной для организма человека, сокращается расход хлора, уменьшается корозия труб водовод.

В средствах тушения пожаров сульфат аммония применяется в качестве антипирена, в горной промышленности - как гелеобразующий компонент при профилактической обработке выработанного пространства, в состав взрывчатого вещества сульфат аммония вводится для снижения горючести и устранения опасности самопроизвольного воспламенения

Также сульфат аммония применяется для производства:

Гербицидов;
. кормов для животных;
. выделки кож;
. строительной изоляции.

Развитие рынка сульфата аммония обуславливается в большей степени не спросом со стороны потребляющих отраслей и рыночными факторами, а наличием данного вида продукции, предложением сульфата аммония на рынке. Т.е. развитие производства капролактами и коксохимической продукции обуславливает и развитие производства сульфата аммония . Недостаточность спроса на внутреннем рынке будет провоцировать возрастание экспортных поставок сульфата аммония.