فيديو السؤال: مراجعة الصيغ الكيميائية لمركبات الكالسيوم المستخدمة في الأسمدة الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

الفوسفوريت، وهو صخر رسوبي يحتوي على معادن الفوسفات، يتفاعل مع حمض الكبريتيك لإنتاج فوسفات الكالسيوم وفوق فوسفات الكالسيوم. ما الصيغتان الكيميائيتان لفوسفات الكالسيوم وفوق فوسفات الكالسيوم على الترتيب؟

يستخدم الفوسفوريت، الذي يسمى أيضًا بصخر الفوسفات، في المقام الأول في قطاع صناعة الأسمدة. حيث تعد إضافة عنصر الفوسفور إلى الأسمدة مهمة للغاية لأنه ضروري لتكوين ثلاثي فوسفات الأدينوسين ‪(ATP)‬‏، الذي تستخدمه الخلايا لنقل الطاقة وتخزينها. الفوسفوريت هو المصدر الأساسي لعنصر الفوسفور، لكنه غير قابل للذوبان في الماء، وهو ما يجعله غير مناسب لاستخدامه بوصفه سمادًا، لكنه يعالج بأحد الأحماض لإنتاج أملاح فوسفات قابلة للذوبان في الماء.

في هذا السؤال، علمنا أنه قد تمت معالجة الفوسفوريت بحمض الكبريتيك، فنتج عن ذلك أملاح تحتوي على الفوسفات: فوسفات الكالسيوم وفوق فوسفات الكالسيوم. وعلينا تحديد الصيغتين الكيميائيتين لملحي الفوسفات هذين. من أسماء هذين المركبين الكيميائيين، يمكننا افتراض أنهما يحتويان على أيونات الكالسيوم ومجموعة الفوسفات.

لتحديد الصيغة الكيميائية الصحيحة لفوسفات الكالسيوم، علينا التأكد من أن لدينا العدد الصحيح من أيونات الكالسيوم والفوسفات اللازمة لكي يكون المركب متعادلًا في المجمل. تتمثل إحدى الطرق التي يمكننا بها فعل ذلك في استخدام العمليات الحسابية، التي تتعامل مع الشحنات باعتبارها أعدادًا موجبة وسالبة. فإذا كان لدينا ثلاثة أيونات كالسيوم، شحنة كل منها اثنان موجب، وأيونان فوسفات، شحنة كل منهما ثلاثة سالب؛ فسنحصل على مركب متعادل الشحنة. يمكننا أيضًا استخدام هذه الطريقة المختصرة لاستنتاج الصيغة الكيميائية، حيث نبدل في هذه الطريقة المختصرة شحنات الأيونات فقط. وفي كلتا الحالتين، سنتوصل إلى الصيغة الكيمائية الصحيحة لفوسفات الكالسيوم، وهي ‪Ca3(PO4)2‬‏.

والآن، علينا تحديد الصيغة الكيميائية لفوق فوسفات الكالسيوم. يحتوي فوق فوسفات الكالسيوم على أيونات الكالسيوم وأيون الفوسفات ثنائي الهيدروجين بدلًا من أيون الفوسفات. نحتاج أيوني فوسفات ثنائي الهيدروجين لكل أيون كالسيوم حتى نحصل على مركب متعادل الشحنة. ومن ثم، فإن الصيغة الكيميائية لفوق فوسفات الكالسيوم هي ‪Ca(H2PO4)2‬‏.

إذن، الصيغتان الكيميائيتان لفوسفات الكالسيوم وفوق فوسفات الكالسيوم على الترتيب هما ‪Ca3(PO4)2‬‏ و‪Ca(H2PO4)2‬‏.