ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ฟิสิกส์
เคมี
บทเรียนเคมี
ตารางธาตุ
ศัพท์เคมี
แบบฝึกหัดเคมี
ชีววิทยา
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกฟิสิกส์-เคมี-ชีวะ | หน้าแรกเคมี | บทเรียนเคมี

บทเรียนเคมี
   

อุตสาหกรรมปุ๋ย : ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต และปุ๋ยยูเรีย
 
ระดับชั้น : มัธยม 6

ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต และปุ๋ยยูเรีย

อุตสาหกรรมปุ๋ย

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม ในอดีตการเพาะปลูกพืชอาศัยความอุดมสมบูรณ์จากธรรมชาติ แต่เมื่อปลูกพืชซ้ำที่เดิมเป็นระยะเวลานาน จะทำให้ธาตุอาหารลดน้อยลงจนพืชไม่สามารถเจริญเติบโตได้เต็มที่ การปรับปรุงดินให้มีคุณภาพเหมาะสมกับการเพาะปลูกจำเป็นต้องใส่ธาตุอาหารเพิ่มเติมลงไปในรูปของปุ๋ย ปุ๋ยแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ ปุ๋ยอนินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่จะได้จากการสังเคราะห์จึงมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ปุ๋ยวิทยาศาสตร์ และปุ๋ยอินทรีย์ ที่ได้จากซากของสิ่งมีชีวิต


ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟต และปุ๋ยยูเรีย

ในประเทศที่มีแหล่งปิโตรเลียมหรือมีอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ส่วนใหญ่จะมีอุตสาหกรรมผลิตปุ๋ยวิทยาศาสตร์ควบคู่ไปด้วย ทั้งนี้เพราะก๊าซปิโตรเลียมซึ่งเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเลียมนั้นใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตปุ๋ยวิทยาศาสตร์ได้

ปุ๋ยวิทยาศาสตร์ที่ผลิตในประเทศไทยซึ่งใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นวัตถุดิบ คือ ปุ๋ยไนโตรเจน ได้แก่ แอมโมเนียมซัลเฟต (มีชื่อเรียกทั่วไปว่า ปุ๋ยขาวหรือปุ๋ยน้ำตาล) และยูเรีย ปุ๋ยสองชนิดนี้เตรียมได้จากปฏิกิริยาระหว่างก๊าซ NH3 กับ H2SO4 และก๊าซ NH3 กับ CO2 ตามลำดับ ดังสมการ

วัตถุดิบที่ใช้เตรียมก๊าซ NH3 คือไนโตรเจน และไฮโดรเจน ไนโตรเจนเตรียมได้จากอากาศซึ่งมีก๊าซไนโตรเจนอยู่ถึงร้อยละ 79 และออกซิเจนร้อยละ 21 โดยนำอากาศมาทำให้อุณหภูมิลดลงมากๆ พร้อมกับเพิ่มความดันจนอากาศกลายเป็นของเหลว ก๊าซไนโตรเจนมีจุดเดือด -195 องศาเซลเซียส ก๊าซออกซิเจนมีจุดเดือด -183 องศาเซลเซียส เมื่อแยกก๊าซ N2 ออกจากอากาศแล้วจึงนำส่วนที่เหลือซึ่งมีก๊าซออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ไปทำปฏิกิริยากับก๊าซมีเทนในสภาวะที่เหมาะสม เพื่อให้ได้ก๊าซไฮโดรเจน โดยมี Ni เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ดังสมการ

หรืออาจใช้ไอน้ำทำปฏิกิริยาโดยตรงกับก๊าซมีเทนดังสมการ

แยกก๊าซ H2 ออกจากก๊าซ CO แล้วจึงนำก๊าซ CO ไปทำปฏิกิริยาต่อกับไอน้ำ ดังสมการ

ก๊าซที่เกิดขึ้นทั้งหมดจะถูกส่งผ่านเข้าในหอคอยที่มีน้ำพ่นลงมา ก๊าซ CO2 จะละลายน้ำกลายเป็นกรด H2CO3 ไหลออกไปพร้อมกับน้ำซึ่งนำไปแยกก๊าซ CO2 ออกได้โดยการลดความดันและเพิ่มอุณหภูมิเพื่อเก็บไว้ใช้ต่อไป ส่วนก๊าซ H2 ไม่ละลายน้ำ จะผ่านออกทางส่วนบนของหอคอยเก็บไว้ใช้ต่อไป

นำก๊าซ N2 และ H2 ที่ผลิตได้มาทำปฏิกิริยากันจะได้ก๊าซ NH3 ดังสมการ



เมื่อนำก๊าซ NH3 ที่ผลิตได้มาทำปฏิกิริยากับก๊าซ CO2 ที่เก็บไว้จะได้ยูเรียดังกล่าวข้างต้น ส่วนการเตรียม H2SO4 นั้น จะใช้กำมะถันเป็นสารตั้งต้น ลองคิดกันว่าทำอย่างไรกำมะถันจึงจะกลายเป็นก๊าซ SO2 ได้

ก๊าซ SO2 ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนจนเกิดเป็นก๊าซ SO3 ดังสมการ



จากการศึกษาสมดุลของปฏิกิริยาพบว่า ภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการเกิดปฏิกิริยา คือ อุณหภูมิ 330 องศาเซลเซียส โดยมีวาเนเดียม (V) ออกไซด์ หรือโลหะแพลทินัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อผ่านก๊าซ SO3 ลงละลายในกรด H2SO4 เข้มข้น (เกือบบริสุทธิ์) จะเกิดการเปลี่ยนแปลงดังสมการ



ผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือ H2S2O7 เรียกว่าโอเลียม เมื่อต้องการให้ได้กรด H2SO4 ก็นำโอเลียมมาละลายน้ำ ทราบหรือไม่ว่าเพราะเหตุใดจึงไม่เตรียม H2SO4 โดยใช้ก๊าซ SO3 ทำปฏิกิริยากับน้ำโดยตรง

เมื่อนำก๊าซ NH3 และกรด H2SO4 มาทำปฏิกิริยากันดังได้กล่าวมาแล้ว จะได้ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตตามต้องการ
แผนภาพแสดงการผลิตปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตและปุ๋ยยูเรีย


ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตและปุ๋ยยูเรีย มีเฉพาะธาตุไนโตรเจนเท่านั้นที่เป็นอาหารของพืช ส่วนปุ๋ยที่มีธาตุฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบนั้น ยังไม่มีโครงการผลิตในประเทศไทย แต่มีโครงการผลิตปุ๋ยที่ให้ธาตุโพแทสเซียมที่เรียกว่า ปุ๋ยโพแทส ทั้งนี้เนื่องจากในหลายบริเวณของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีแหล่งแร่โพแทสเซียมที่สำคัญและปริมาณมากเพียงพอจะนำมาใช้ประโยชน์ได้คุ้มค่ากับการลงทุน ดังนั้น จึงเป็นที่คาดว่าในอนาคตเราคงสามารถผลิตปุ๋ยได้อย่างเพียงพอกับความต้องการของประเทศ





ที่มาข้อมูล : หนังสือเรียนวิชาเคมี เล่ม 6 ว 035 หลักสูตรมัธยมศึกษาตอนปลาย พุทธศักราช 2524 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2533) กระทรวงศึกษาธิการ
จำนวนคนอ่าน 30060 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved