ชดการสอนวชาเคม เรอง ธาตและสารประกอบในอตสาหกรรม ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 6

ชดการสอนหนวยท 8 อตสาหกรรมปย

นางสายฝน นวมหนอม

ต าแหนง คร วทยฐานะ ช านาญการ

โรงเรยนขาณวทยา อ าเภอขาณวรลกษบร จงหวดก าแพงเพชร ส านกงานเขตพนทการศกษามธยมศกษา เขต 41

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าน า

ชดการสอนวชาเคม เรอง ธาตและสารประกอบอนนทรยในอตสาหกรรม ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 6 เนอหามงเนนใหนกเรยนใหนกเรยนไดศกษาและปฏบตกจกรรมรวมกนเปนกลม มโอกาสแสดงความคดเหนรวมกน ชวยเหลอซงกนและกนในการแกปญหา อยางเปนระบบ โดยใชกระบวนการทางวทยาศาสตร สรางองคความรใหม รวมทงมจตวทยาศาสตร ตลอดจนเชอมโยงความร และน าความรไปประยกตใช ในชวตประจ าวนได ชดการสอนเลมน มทงหมด 8 หนวย ดงน หนวยท 1 อตสาหกรรมแร 1 หนวยท 2 อตสาหกรรมแร 2 หนวยท 3 แรรตนชาต หนวยท 4 อตสาหกรรมเซรามกส หนวยท 5 หวงโซโซเดยมคลอไรด หนวยท 6 โซดาแอซ หนวยท 7 สารฟอกขาว หนวยท 8 อตสาหกรรมปย หวงเปนอยางยงวา ชดการสอนวชาเคมเลมน จะสามารถชวยครผสอนในการจดการเรยนร ท าใหนกเรยนเกดการเรยนรอยางแทจรงและสงผลตอการพฒนาผลสมฤทธทางการเรยนของนกเรยนโดยสามารถน าความรพนฐานไปใชประโยชนไดจรงและในการศกษาระดบสงตอไป นางสายฝน นวมหนอม

www.kroo

bann

ok.co

m

สารบญ

หนา

ค าชแจงส าหรบนกเรยน.......................................................................................................... ผลการเรยนร........................................................................................................................... จดประสงคการเรยนร............................................................................................................. บตรค าสง............................................................................................................................... บตรกจกรรมท 8..................................................................................................................... เฉลยบตรกจกรรมท 8............................................................................................................. บตรความรท 8....................................................................................................................... บตรงานท 8............................................................................................................................ เฉลยบตรงานท 8..................................................................................................................... แบบฝกหด.............................................................................................................................. เฉลยแบบฝกหด...................................................................................................................... แบบทดสอบ........................................................................................................................... เฉลยแบบทดสอบ................................................................................................................... บรรณานกรม..........................................................................................................................

1 2 2 3 4 6 8

14 16 18 20 22 24 25

www.kroo

bann

ok.co

m

สารบญภาพ

ภาพท หนา 8.1 แสดงขนตอนการผลตปยซปเปอรฟอสเฟตและการก าจด HF............................... 8.2 แผนภาพสารเคมและปฏกรยาทเกยวของกบการผลตปยแอมโมเนยมซลเฟต และปยยเรย................................................................................................................ 8.3 แผนภาพแสดงสารเคมและปฏกรยาทเกยวของกบการผลตปยซปเปอรฟอสเฟต........

11

14 15

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ส าหรบนกเรยน

ชดการสอนวชาเคม เรอง ธาตและสารประกอบอนนทรยในอตสาหกรรม ส าหรบนกเรยนชนมธยมศกษาปท 6 เปนชดการสอนทสงเสรมใหนกเรยนปฏบตกจกรรมรวมกนเปนกลม เพอสรางองคความรและแสดงความคดเหนรวมกน ชดการสอนนจะเปนแนวทางใหกบนกเรยน ดงนนนกเรยนตองปฏบตตามอยางเครงรด ซง มขนตอนในการปฏบตดงน

1. ใหนกเรยนทกคนศกษาและปฏบตตามขนตอนในกจกรรม โดยชดการสอนแตละหนวยมสวนประกอบ ดงน 1.1. ค าชแจงส าหรบนกเรยน 1.2. จดประสงคการเรยนร 1.3. บตรค าสง (บตรสแดง) 1.4. บตรกจกรรม (บตรสฟา) 1.5. เฉลยบตรกจกรรม (บตรสมวง) 1.6. บตรความร (บตรชมพ) 1.7. บตรงาน (บตรเขยว) 1.8. เฉลยบตรงาน (บตรสสม) 1.9. แบบฝกหด (บตรสน าเงน) 1.10. เฉลยแบบฝกหด (บตรสเหลอง) 1.11. แบบทดสอบประจ าหนวย 1.12. เฉลยแบบทดสอบประจ าหนวย

2. เมอท ากจกรรมในแตละกจกรรมเสรจตามเวลาทก าหนดแลวใหตรวจค าตอบทนทโดยดจากเฉลยของแตละกจกรรม

3. ใหนกเรยนท าแบบทดสอบพรอมตรวจสอบค าตอบจากแบบทดสอบประจ าหนวย โดยดจากเฉลยประจ าหนวย

1

www.kroo

bann

ok.co

m

ผลการเรยนร 1 .อธบายหลกการถลงแรหรอการสกดแรโคลมไบต-แทนทาไลต ทงสเตน พลวง เซอรคอน พรอมทงเขยนสมการแดงปฏกรยาทเกดขนได 2. บอกประโยชนของโคลมไบต-แทนทาไลต ทงสเตน พลวง เซอรคอนได 3. อธบายผลกระทบตอสงแวดลอม ทเกดจากอตสาหกรรมปยได 4. สบคนขอมลในชมชนหรอจากแหลงขอมลตาง ๆ เกยวกบกระบวนการผลตและการใชประโยชน การผลตปย รวมทงผลกระทบในดานตาง ๆ ทเกดขน

จดประสงคการเรยนร 1. อธบายวธการผลตปยไนโตรเจน ปยฟอสเฟต และปยโพแทสได

2. สรปหลกการทใชในการผลตปยไนโตรเจน ปยฟอสเฟต และปยโพแทสได 3. ระบผลกระทบทเกดจากการใชปยชนดตาง ๆ ได

2

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง นกเรยนศกษาและปฏบตตามหวขอตอไปน 1.ใหประธานกลมมอบหมายหนาทใหแกสมาชกกลม ดงน

ผควบคมเวลา ท าหนาทรกษาเวลาในการท ากจกรรมเพอใหเสรจ ทนเวลาทกกจกรรม

ผอาน ท าหนาทอานบตรกจกรรม บตรความร และบตรงานใหสมาชก

กลมฟง ตามท ประธานกลมมอบหมายให ผจดบนทก ท าหนาทจดบนทกผลของการท ากจกรรมตาง ๆ ของกลม

2. ประธานกลมน าบตรกจกรรมท 1 มอบใหสมาชกทท าหนาทผอาน อานค าชแจงในบตร กจกรรมใหสมาชกภายในกลมฟง และปฏบตตามค าชแจงในบตรกจกรรมตามหนาท ทไดรบมอบหมาย 3. ประธานกลมตรวจสอบวาสมาชกด าเนนกจกรรมเสรจแลว และเปนไปตามเวลาทก าหนด

ใหน าบตรความรท 1 มอบใหสมาชกทท าหนาทผอาน อานบตรความรใหสมาชกภายในกลมฟง และอภปรายรวมกน พรอมทงตรวจสอบความถกตองของบตรกจกรรมทบนทกไววา

ถกตองตรงกบเนอหาในบตรความรหรอไม ถาผดใหแกไขใหถกตอง 4. ประธานกลมน าบตรงานท 1 มอบใหสมาชกทท าหนาทผอาน อานค าชแจงในบตรงาน สมาชกทเหลอเปนผฟง พรอมทงปฏบตตามชแจงในบตรงานตามหนาททไดรบมอบหมาย เสรจแลวตรวจค าตอบกบเฉลยบตรงาน 5. ประธานกลมแจกแบบฝกหดท 1 ใหสมาชกภายในกลมท าแบบฝกหดเปนรายบคคล เสรจแลวตรวจค าตอบกบเฉลยแบบฝกหด 6. เมอหมดเวลาเรยนเกบอปกรณใสคนซองเดมใหถกตองเรยบรอย สงคนครผสอน

บตรค าสงท 8

อตสาหกรรมปย

3

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหประธานกลมก าหนดหมายเลขของสมาชก และมอบหมายหนาทใหแกสมาชก

ตามหมายเลข ดงน สมาชกหมายเลข 1 และ 2 ท าหนาทใชไมบรรทดขดเสนโยงระหวางประเภทของปยกบสมบต

ของปย เสนโยงจะลากผานตวอกษรทอยระหวางชอง วงกลมรอบตว

อกษรเหลานนจะได 9 ค า และกลมค าทอยตรงกลางวงลอมจะเปน

ค าตอบของค าปรศนา สมาชกหมายเลข 3 และ 4 ท าหนาทตอบค าถาม ขอ 1-5

สมาชกหมายเลข 5 ท าหนาทตรวจสอบความถกตองกบเฉลยบตรกจกรรม

ประเภทของปย สมบตของปย

ปยเคม

ปยเคมทมธาตไนโตรเจน

ในรปของสารประกอบ

ชนดตาง ๆ

ปยอนทรย ปยเคมทใหธาตฟอสฟอรส

ในรปของสารประกอบฟอสเฟต

ปยเดยว ปยเคมทมธาตโพแทสเซยม

เปนองคประกอบ

ปยไนโตรเจน

ปยทเกดจากการผลตหรอสงเคราะหจากแรธาตตางๆ

ปยฟอสเฟต

ปยธรรมชาตทไดจากการเนาเปอยผพงของซากสงมชวต

ปยโพแทส

เปนสารประกอบทมธาต อาหารของพชอยหนงหรอสองธาตเปนองคประกอบ

บตรกจกรรมท 8

อตสาหกรรมปย

NH2CONH2

(NH4)2SO4

K2SO4·2Mg SO4

CaF2.Ca(PO4)2

KNO3

P2O5

KCl และ K2SO4

K2O Ca(H2PO4)2

NaCl SiO2

MgCl2

MgSO4 CaSO4

NH3

NH4Cl

CaF2

H2SO4

CO2 H3PO4

HF

NaNO3 HNO3

MgSiF6

MgO

NaF

Na2CO3

Na2CO3 MgSiF6

4

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหนกเรยนน าค าทวงกลมไวมาตอบค าถามตอไปน

1. ปยไนโตรเจนเปนปยเคมทมธาตไนโตรเจนในรปของสารประกอบชนดตาง ๆ เชน………………

2. ปยฟอสเฟตเปนปยเคมทใหธาตฟอสฟอรสในรปของสารประกอบฟอสเฟต ฟอสเฟตปจจบนใช…………………..เปนวตถดบ มฟอสฟอรสคดเปนปรมาณของ………………………ถงรอยละ 20-40 โดยมวล

3. ปยโพแทสนยมบอกความเขมขนเปนคารอยละโดยมวลของ………………………………. 4. วตถดบในการผลตปยโพแทส เชน…………….. ……………. ………………. 5. ค าปรศนา คอ………………………….

ค าศพททตวอกษรเรยงสลบ ค าศพททถกตอง Pphhsspuaretoe …………………………………............

อตสาหกรรมปย

บตรกจกรรมท 8 (ตอ)

5

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหประธานกลมก าหนดหมายเลขของสมาชก และมอบหมายหนาทใหแกสมาชก

ตามหมายเลข ดงน สมาชกหมายเลข 1 และ 2 ท าหนาทใชไมบรรทดขดเสนโยงระหวางประเภทของปยกบสมบต ของปย เสนโยงจะลากผานตวอกษรทอยระหวางชอง วงกลมรอบตว

อกษรเหลานนจะได 9 ค า และกลมค าทอยตรงกลางวงลอมจะเปน

ค าตอบของค าปรศนา สมาชกหมายเลข 3 และ 4 ท าหนาทตอบค าถาม ขอ 1-5

สมาชกหมายเลข 5 ท าหนาทตรวจสอบความถกตองกบเฉลยบตรกจกรรม

ประเภทของปย สมบตของปย

ปยเคม

ปยเคมทมธาตไนโตรเจน

ในรปของสารประกอบ

ชนดตาง ๆ

ปยอนทรย ปยเคมทใหธาตฟอสฟอรส

ในรปของสารประกอบฟอสเฟต

ปยเดยว ปยเคมทมธาตโพแทสเซยม

เปนองคประกอบ

ปยไนโตรเจน

ปยทเกดจากการผลตหรอสงเคราะหจากแรธาตตางๆ

ปยฟอสเฟต

ปยธรรมชาตทไดจากการเนาเปอยผพงของซากสงมชวต

ปยโพแทส

เปนสารประกอบทมธาต อาหารของพชอยหนงหรอสองธาตเปนองคประกอบ

NH2CONH2

(NH4)2SO4

K2SO4·2Mg SO4

CaF2.Ca(PO4)2

KNO3

P2O5

KCl และ K2SO4

K2O Ca(H2PO4)2

NaCl SiO2

MgCl2

MgSO4 CaSO4

NH3

NH4Cl

CaF2

H2SO4

CO2 H3PO4

HF

NaNO3 HNO3

MgSiF6

MgO

NaF

Na2CO3

Na2CO3 MgSiF6

เฉลยบตรกจกรรมท 8

อตสาหกรรมปย

6

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหนกเรยนน าค าทวงกลมไวมาตอบค าถามตอไปน

1. ปยไนโตรเจนเปนปยเคมทมธาตไนโตรเจนในรปของสารประกอบชนดตาง ๆ เชน (NH4)2SO4

2. ปยฟอสเฟตเปนปยเคมทใหธาตฟอสฟอรสในรปของสารประกอบฟอสเฟต ฟอสเฟตปจจบนใช CaF2.Ca(PO4)2 เปนวตถดบ มฟอสฟอรสคดเปนปรมาณของ P2O5 ถงรอยละ 20-40 โดยมวล

3. ปยโพแทสนยมบอกความเขมขนเปนคารอยละโดยมวลของ K2O

4. วตถดบในการผลตปยโพแทส เชน KNO3 KCl และK2SO4

5. ค าปรศนา คอ Ca(H2PO4)2

ค าศพททตวอกษรเรยงสลบ ค าศพททถกตอง Pphhsspuaretoe ………Superphosphate..........

เฉลยบตรกจกรรมท 8

อตสาหกรรมปย

7

www.kroo

bann

ok.co

m

ปย คอ สารหรอวสดทมธาตอาหารของพช ซงพชตองการใชในการเจรญเตมโต และอยในสภาพทเหมาะสมทจะใสลงไปในดน เพอเพมอาหารของพชใหแกดน ปยแบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1. ปยอนนทรย เปนปยทสวนใหญไดจากการสงเคราะหทางวทยาศาสตรจงเรยกวา ปยวทยาศาสตร เชน ปยแอมโมเนยมคลอไรด ปยยเรย ปยฟอสเฟต 2. ปยอนทรย เปนปยทไดจากซากของสงมชวต เชน ปยคอก ปยหมก ปยพชสด

กระบวนการผลตปยวทยาศาสตร ปยวทยาศาสตร คอ ปยทมสารประกอบทมธาตทจ าเปนแกการเจรญเตบโตของพชเปน องคประกอบอยดวย เชน ธาต N , P ,K และ Ca สวนธาตทมความส าคญตอพชรองลงมา คอ ธาต S, Mg , Fe , Zn , Mn , และ Cu เปนตน ตวอยางปยวทยาศาสตร เชน ปยแอมโมเนยมซลเฟต (NH4)2SO4 , ยเรย (CO(NH2)2 , แคลเซยมฟอสเฟต (Ca3PO4)2 , โพแทสเซยมฟอสเฟต (K3PO4) ปยซปเปอรฟอสเฟต และ ปยโพแทสเซยม

การผลตปยแอมโมเนยซลเฟต หรอ ปยขาว หรอ ปยน าตาล มสตรเคม คอ (NH4)2SO4 วตถดบทใช กาซแอมโมเนย และกรดก ามะถน H2SO4 ปฏกรยาเคม เตรยมไดจากปฏกรยาเคมระหวางกาซแอมโมเนยกบกรดก ามะถน ดงสมการน 2NH3 (g) + H2SO4 (aq) (NH4)2SO4 (s) การเตรยมปยแอมโมเนยมซลเฟต อาจเตรยมไดจาก ปฏกรยาเคมระหวาง แอมโมเนยม คารบอเนต (NH4)2CO3 กบ ยปซม (CaSO4) ดงน (NH4)2CO3 + CaSO4 (NH4)2SO4 (s) + CaCO3 (s) การเตรยมวตถดบทใชเปนสารตงตนในการเตรยมปยแอมโมเนยมซลเฟต การเตรยมกาซแอมโมเนย โดยกระบวนการฮาเบอร เตรยมจากกาซ N2 และ H2 ท าปฏกรยากนโดยใชความดนสงและอณหภมต า และเตมตวเรงปฏกรยา แตในอตสาหกรรมใชอณหภม 500 0C สงปานกลาง

บตรความรท 8

อตสาหกรรมปย

8

www.kroo

bann

ok.co

m

เพอจะเกด NH3 เรวขนดงสมการ N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) + 92 kJ

กาซไนโตรเจนเตรยมไดจากการใชอากาศเหลวมากลนล าดบสวน กาซไนโตรเจนม จดเดอดต ากวากาซออกซเจน จงแยกกาซออกซเจนออกมากอน สวนกาซไนโตรเจนจะถกแยกออกมาทหลง กาซไฮโดรเจนเตรยมจากกาซออกซเจนทแยกออกมาจากอากาศเหลว ท าปฏกรยากบกาซมเทนทมมากในกาซธรรมชาต ดงสมการ 2CH4 (g) + O2 (g) 2CO (g) + 4H2 (g) หรออาจจะใชไอน าท าปฏกรยากบกาซมเทน ดงสมการ CH4 (g) + H2O (g) 2CO (g) + 4H2 (g) น ากาซผสม (CO + H2) ไปท าปฏกรยากบกาซมเทนตอ ดงน CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2

จากนนผานกาซ CO2 (g) และ H2 ลงในน าจะได H2CO3 ดงสมการ CO2 + H2O H2CO3

แยกเอากาซ H2 ออกแลวน าไปเปนวตถดบในการเตรยมกาซ NH3 ตอไป สวนสารละลาย H2CO3 น าไปลดความดนและเพมอณหภมกจะไดกาซ CO2 แยกออกมา และน าไปเตรยมปยยเรยตอไป สามารถเตรยมกรดก ามะถนไดโดยอาศยกระบวนการคอนแทค (Contact process) โดยเตรยมจากการเผา S กบกาซ O2 ในอากาศจะไดกาซ SO2 เผาตอไปจะไดกาซ SO3 ผานกาซทไดลงไปในกรดก ามะถนเขมขนเกอบบรสทธได H2S2O7 (โอเลยม) ดงสมการน S (s) + O2 (g) SO2 (g) 2SO2 (g) + 3O2 (g) 2SO3 + 54 kJ SO3 (g) + H2SO4 (aq) H2S2O7 (aq) ถาตองการกรดก ามะถนกลบคนมาใหน าเอาโอเลยมไปท าปฏกรยากบน า H2SO4 (aq) + H2O (l) 2H2S2O7 (aq)

บตรความรท 8 (ตอ)

อตสาหกรรมปย

9

www.kroo

bann

ok.co

m

การผลตยเรย ปยยเรย หรอ ปยคารบาไบต สตรเคม คอ (NH2)2CO วตถดบทใช คอ กาซแอมโมเนย (NH3) กบกาซคารบอนไดออกไซด (CO2) (กาซทงสองชนดไดจากกระบวนการเตรยมปยแอมโมเนยมซลเฟต) ปฏกรยาเคม เตรยมจากปฏกรยาระหวางกาซแอมโมเนย (NH3) กบกาซคารบอนไดออกไซด (CO2) ดงสมการน 2NH3 (g) + CO2 (g) (NH2)2CO (s) + H2O (l)

การผลตปยฟอสเฟต

ปยฟอสเฟต เปนปยทมธาตฟอสเฟตเปนองคประกอบส าคญ ซงเปนสารอาหารของพชอกธาตหนง ซงใชหนฟอสเฟตเปนวตถดบในการผลต โดยแหลงทพบหนฟอสเฟตในประเทศไทย ทอ าเภอแมทา จงหวดล าพน อ าเภอเกาะคา จงหวดล าปาง และอ าเภอเมอง จงหวดราชบร แตเปนหนฟอสเฟตทละลายน าไดนอยมาก วตถดบทใช หนฟอสเฟต (CaF2 . 3Ca3(PO4)2 ) ขนตอนในการผลต ขนท 1 น าหนฟอสเฟต (CaF2 . 3Ca3(PO4)2 )มาท าปฏกรยากบกรดซลฟวรกเขมขน 4 - 5 mol / dm3 จะเกดปฏกรยาอยางรวดเรวดงน CaF2 . 3Ca3(PO4)2 + 10H2SO4 6H3PO4 + 10CaSO4 + 2HF ขนท 2 น า H3PO4 ไปท าปฏกรยากบหนฟอสเฟตทเหลอจะไดสารประกอบมอนอแคลเซยมฟอสเฟต (ปยซปเปอรฟอสเฟต Ca(H2PO4)2 ซงละลายน าไดด ปฏกรยาจะเกดชา ๆ โดยใชเวลาประมาณ 6 - 25 วนดงสมการ CaF2 . 3Ca3(PO4)2 + 14 H3PO4 10 Ca(H2PO4)2 + 2HF นอกจากน Ca(H2PO4)2 สามารถเตรยมไดจากหนฟอสเฟต ท าปฏกรยากบกรดกรดซลฟรก (H2SO4) ดงสมการ CaF2 . 3Ca3(PO4)2 + 7H2SO4 + 3H2O 3 Ca(H2PO4)2 + 2HF + 7CaSO4

จากสมการขางตนจะพบวาการผลตปยฟอสเฟตจะเกด HF ซงกลายเปนไอไดงายและมความเปนพษ กรด HF บางสวนจะท าปฏกรยากบทราย (SiO2) ทปนอยกบหนฟอสเฟต จะเกดกาซ SF4 ซงสามารถรวมกบน าทนทเปน H2SiF6 แตสวนใหญจะระเหยออกเปนไอ ดงนนในการผลตจงควรมการเกบ HF ทเกดขนโดยผานลงไปในน า ไดสารละลายมสภาพเปนกรด ซงท าใหเปนกลางได

บตรความรท 8 (ตอ)

อตสาหกรรมปย

10

www.kroo

bann

ok.co

m

ดวยการท าปฏกรยากบโซดาแอช (Na2CO3) หรอหนปน เกดปฏกรยาดงน 2HF + Na2CO3 2NaF + H2O + CO2

2HF + CaCO3 2CaF + H2O + CO2

การท าลาย HF ทงการท าปฏกรยากบ SiO2 ได H2SiF6 ซงท าปฏกรยาตอไปกบ MgO ไดแมกนเซยมซลโกฟลออไรด (MgSiF6) ซงสามารถใชเปนยาฆาแมลงได 6HF + SiO2 H2SiF6 + 2H2O H2SiF6 + MgO MgSiF6 + H2O

ภาพท 8.1 แสดงขนตอนการผลตปยซปเปอรฟอสเฟตและการก าจด HF ทมา : สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ. 2554 : 139.

บตรความรท 8 (ตอ)

อตสาหกรรมปย

11

www.kroo

bann

ok.co

m

การผลตปยโพแทส ปยโพแทสคอ ปยเคมทมธาตโพแทสเซยมเปนองคประกอบ ปยชนดนนยมบอกความเขมขนเปนคารอยละโดยมวลของ K2O ในสมยกอนของปยโพแทสไดจากขเถาจากเตาถาน หรอจากการเปากงไมและเศษเหลอของพชประเทศไทยมแหลงแรโพแทสเปนจ านวนมากในภาคตะวนออกเฉยงเหนอ ในรปของแรคานลไลต (KCl.MgCl2.6H2O ) และแรซลวาไนต (KCl.NaCl) ซงใชเปนวตถดบในการผลตปยโพแทสเซยมชนดตางๆ เชน โพแทสเซยมคลอไรด (KCl) โพแทสเซยมซลเฟต (K2SO4) โพแทสเซยมไนเตรต (KNO3) และโพแทสเซยมแมกนเซยมซลเฟต (K2SO4.2MgSO4) ปยโพแทสเซยมคลอไรด ผลตไดจากการน าแรซลวาไนต มาบดใหละเอยดแลวท าใหบรสทธ โดยละลายแรในน าอณหภมประมาณ 900C เตมสารละลาย NaCl อมตวลงไปกรองแยกโคลนและตะกอนออก ระเหยน าเพอใหสารละลายมความเขมขนมากขนจนท าให KCl ตกผลก แยกผลกออกแลวอบใหแหง จะไดปย KCl ตามตองการ นอกจากนยงสามารถผลตปยชนดนจากน าทะเล โดยการละเหยน าทะเลดวยความรอนจากแสงอาทตยเพอใหมความเขมขนสงขน เกลอ NaCl จะตกผลกแยกออกมากอน น าสารละลายทไดไประเหยน าออกเพอท าใหมความเขมขนมากขนท าให KCl ตกผลกออกมาและใชปย KCl ได สวนปยโพแทสเซยมซลเฟต ผลตไดจากการน าแรแลงไบไนต (K2SO4.2MgSO4) มาละลายในน าอณหภมประมาณ 500C จนเปนสารละลายอมตว แลวเตมสารละลาย KCl เขมขนลงไป จะไดผลก K2SO4 แยกออกมาดงสมการ K2SO4.2MgSO4 + 4KCl 2MgCl2 + 3K2SO4 นอกจากนถาน า KCl มาท าปฏกรยากบ NaNO3 จะไดปยโพแทสเซยมไนเตรต (KNO3) ดงสมการ KCl + NaNO3 NaCl + KNO3 โพแทสเซยมเปนธาตอาหารหลกทจ าเปนตอพชมาก ท าใหผนงเซลลของพชหนาขน สรางภมตานทานโรค และเปนตวเรงใหเซลลท างานไดดขน ถาพชขาดโพแทสเซยมจะใหมปรมาณแปงต ากวาปกต ผลผลตลดนอยลง ขอบใบมสซด ล าตนออน แคระแกรนและเมลดลบ

บตรความรท 8 (ตอ)

อตสาหกรรมปย

12

www.kroo

bann

ok.co

m

การผลตปยผสม ปยผสมไดจากการน าปยไนโตรเจน ฟอสเฟตและโพแทสมาผสมรวมกนเพอใหไดสดสวนของธาตอาหารพชตามทตองการ วธการผลตม 2 ลกษณะดงน การผลตในลกษณะเชงผสม เปนวธทใชอยในโรงงานสวนใหญในประเทศ ซงอาจเปนแบบผสมเปนเนอเดยว โดยการน าแมปยและสวนผสมตางๆ มาบดใหเขากนแลวอดเปนเมด ในแตละเมดจะมธาตอาหารตรงตามสตรทตองการ สวนอกแบบหนงคอการน าแมปยและสวนผสมตางๆ มาคลกเคลาใหเขากนหรอน าแมปยทมขนาดเมดใกลเคยงกนมาผสมกน เพอใหไดสตรตามตองการ และอาจมการบดใหละเอยดจนเขากนด ท าใหปยแตละเมดอาจมธาตอาหารแตกตางกน การผลตในลกษณะเชงประกอบ เปนการน าวตถดบทใชในการผลตแมปยมาผสมและใหท าปฏกรยากน เกดเปนสารประกอบตางๆ เพอใหไดปยตามสตรทตองการ ปยวทยาศาสตรมประโยชนตอการเพมผลผลตทางการเกษตรเปนอยางมาก แตถาใชในปรมาณมากและตอเนองเปนเวลานานๆ จะเกดการสะสมของสารเคมในดน ท าใหดนมสภาพเปนกรด ดนแขงและเสอมสภาพจนเปนผลเสยตอการเพาะปลกได การเพาะปลกโดยอนรกษสภาพดนใหคงความสมบรณตามธรรมชาต หรอการท าเกษตรกรรมธรรมชาตจะชวย แกปญหาดงกลาวได จากการศกษาอตสาหกรรมปยและอตสาหกรรมอนๆทไดกลาวมาแลว เปนการน าหลกการทางเคมมาใชพฒนาทรพยากรธรรมชาตใหเกดประโยชนสงสด อยางไรกตามผผลตและผบรโภคจะตองชวยกนระมดระวงไมใหเกดปญหาตอมวลมนษยและสงแวดลอม

บตรความรท 8 (ตอ)

อตสาหกรรมปย

13

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหนกเรยนน าขอความทก าหนดใหเตมลงในชองวาง

ก ำมะถน อำกำศเหลว แกสมเทน SO3 NH3+ H2SO4 N2 NH3 CO2 ยเรย (NH2CONH2) H2 H2CO3

ภาพท 8.2 แผนภาพสารเคมและปฏกรยาทเกยวของกบการผลตปยแอมโมเนยมซลเฟตและปยยเรย

ทมา : สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ.2554. 136

อากาศ

ก ามะถนเหลว

SO2

(NH4)2 SO4

H2S2O7

H2SO4 เขมขน

แอมโมเนยมซลเฟต

O2

N2+ H2 1:3

แกสธรรมชาต

H2

NH3+CO2

ลดอณหภม เพมความดน

แยกล าดบสวน

กระบวนการฮารเบอร

H2SO4 เขมขน

น า

ไอน า

H2 CO

บตรงานท 8

อตสาหกรรมปย

14

เพมอณหภม ลดความดน

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหนกเรยนเตมขอความลงในชองวาง โดยศกษาจากหนงสอเรยนวชาเคม Power point, youtube เกยวกบอตสาหกรรมปย

ภาพท 8.3 แผนภาพแสดงสารเคมและปฏกรยาทเกยวของกบการผลตปยซปเปอรฟอสเฟต ทมา : สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ. 2554. 138. การน าหนฟอสเฟตมาท าปฏกรยากบกรดซลฟวรก จะท าใหไดปยทมคณภาพสงขน ซงมขนตอนการผลตปยฟอสเฟต มดงน ขนแรก น าหน………….ทบดแลวมาท าปฏกรยากบกรด………...ทมความเขมขน 4-5 mol/dm3 ปฏกรยาจะเกดขนอยางรวดเรวไดกรด…………………………….. ขนทสอง กรดฟอสฟอรกทเกดขนจะท าปฏกรยากบ……………..ทเหลอ ปฏกรยาในขนนเกดขน อยางชา ๆ ตองเกบหรอบมไวประมาณ 1 เดอน เพอใหปฏกรยาเกดขนอยางสมบรณ ได………………………………. มอนอแคลเซยมฟอสเฟตหรอ…………………. ละลายน าไดด พชจงสามารถ น าไปใชประโยชนไดอยางเตมท

CaF2·3Ca3(PO4)/2

.....………….

H3PO4 ………….

………

………

CaF2·3Ca3(PO4)2

อตสาหกรรมปย

บตรงานท 8 (ตอ)

15

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหนกเรยนน าขอความทก าหนดใหเตมลงในชองวาง

ก ำมะถน อำกำศเหลว แกสมเทน SO3 NH4+ H2SO4 N2 NH3

CO2 ยเรย(NH2CONH2) H2 H2CO3

อตสาหกรรมปย

เฉลยบตรงานท 8

ก ามะถน อากาศ

ก ามะถนเหลว

SO2

SO3

(NH4)2 SO4

H2S2O7

H2SO4 เขมขน

NH4+ H2SO4

แอมโมเนยมซลเฟต

อากาศเหลว

O2 N2

N2+ H2 1:3

NH3

แกสธรรมชาต

แกสมเทน

H2

NH3+CO2

ยเรย (NH2CONH2)

ลดอณหภม เพมความดน

แยกล าดบสวน

กระบวนการฮารเบอร

H2SO4 เขมขน

น า

ไอน า

H2 CO

16

H2

เพมอณหภม ลดความดน

H2CO3

CO2

www.kroo

bann

ok.co

m

ค าชแจง ใหนกเรยนเตมขอความลงในชองวาง โดยศกษาจากหนงสอเรยนวชาเคม

Power point youtube เกยวกบอตสาหกรรมปย

การน าหนฟอสเฟตมาท าปฏกรยากบกรดซลฟวรก จะท าใหไดปยทมคณภาพสงขน ซงมขนตอนการผลตปยฟอสเฟต มดงน ขนแรก น าหนฟอสเฟตทบดแลวมาท าปฏกรยากบกรดซลฟวรกทมความเขมขน 4-5 mol/dm3 ปฏกรยาจะเกดขนอยางรวดเรวไดกรดฟอสฟอรก (H3PO4) ขนทสอง กรดฟอสฟอรกทเกดขนจะท าปฏกรยากบหนฟอสเฟตทเหลอ ปฏกรยาในขนนเกดขน อยางชา ๆ ตองเกบหรอบมไวประมาณ 1 เดอน เพอใหปฏกรยาเกดขนอยางสมบรณ ไดมอนอแคลเซยมฟอสเฟต (Ca(H2PO4)2

มอนอแคลเซยมฟอสเฟตหรอปยซปเปอรฟอสเฟตละลายน าไดด พชจงสามารถ น าไปใชประโยชนไดอยางเตมท

CaF2·3Ca3(PO4)/2

Ca(H2PO4)2

H3PO4 HF H3PO4

H2SO4

CaF2·3Ca3(PO4)2

อตสาหกรรมปย

เฉลยบตรงานท 8 (ตอ)

17

www.kroo

bann

ok.co

m

แบบฝกหด อตสาหกรรมปย

ตอนท 1 จงน าตวอกษรทางขวามอมาเตมลงในชองวางทางซายมอใหถกตอง 1. ปยทใหรอยละโดยมวลของไนโตรเจนมากทสด ก. H2SO4

2. ปยเดยวหรอแมปย ข. CaCO3

3. วตถดบทใชในการผลตปยแอมโมเนยมซลเฟต ค. Ca(H2PO4)2

4. กรดทเตรยมจากโอเลยม ง. (NH4)2SO4

5. สตรเคมของปยแอมโมเนยมซลเฟต จ. NH3 และ H2SO4

6. สารทใชก าจด HF ฉ. ปยยเรย 7. วตถดบทใชผลตปยแอมโมเนยมซลเฟต และยเรย ช. โพแทสเซยม 8. สตรเคมของปยซปเปอรฟอสเฟต ซ. ก ามะถน อากาศ CH4

9. ปยทใชกรดซลฟวรกเปนวตถดบในการผลต ฌ. ปยแอมโมเนยมซลเฟต 10. ธาตอาหารทพชขาดแลวท าใหใบซด แคระแกรน ปยฟอสเฟต และเมลดลบ ญ. ปยโพแทสเซยมไนเตรต ปยแอมโมเนยมซลเฟต ปยยเรย

18

www.kroo

bann

ok.co

m

แบบฝกหด (ตอ) อตสาหกรรมปย

ตอนท 2 ใหนกเรยนท าเครองหมาย หนาขอความทถกและท าเครอง หมาย หนาขอความทผด 1. ถามการรวของแกส SO4 ออกสบรรยากาศเมอรวมตวกบไอน าท าใหฝนมสภาพ เปนกรด ซงเรยกวา ฝนกรด 2. ในกระบวนการผลตปยซปเปอรฟอสเฟตจะมกรด HF เกดขน ซงระเหยงาย แตไมเปนพษ 3. การผาน HF ลงในน าแลวท าปฏกรยากบ Na2CO3 หรอ CaCO3 จะได NaF หรอ CaF2 ซงเปนสารประกอบประเภทเกลอ 4. สารเคมตาง ๆทปนเปอนในน า เชน สารตะกว ปรอท ฟอสฟอรส นกเกล แคดเมยม 5. น าเสยทมสารอนทรยเจอปน จะท าใหปรมาณ O2 ทละลายอยในแหลงน าเพมขน

6. มลพษทางอากาศ ไดแก แกส SO2 CO CO2 HF ฝนละออง และกลน 7. มลพษทางดน ไดแก สารพษทเปนวสดเหลอทง ตลอดจนตวท าละลายหรอสารเคม ทใชในกระบวนการผลต 8. การใชปยเคมตอเนองเปนเวลานานๆ จะท าใหเกดการสะสมของสารเคมในดน 9. (NH4)2SO4 เมอละลายน าจะมฤทธเปนเบส ท าใหดนบรเวณนนเปนเบสดวย 10. สารประกอบในปยเคมบางนดจะเกดปฏกรยากบสารทเปนองคประกอบในดน เกดเปนสารใหม ซงจะจบตวกนแนน ท าใหดนแขงและเสอมสภาพได

19

www.kroo

bann

ok.co

m

เฉลยแบบฝกหด อตสาหกรรมปย

ตอนท 1 จงน าตวอกษรทางขวามอมาเตมลงในชองวางทางซายมอใหถกตอง ฉ 1. ปยทใหรอยละโดยมวลของไนโตรเจนมากทสด ก. H2SO4

ญ 2. ปยเดยวหรอแมปย ข. CaCO3

จ 3. วตถดบทใชในการผลตปยแอมโมเนยมซลเฟต ค. Ca(H2PO4)2

ก 4. กรดทเตรยมจากโอเลยม ง. (NH4)2SO4

ง 5. สตรเคมของปยแอมโมเนยมซลเฟต จ. NH3 และ H2SO4

ข 6. สารทใชก าจด HF ฉ. ปยยเรย ซ 7. วตถดบทใชผลตปยแอมโมเนยมซลเฟต และยเรย ช. โพแทสเซยม ค 8. สตรเคมของปยซปเปอรฟอสเฟต ซ. ก ามะถน อากาศ CH4

ฌ 9. ปยทใชกรดซลฟวรกเปนวตถดบในการผลต ฌ. ปยแอมโมเนยมซลเฟต ช 10. ธาตอาหารทพชขาดแลวท าใหใบซด แคระแกรน ปยฟอสเฟต และเมลดลบ ญ. ปยโพแทสเซยมไนเตรต ปยแอมโมเนยมซลเฟต ปยยเรย

20

www.kroo

bann

ok.co

m

เฉลยแบบฝกหด (ตอ) อตสาหกรรมปย

ตอนท 2 ใหนกเรยนท าเครองหมาย หนาขอความทถกและท าเครอง หมาย หนาขอความทผด 1. ถามการรวของแกส SO4 ออกสบรรยากาศเมอรวมตวกบไอน าท าใหฝนมสภาพ เปนกรด ซงเรยกวา ฝนกรด 2. ในกระบวนการผลตปยซปเปอรฟอสเฟตจะมกรด HF เกดขน ซงระเหยงาย แตไมเปนพษ 3. การผาน HF ลงในน าแลวท าปฏกรยากบ Na2CO3 หรอ CaCO3 จะได NaF หรอ CaF2 ซงเปนสารประกอบประเภทเกลอ 4. สารเคมตาง ๆทปนเปอนในน า เชน สารตะกว ปรอท ฟอสฟอรส นกเกล แคดเมยม 5. น าเสยทมสารอนทรยเจอปน จะท าใหปรมาณ O2 ทละลายอยในแหลงน าเพมขน

6. มลพษทางอากาศ ไดแก แกส SO2 CO CO2 HF ฝนละออง และกลน 7. มลพษทางดน ไดแก สารพษทเปนวสดเหลอทง ตลอดจนตวท าละลายหรอสารเคม ทใชในกระบวนการผลต 8. การใชปยเคมตอเนองเปนเวลานานๆ จะท าใหเกดการสะสมของสารเคมในดน 9. (NH4)2SO4 เมอละลายน าจะมฤทธเปนเบส ท าใหดนบรเวณนนเปนเบสดวย 10. สารประกอบในปยเคมบางนดจะเกดปฏกรยากบสารทเปนองคประกอบในดน เกดเปนสารใหม ซงจะจบตวกนแนน ท าใหดนแขงและเสอมสภาพได

21

www.kroo

bann

ok.co

m

แบบทดสอบหลงเรยน อตสาหกรรมปย ค าชแจง จงเลอกค าตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยวเทานน 1. ขอใดตอไปนเปนปยวทยาศาสตร ก. ปยน าตาล ข. ปยพชสด ค. ปยหมก ง. ปยมลสตว 2. ขอใดตอไปนหมายถงปยยเรย ก. (NH4)SO4 ข. K3PO4 ค. (NH2)2CO ง. NPK 3. ในการผลตปยยเรยตองเตรยมวตถดบอะไรบาง ก. NH3 + CO2 ข. SO3 + N2 ค. NH3 + SO3 ง. N2 + CO2 4. ปยฟอสเฟตใหธาตอาหารใดแกพช ก. ไนโตรเจน ข. ฟอสฟอรส ค. โปตสเซยม ง. ฟอสเฟต 5. ขอใดตอไปนจ าเปนตอการผลตปยฟอสเฟต ก. หนฟอสเฟต ข. กรดซลฟรกเขมขน ค. กาซแอมโมเนย ง. ขอ ก และ ข. 6. ผลพลอยไดทเกดจากกระบวนการผลตปยฟอสเฟตคออะไร ? ก. ยาฆาแมลง ข. ไนโตรเจนเหลว ค. น าแขงแหง ง. กาซคลอรน 7. ปยยเรยใหแรธาตชนดใดแกพช ก. P ข. N ค. K ง. O 8. โรงงานผลตปยยเรยควรตงอยใกลกบโรงงานในขอใดตอไปน ก. โรงกลนน ามน ค. โรงงานทอผา ข. โรงงานผตกระแสไฟฟา ง. โรงงานแยกกาซธรรมชาต

22

www.kroo

bann

ok.co

m

แบบทดสอบหลงเรยน อตสาหกรรมปย 9. ถา H2SO4 ราคาลดลงกวาปจจบน 50 % ราคาปยชนดใดจะมตนทนการผลตลดลง ก. ปยฟอสเฟต ปยยเรย ค. ปยยเรย ปยแอมโมเนยมซลเฟต ข. ปยแอมโมเนยมซลเฟตปยโพแทส ง. ปยฟอสเฟต ปยแอมโมเนยมซลเฟต 10. ในการผลตปยซปเปอรพอสเฟต จากหนฟอสเฟตจะมสารพษใดเกดขนมาได ก. P2O5 ข. SO2 ค. CO ง. HF

23

www.kroo

bann

ok.co

m

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน อตสาหกรรมปย

1. ก 2. ค 3. ก 4. ข 5. ง 6. ก 7. ข 8. ง 9. ง 10. ง

24

www.kroo

bann

ok.co

m

บรรณานกรม

ชยยทธ ชางสาร และ เลศณรงค ศรพนม. (2543). เคมประยกต. กรงเทพมหานคร : เมดทรายพรนตง. นพนธ ตงคณานรกษ และ คณตา ตงคณานรกษ. 2548. แบบฝกประสบการณ เคมพนฐานและ เพมเตม ชนมธยมศกษาปท 5. กรงเทพมหานคร : แมค. วราภรณ ถรสร และคณะ. (มปป). การใชเกมในการเรยนการสอนวทยาศาสตร ระดบ มธยมศกษา. พมพครงท 1. ปทมธาน : ส านกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลย แหงชาต. วนย วทยาลย. (มปป). เคม ม.6 เลม 2. กรงเทพมหานคร : ฟสกสเซนเตอร. ศรลกษณ ผลวฒนะ และ ประดบ นาคแกว. (มปป). เคมเพมเตม ชวงชนท 4 ม.5 ภาคเรยนท 2. กรงเทพมหานคร : แมค. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. (2547). คมอครสาระการเรยนรพนฐาน และเพมเตม เคมเลม 3. กรงเทพมหานคร : โรงพมพครสภาลาดพราว. . (2547). หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม เคมเลม 3. กรงเทพมหานคร : โรงพมพครสภาลาดพราว. . (2554). คมอคร รายวชาเพมเตม เคม เลม 4 . กรงเทพมหานคร : โรงพมพครสภา ลาดพราว. . (2554). หนงสอเรยนรายวชาเพมเตม เคมเลม 4. กรงเทพมหานคร : โรงพมพ ครสภาลาดพราว. ส าราญ พฤกษสนทร. (มปป).คมอเคม ม.6 เลม 5-6. กรงเทพมหานคร : พฒนาศกษา.

25

www.kroo

bann

ok.co

m