Научный руководитель: Е.О. Анохин, СУНЦ МГУ
Фосфат магния-аммония, также известный как струвит, является важным соединением, обладающим довольно интересными свойствами. Он находит широкое применение в различных отраслях, включая сельское хозяйство и производственные технологии. В последние годы интерес к фосфатам магния-аммония значительно возрос, особенно в контексте поиска эффективных и экологически безопасных удобрений. Несмотря на то, что данное вещество встречается в природе в виде редкого минерала струвита, необходимо оптимизировать методику синтеза для получения вещества в промышленных масштабах. Актуальность данной работы обусловлена тем, что фосфат магния-аммония можно использовать в качестве удобрения, реакцию его получения — для очистки сточных вод от аммиака и фосфатов.
Цель данной работы – развить практические навыки при работе в химической лаборатории, постановка синтеза NH4MgPO4*6H2O и последующее определение выхода продукта.
Фосфат магния-аммония – это двойная соль, представляющая собой белые, нерастворимые в воде кристаллы, которые выпадают при смешении водных растворов хлорида магния и гидрофосфата натрия в избытке водного раствора аммиака виде гексагидрата при pH от 8 до 9. После смешивания растворов выпадает белый осадок, который фильтруется на вакуумном фильтре. Процесс осаждения лучше проводить при охлаждении для более количественного осаждения. Также для уменьшения растворимости продукта можно дополнительно осаждать при высаливании.
Гексагидрат фосфата магния-аммония является стабильным на воздухе соединением. При нагревании до температуры 100˚С происходит отщепление пяти молекул воды с образованием NH4MgPO4*H2O. При нагревании до 140 ˚С происходит полная дегидратация, а при дальнейшем нагревании до 250 ˚С образуется пирофосфат магния (Mg2P2O7). Данную реакцию можно определить по уменьшению массы и конденсированию паров воды.
Реакция образования фосфата магния-аммония является качественной реакцией на катионы магния. Вещество можно использовать в качестве удобрения, так как вещество содержит в своем составе фосфор, магний и азот в усваиваемой для растений форме. Кроме того, реакцию образования фосфата магния аммония можно использовать для очистки сточных вод от аммиака и фосфатов, благодаря низкому произведению растворимости и хорошей осаждаемой при соблюдении определенных условий. Аммиак образуется из мочевины, которая попадает в сточные воды с ферм или очистных сооружений. Фосфаты содержатся в мылах и моющих средствах.
Однако образование фосфата магния-аммония в системе очистки сточных вод несет за собой экономический ущерб. При образовании струвита в трубах может происходить их закупорка, поэтому для очистки используют различные чистящие средства, на основе кислот.
Список литературы
- YingHao Liu, Sanjay Kumar, Jung-Hoon Kwagb, ChangSix Ra Magnesium ammonium phosphate formation, recovery and its application as valuable resources: a review // J Chem Technol Biotechnol. — 2013. — №88. — С. 181–189.
- Demeestere, E. Smet, H. Van Langenhove & Z. Galbacs Optimalisation of Magnesium Ammonium Phosphate Precipitation and its Applicability to the Removal of Ammonium // Environmental Technology. — 2015. — С. 1419-1428.
- Shigeru Sugiyama, Masahiko Yokoyama, Hisaaki Ishizuka, Ken-Ichiro Sotowa, Tahei Tomida, Naoya Shigemoto Removal of aqueous ammonium with magnesium phosphates obtained from the ammonium-elimination of magnesium ammonium phosphate // Journal of Colloid and Interface Sciencel . — 2005. — №292.