Slaan oor na inhoud
Graad 12 · Chemiese sisteme · Vraestel 2

Die kunsmisnywerheid

Waarom plante N, P en K nodig het, hoe die Haber-, Ostwald- en Kontakproses die grondstowwe maak, hoe om NPK-verhoudings te lees en te bereken, en hoe kunsmisafloop eutrofikasie veroorsaak.

Plantvoedingstowwe

VoedingstofRol in die plant
Stikstof (N)Blaar- en stamgroei; deel van proteïene en chlorofil
Fosfor (P)Wortelgroei, blom, energie-oordrag (ATP)
Kalium (K)Blomme en vrugte, weerstand teen siektes

Plante kry C, H en O uit lug en water. N, P en K word as oplosbare ione uit die grond opgeneem, en intensiewe boerdery verwyder hulle vinniger as wat die natuur hulle vervang — daarom is kunsmis nodig om ’n groeiende bevolking te voed.

Die grondstowwe maak

📖 Haberproses (ammoniak)

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH < 0; ysterkatalisator, ongeveer 450 °C en 200 atm. N₂ kom van fraksionele distillasie van vloeibare lug; H₂ van metaan of steenkool.

📖 Ostwaldproses (salpetersuur)

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (platinumkatalisator)

2NO + O₂ → 2NO₂

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

📖 Kontakproses (swaelsuur)

S + O₂ → SO₂; 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ (V₂O₅-katalisator)

SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (oleum); H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄

SO₃ word nie direk by water gevoeg nie, omdat die reaksie so eksotermies is dat dit ’n suurmis vorm.

Kunsmissoute: NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃ (ammoniumnitraat); 2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ (ammoniumsulfaat); fosfaatrots + H₂SO₄ → superfosfaat; fosforsuur + NH₃ → ammoniumfosfaat.

NPK-verhoudings en persentasies

’n Etiket soos 3 : 2 : 1 (25) beteken die verhouding N : P : K is 3 : 2 : 1 en 25% van die sak se massa is hierdie drie voedingstowwe.

✏️ Uitgewerkte voorbeeld: ’n sak van 50 kg, 3 : 2 : 1 (25)
1Totale voedingstowwe = 25% × 50 kg = 12,5 kg.
2N = 3/6 × 12,5 = 6,25 kg; P = 2/6 × 12,5 = 4,17 kg; K = 1/6 × 12,5 = 2,08 kg.
3Die ander 37,5 kg is vulstof (sand, ens.) wat eweredige strooiing moontlik maak.
✏️ Uitgewerkte voorbeeld: % N in ammoniumnitraat
1M(NH₄NO₃) = 80 g·mol⁻¹; dit bevat 2 N-atome = 28 g.
2% N = 28 ÷ 80 × 100 = 35%.

Eutrofikasie en alternatiewe

Eutrofikasie is die verryking van water met voedingstowwe (veral nitrate en fosfate) wat oormatige groei van alge veroorsaak.

  1. Oortollige kunsmis spoel in riviere en damme in.
  2. Alge groei vinnig (algbloei) en bedek die oppervlak, wat sonlig van waterplante afsny.
  3. Plante en alge gaan dood; bakterieë ontbind hulle en gebruik die opgeloste suurstof op.
  4. Visse en ander waterdiere gaan dood weens ’n gebrek aan suurstof; biodiversiteit daal. Sommige alge produseer ook gifstowwe.

Die impak verminder: gebruik die korrekte hoeveelheid op die regte tyd; moenie voor swaar reën bemes nie; laat bufferstroke plantegroei naby water; gebruik organiese kunsmis (kompos, mis) wat voedingstowwe stadig vrystel.

0/8
Gaan die verduidelikings hierbo na.
Antwoord in jou oefeningboek en maak dan elke memorandum oop om jou werk na te sien.
Vraag 1 · (3 punte)
Noem die primêre voedingstowwe N, P en K en gee EEN funksie van elk in ’n plant.
Wys memorandum
N: blaar-/stamgroei (proteïene, chlorofil) ✓; P: wortelgroei/blom ✓; K: vrug- en blomvorming/siekteweerstand ✓
Vraag 2 · (4 punte)
Skryf gebalanseerde vergelykings vir die drie stappe van die Ostwaldproses.
Wys memorandum
4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O ✓
2NO + O₂ → 2NO₂ ✓
3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO ✓ (balansering ✓)
Vraag 3 · (4 punte)
’n Sak kunsmis van 20 kg is gemerk 2 : 3 : 2 (21). Bereken die massa fosfor in die sak.
Wys memorandum
Voedingstowwe = 21% × 20 = 4,2 kg ✓; P-breuk = 3/7 ✓; m(P) = 3/7 × 4,2 ✓ = 1,8 kg ✓
Vraag 4 · (4 punte)
Verduidelik hoe oormatige gebruik van kunsmis tot die dood van visse in ’n dam kan lei.
Wys memorandum
Afloop dra nitrate/fosfate na die dam ✓; alge vermeerder vinnig (algbloei) ✓; alge en plante gaan dood en word ontbind deur bakterieë wat opgeloste suurstof opgebruik ✓; visse gaan dood weens ’n gebrek aan suurstof ✓.