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Nachweis von Phosphat

Aufgabensammlung zu Phosphat

Arbeitsauftrag

Phosphate als Düngemittel:

Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Herstellung von Superphosphat aus dem in der Natur vorkommenden Phosphorit, Ca3(PO4)2 . Wie wirken sich Säureüberschuss und Säuremangel aus?

  Ca 3 ( PO 4 ) 2 +2 H 2 SO 4 Ca ( H 2 PO 4 ) 2 +2 CaSO 4   Das in der Natur vorkommende Phosphorit, Ca3(PO4)2 , ist ein tertiäres Phosphat und in Wasser praktisch unlöslich. Um es für die Pflanzen verfügbar zu machen, wird es mit Schwefelsäure in das wasserlösliche primäre Calciumdihydrogenphosphat überführt.   Säuremangel: Ca 3 ( PO 4 ) 2 + H 2 SO 4 2 CaHPO 4 + CaSO 4 Säureüberschuss: Ca 3 ( PO 4 ) 2 +3 H 2 SO 4 2 H 3 PO 4 +3 CaSO 4

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Arbeitsauftrag

Seitdem bekannt ist, dass Phosphate in Abwässern zur Eutrophierung (Überdüngung) von Gewässern beitragen, ist deren Verwendung in Waschmitteln stark eingeschränkt bzw. verboten worden. Vor dem Verbot enthielten Waschmittel einen Zusatz "Phosphate" zur Wasserenthärtung, d.h. um Ca2+ und Mg2+ während des Waschvorgangs in Lösung zu halten. Ca3(PO4)2 ist jedoch schwerlöslich! Erklären Sie diesen scheinbaren Widerspruch.

Die Wasserenthärtung erfolgt nicht durch Fällung von tertiärem Calciumphosphat, sondern durch Komplexierung der Calciumionen mit Polyphosphaten. Das damals handelsübliche "Calgon" zum Beispiel enthielt ( H 2 P n O 3n+1 ) n -Anionen als Chelatliganden, die mit höhergeladenen Kationen wie Ca2+ und Mg2+ stabilere Komplexe bilden als Na+ , die wasserlöslich sind.

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Arbeitsauftrag

Phosphate als Waschmittelzusatz: Phosphate werden für die Eutrophierung der Gewässer verantwortlich gemacht. Erklären Sie diese Aussage!

Durch menschliche Aktivität (Landwirtschaft, Waschmittel, ungeklärte Abwässer, industrielle Prozesse) gelangen mehr Phosphate in die Gewässer als auf natürlichem Wege. Dieses Überangebot an dem Nährstoff Phosphor führt zu übermäßigem Wachstum von Algen und Pflanzen. Nach dem Absterben dieser Pflanzen nimmt der Sauerstoffgehalt der betroffenen Gewässer infolge der stattfindenden Zersetzungsprozesse ab und bedroht somit die Lebensgrundlage für Fische und andere Wasserbewohner.

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