哪些因素影響聚磷酸銨水解
摘要:植物能直接利用的只有正磷酸鹽,而聚磷酸鹽只有水解為正磷酸鹽才能被植物所利用。聚磷酸銨是一種重要的水溶肥原料,它主要由正磷酸鹽,焦磷酸鹽,三聚磷酸鹽和四聚磷酸鹽等組成。聚磷酸鹽的水解主要受溫度、pH、酶、金屬離子等因素的影響。
1、酶對聚磷酸銨水解的影響
聚磷酸銨最初的水解由酶促反應(yīng)控制,土壤中的磷酸酶是焦磷酸鹽水解的關(guān)鍵酶,磷酸酶能極迅速地催化聚磷酸銨的水解,比無酶催化時快106倍以上。聚磷酸鹽在濕潤的土壤中的水解速率高于風干土,在風干土中磷酸酶活性降低了23~40%,聚磷酸鹽的水解降低。酶促反應(yīng)大大降低了反應(yīng)的活化能,增加了反應(yīng)速率,焦磷酸鹽在有酶催化的反應(yīng)中的活化能大大低于無酶催化的反應(yīng)活化能。
2、溫度對聚磷酸銨水解的影響
溫度是影響聚磷酸銨水解的重要因素,溫度越高,聚磷酸鹽水解越快,三聚磷酸鹽在低溫下水解常數(shù)比50℃下的水解常數(shù)高出28倍,在相同pH值條件下,三聚磷酸鹽在高溫下水解時間比常溫快27倍。聚磷酸鹽在高溫環(huán)境下,水解速率常數(shù)低,水解快;在常溫中性環(huán)境中,水解緩慢。聚磷酸銨在土壤中也存在同樣的趨勢,在10℃土壤環(huán)境中的水解速率低于20℃、30℃的土壤,低溫限制了土壤中磷酸鹽的水解。
3、pH對聚磷酸銨水解的影響
聚磷酸銨的水解受pH值影響,pH值越低,聚磷酸鹽水解越快。有研究發(fā)現(xiàn)在相同溫度下,三聚磷酸鹽在酸性環(huán)境中的完全水解所需要的時間要少于中性環(huán)境中水解所需要的時間。在低pH值環(huán)境下,P-O-P鏈與(H3O)+反應(yīng),水解增加;pH值升高,反應(yīng)減緩,水解變慢。此外,pH能影響酶的活性,在一定條件下,酶促反應(yīng)的速率與pH呈相關(guān)性。pH值主要從影響P-O-P鏈與(H3O)+反應(yīng),水解反應(yīng)活化能和酶活性等方面影響聚磷酸鹽的水解,聚磷酸鹽在高溫和低pH值環(huán)境中易水解。
4、金屬離子對聚磷酸銨水解的影響
金屬離子可催化聚磷酸銨水解,水解速率隨金屬離子的強度降低而減小,依次為:K1+<Na1+<Ca2+<Mg2+<Al3+,金屬離子能活化聚磷酸鹽中的磷原子,增加反應(yīng)的活化分子數(shù)。金屬離子影響聚磷酸鹽在溶液中的水解主要有以下幾個原因:
(1)金屬離子影響了聚磷酸鹽的結(jié)構(gòu),從而改變聚磷酸鹽的水解動力學,改變水解反應(yīng)速率。
(2)金屬離子能催化聚磷酸鹽的水解。
(3)有金屬離子存在的溶液中,電解質(zhì)影響氫離子的催化活性,或金屬離子與氫離子競爭形成絡(luò)合物,對聚磷酸鹽的水解產(chǎn)生影響。