NO742959L - - Google Patents

Description

Polymert gjodningsmiddel.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer fremgangsmåter for fremstilling av gjodningspolymerer.

Vanligvis er gjodsel materialer, som inneholder ett eller flere næringstoffer,som er nodvendige for planteveksten. Jo^d er i oyeblikket et dominerende plantevekstmedium og det er vanlig anerkjent at gjodsel betraktes som korrigerende midler for jordsmonnet for å avhjelpe naturlige mangler og/eller erstatte næringsstoffer fjernet ved innhostning av avlingene. Hovedmassen av plantevev omfatter karbon, hydrogen og oksygen. Av mineraler, som finnes i planter og som fåes fra jorden, er de viktigste nitrogen, fosfor og kalium. Gjodsler er forst og fremst kilder til disse primære næringsstoffer. Gjodsler kan også inneholde sekundære næringsstoffer, såsom kalsium, magnium og svovel.

Materialer, som er blitt anvendtv som gjodningstoffer, kan

grovt klassifiseres som: biprodukter og spill fra industrien, naturlige organiske stoffer, naturlige mineraler, raffinerte mineraler og fabrikkerte kjemikalier. Representanter for disse klasser påfores enten direkte jorden som atskilte materialer eller anvendes i forskjellige kombinasjoner for fremstilling av blandingsgjodsler. Enkelte materialer kan tilfore mer enn ett næringstoff, enten det primære, sekundære plantenærings-midlet eller et mikronæringstoff, mens blandingstyper alltid inneholder to eller flere primære næringsstoffer og kan også inneholde andre nodvendige grunnstoffer. Gjodsler anvendes overveiende som faste stoffer, men kan også anvendes som væsker. I U.S.A. er gjodselindustrien forst og fremst en kjemisk indu-stri. Vanlige nitrogengjødsler er ammoniumsulfat, natriumnitrat, kalsiumcyanamid, organiske stoffer, såsom spillmateriale fra konserveringsfabrikker, dyriske avfallsprodukter, fiskeavfall, bomullsfromel, behandlet avfall, kloakkvann og husdyrgjødsel.

I noen tilfeller tilfores vannfri ammoniakk i meget store mengder direkte til jorden.

Nitrogenholdige opplosninger omfatter en meget viktig klasse materialer avledet fra ammoniakk.Under forskjellige handels-navn inneholder disse væsker ca. 37-58% nitrogen og fra l-lo% vann, og har damptrykk opptil ca. lo kg/cm . Ammoniakk er alltid den ene bestanddel. Resten av nitrogenet kommer hovedsakelig fra ammoniumnitrat og/eller urea, selv'om noe ammoniumsulfat og natriumnitrat kan anvendes. Formaldehyd er en viktig komponent til enkelte opplosninger på grunn av det evne til å reagere med urea og å gi polymere forbindelser, som fra landbrukssynspunkt er onskelige som langsomt tilgjengelige plantenæringsstoffer. Nitrogenholde opplosninger står bare tilbake for vannfri ammoniakk i betydning som nitrogenkilde.

i Jordsmonnets kjemi går naturligvis ut over gjodningsstoffer for å gi de rette betingelser for plantevekst. Det er kjent at jordsmonnets sammensetning kan endres betydelig avhengig av den dyrkede avling. Planteveksten fjerner ikke bare mineraler fra jorden, men kan endre jordsmonnets surhet.

Den mest reaksjonsdyktige del av jordsmonnet ligger i kolloidt organisk stoff, lavere silikater og vandige oksyder av jern, aluminium og leilighetsvis mangan og titan. Jordsmonns-kolloidene har en negativ elektrostatisk ladning, som fremkommer ved karboksylgrupper i organiske forbindelser og ved overskudd av negativ ladning av oksygen i silikatstrukturen. Den negative ladning nøytraliseres av ombyttelige kationer, hvilke gir systemer som kalles kolloide elektrolytter. Når disse ombyttelige ioner er hydrogen eller aluminium, virker kolloidene som. en moderat sterk syre. Forskjellige kolloider varierer i . graden av surhet, slik som det fremgår av titreringskurvenes form, som er analoge med formene av kurvene for oppløselige, svake og sterke syrer. Kolloidene er hydrofile og flokkulerer i nærvær av fortynnede saltopplosninger p.g.a. undertrykkelse - av den ladning som utvikles av dissosierte kationer. Flokku-leringen er«reversibel.

Det er kjent at aluminium og jernkolloider finnes i jorden og disse kolloider har assosierte posititve ladninger. Disse ladninger er årsak til fenomener, som betegnes anionbytte, som hovedsakelig har å gjore med fosforkjemien. De vanlige opplose-lige anioner, såsom nitrat, klorid og sulfat, fastholdes bare i mindre grad. Syntetiske organiske jordsmonn-kondisjonerings-midler har langkjedede organiske molekyler med karboksyl-ladninger langs kjeden som reagerer med de positive ladninger på jordpartiklene. Disse, kolloide molekyler kan binde jords-monnpartiklene til aggregater. Naturlig humus i jorden virker på lignende måte, inntil den oksyderes av jordsmonnorganismér.

Vanligvis er jordsmonnets pH-verdi av betydning, og jord med en pH-verdi på 4,3 - 5 regnes som sterk sur og med en pH-verdi på 5 - 6 moderat sur, med en pH-verdi på 6,3 - 6,6 meget svakt sur og med pH 6,7 - 7,3 regnes som noytral og jordsmonn med en !pH-verdi på 8 - 9 er moderat alkalisk og med en pH-verdi på 9 - 11 er meget alkalisk.

Organiske forbindelser av forskjellige typer akkumulerer i jordsmonnet, såsom rester av planteliv og dyreliv i jordsmonnet.

De ustabile forbindelser oksyderes raskt til CC^og I^O ved biokjemiske prosesser, mens de mere stabile forbindelser akkumulerer. Konjugerte ringforbindelser inneholdende grunnstoffene C, H, 0, N, P, S og andre grunnstoffer, akkumulerer i forholdsvis stabile organiske og organometalliske komplekser.

Det er av interesse at oksydasjonspotensialet av godt gjennom-luftet jord er ca. -o,5 volt, mens et sammenpresset jordsmonn kan ligge så hoyt som +o,3o volt. Moderat god luftning 'er et krav til et produktivt jordsmonn.

Ett av hovedformålene med oppfinnelsen er å angi en fremgangsmåte for fremstilling av et polymert gjodningsmiddel.

Ett ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe

en fremgangsmåte for fremstilling av et polymert gjodningsmiddel inneholdende NH , NO og peroksydgrupper.

Ett ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en

ny gjodningpolymer, som kan tjene som nitrogenkilde ved gjodsling, samt som kilder for å tilfore aktivt oksygen til planter, især til plantenes rotter.

For bedre å forstå oppfinnelsens karakter henvises til folgende detaljerte beskrivelse i forbindelse med tegningen, hvor

fig. ler det infrarode spektrum for et middel ifolge oppfinnelsen;og

fig. 2 er det infrarode spektrum for et annet middel ifolge forbindelsen.

Den foreliggende oppfinnelse er konsentrert om utnyttelsen av de bemerkelsesverdige egenskaper at et reaksjonsdyktig metall fremstilt ved fremgangsmåter som er beskrevet i den amerikanske patentansokning Serial No. 211.979.

Det reaksjonsdyktige metall ifolge den foreliggende beskrivelse tilsvarer den katalytiske elektrode som er beskrevet i oven-nevnte patentansokning.

Vanligvis fremstilles et reaksjonsdyktig metall ved å bringe

eb meget rent metall i nærvær av en hydrogenkilde i beroring av et metall som. kan danne et hydrid. Hydrogenionkilden kan være en uorganisk syre, såsom saltsyre eller bromhydrogensyre eller lignende, eller en organisk syre, såsom citronsyre eller eddiksyre eller lignende. Reaksjonsdyktig aluminium i en alkaliopplosning,såsom vann og natriumhydroksyd, tjener .

som hydrogenionkilde for dannelse av et annet reaksjonsdyktig metall.

Det forste metall for dannelse av det reaksjondyktige metall

kan velges fra gruppen av grunnstoffer innbefattende mangan, kadmium, magnium, sink og aluminium. Selv om mange andre grunnstoffer ér tilfredsstillende, foretrekkes de nevnte grunnstoffer av okonomiske grunner. Særlig er mangan og aluminium mer fordelaktige enn andre egnede grunnstoffer.

Det andre metall for dannelse av det reaksjonsdyktige metall

kan være et grunnstoff eller en legering. Fortrinnsvis er metallet gallium eller indium eller en legering av de to eller kvikksolv. En onskelig egenskap ved det andre metall er at det er blott og smidig og fortrinnsvis en væske, for å muliggjore hurtig inntrengning i det forste metall.

Den alminnelige regel er at et grunnstoff med et atomvolum til-nærmet likt det for hydrogen, foretrekkes til det andre metall.

Vanligvis er aluminium eller et annet metall, som skal gjores reaksjonsdyktig,med en renhet på ca. 99% egnet, men renheter på minst ca. 99,9% foretrekkes. Det vil imidlertid sees, at i visse tilfeller kan avvikelsen fra den ovenfor nevnte begrens-ing tillates uten at det avvikes fra oppfinnelsen. Uttrykkene hoy renhet og urenheter er derfor beslektede uttrykk anvendt i den foreliggende beskrivelse og anvendes for å utelukke materialer j som utviser en merkbar tendens til å forminske graden av hydrogenionabsropsjon i aluminiumet. Tilstedeværelse av visse metaller er fordelaktige og deres anvendelse er ikke utelukket fra den foreliggende oppfinnelse. Ut over visse konsentrasjons-grenser kan selv fordelaktige materialer alikevel forårsake skadelige virkninger. Uttrykket aluminium av hoy renhet skal derfor forstås slik at det ikke inneholder materialer som i vesentlig grad nedsetter hydrogenionabsorpsjonen, uansett om dette innhold refererer til materialer eller til konsentrasjon. Det har således vist seg at visse urenheter påvirker skadelig ... - . reaksjonen mellom kvikksolv og hydrogenionkilden og svekke avgivelsen av ultrafiolett stråling på det riktige energinivå. Disse urenheter nedsetter graden av hydrogenabsorpsjon i aluminium og dannelse av ultrafiolett stråling er avhengig av denne faktor. Disse urenheter er vanligvis grunnstoffer, som:, danner amalgamer med kvikksolv, eller som konkurrer med kvikksolv med hensyn til reaksjon med hydrogenioner. Da disse urenheter vesentlig forminsker hastigheten og graden av absorbsjonen . eller diffusionen av hydrogenioner inne i massen av aluminiumet, nedsetter de utbyttet av den onskede struktur, da dennes vekst avhenger av tilgjengeligheten av store mengder hydrogenioner. Urenhetene vil forårsake spredning, som frembringer hoye tempera-turer og forer til hydrogenionutarming. Noen av disse urenheter er bly, sink, krom, kobber, jern, selv, molybden, nikkel, wolfram, kobolt og grunnstoffene i gruppe I i det periodiske system.

Men visse metaller vil fremme diffusjonen av hydrogenioner (protoner) inne i massen av aluminium. Disse metaller innbefatter, uten at det ligger noen begrensning heri, cesium, vanadin, zirkonium, barium, lantan, hafnium, titan, tallium, palladium og niob. Selv om disse metaller fremmer diffusjonen av hydrogenioner, kan allikevel også ha noen skadelige bivirkninger når de finnes i storre mengder, f.eks. sprer de hydrogenioner noe inne i aluminiumet og kan forårsake lokale reaksjoner som forer til eksoterme, varme steder, som kan bevirke at reaksjones temperatur blir for hoy, og de skal derfor bare anvendes i begrensede mengder, f.eks. opptil ca. o,o5 vekt-% av aluminiumet. Over denne verdi er det fremkomne produkt forholdsvis mindre |stabilt p.g.a. dannelse av overoppvarmede'punkter som skader hydrogeniondiffusjonen.

Et annet metall, som kan finnes i aluminiumet, er.magnium. Fremgangsmåten kan utfores med opptil 5 vekt-% eller mere magnium, men effektiviteten blir langt mindre enn den optimale.

Det er andre metaller som er tilboyelige til å hindre eller hemme diffusjonen av hydrogenionene. Metallene kan anvendes i den hensikt å nedsette hastigheten til reaksjonen når bare hele reaksjonen stadig vedlikeholdes. Atter andre metaller, hvorav ett er kobber, er tilboyelige til å odelegge reaksjonen fullstendig.

Uttrykket aluminium av hoy renhet anvendt i den foreliggende beskrivelse, skal derfor tillegges en betydning i overensstemmelse med de begrensninger som er forklart i det foregående. Under alle omstendigheter kan onskede eller optimale konsentra-sjoner av et gitt metall bestemmes under lignende omstendigheter. En enkel måte for fremstilling av reaksjonsdyktig mangan er å anvende en manganstang med en renhet på 99,9 vekt-% og med en lengde på 7,5 cm og en diameter på 1,2 cm. Manganstangen anbringes på siden i en glasskål og en hydrogenionkilde, såsom 2N syre, f.eks. saltsyre, tilsettes for å dekke manganet. Manganstangen bringes i beroring med et annet metall, såsom gallium, som gis tid til å trenge inn i manganstangen. Mengden av inn-trengt gallium er fortrinnsvis 1-3 vekt-%. Naturligvis kan manganstangen behandles i loddrett stilling, hvis det onskes,

og en stangform er ikke nodvendig. Andre former kan anvendes.

Det er av interesse å bemerke at når inntrengningen i manganstangen skjer, utdrives urenheter i stangen og det antas at det skjer en korngrensevandring med en oppstilling på linje av magnetiske dipoler.

Syrekonsentrasjonen kan spenne over et bredt intervall, også omfattende noytralt vann. Valget av hydrogenionkilde, såsom en syre, avhenger av det produkt som skal dannes og hensynet til urenhetene.

Hvis det dreier seg om aluminium, foretrekkes det å bearbeide aluminiumstangen for reaksjonen ved i det minste delvis å fjerne aluminiumoksydbelegget, som er dannet på overflaten som folge

I av innvirkning av luft og fuktighet. ■ Hvis aluminiumstangen

er befridd for dette belegg, kan varmt vann tjene som hydrogenionkilde, selvom reaksjonstiden er lang. Forovrig kan det være onskelig å begynne med en syre for å fjerne oksydbelegget på aluminiumstangen for å igangsette reaksjonen så hurtig som mulig. Naturligvis kan aluminiumstangen befris mekanisk for belegget med sandpapir eller en fil eller lignende.

Det andre metall til aluminiumstangen kan fortrinnsvis være gallium, en legering av like deler gallium og indium eller kvikksolv.

Den reaksjon som skjer mellom det forste metall, det andre metall og syren gir i begynnelsen anledning til dannelse av store bobler, som stiger til syreoverflaten. Etter litt tid kan det iakttas at i stedet for at det dannes store bobler ved toppen av den forste metallstang, som så brytes fri og stiger opp til overflaten av syren, vil det utgå mange små bobler fra mange deler av den ovre overflaten av stangen. Forekomsten av de tall-rike meget små bobler viser at stangen er i ferd rned å bli omdannet til et reaksjonsdyktig metall ifolge oppfinnelsen.

Vanligvis vil stangen oppta eller absorbere fra o,l til 5 vekt-% . av det andre metallet, avhengig av hvor lenge man lar reaksjonen fortsette. Et intervall fra 2 til 3 vekt-% av det andre metallet er tilfredsstillende til mange anvendelser.

Reaksjonen kan stanses når det er tilstrekkelig vektforokelse

av stangen som folge av absorpsjon av metallet, eller når produksjonen av mange små bobler har fortsatt i en periode på

lo til 15 minutter. Et annet grunnlag er å undersoke stangen med hensyn til hydrolyse av vann ved å neddykke stangen i vann.

Et reaksjonsdyktig metall, som beskrevet, utviser overraskende aktive katalytiske egenskaper, som ikke tidligere eir beskrevet. Det. reaksjonsdyktige metall har en forandret fysikalsk struktur og kan anvendes som aktivator eller initiator. Etter kornopp-retting blir det reaksjonsdyktige metall en åpen matrise hvor korngrensene har ekspandert.

Et reaksjonsdyktig aluminium kan fremstilles med gallium. Aluminiumet,eksempelvis i form av en stang, anbringes i et glass-kår og dekkes med fortynnet saltsyre og den ene enden av aluminiumstangen bringes i beroring med galliumet, som opptas i en mengde på 1 til 3% av aluminiumstangen. Inntrengningen varer fra lo til 15 min. avhengende av hvor godt oksydbelegget på aluminiumstangen er blitt fjernet på berøringspunktet mellom galliumet og aluminiumstangen og av de respektive mengder.

En forholdsvis ren del av aluminiumstangen viser seg ved at det iakttas store bobler som utvikles derved.

Det er ønskelig å dyppe et reaksjondyktig aluminium dannet med gallium i vannfri alkohol umiddelbart etter fullendelsen av fremgangsmåten for å forhindre dannelse av en brunlig forbindelse på aluminiumstangen etterpå.

Aluminiumet., kan inntrenges av kvikksolv i stedet for gallium. Vanligvis kan aluminiumstangen bringes til å flyte i kvikksolv og dekkes med en hydrogenkilde.Aluminiumstangen vil utvise en foroket volumvekt ettersom kvikksolvet trenges inn. Til slutt vil aluminiumstangen synke delvis.. En kvikksolvmasse på ca.

3 - 5% av stangen er egnet for mange formål.

Mengden av det andre metallet i det forste metall kan varieres avhengende av anvendelsen. Hvis en hoy prosentmengde av det andre metallet onskes, vil en hurtig avkjøling av det reaksjonsdyktige metall etter dannelsen vanligvis forhindre utklemning av det andre metallet som folge av en eksoterm reaksjon og gitterutvidelse. Vann eller alkohol er passende til dette formål. I tilfelle hvor man onsker å nedsette mengden av f.eks. kvikksolv fra flere vekt-% til f.eks. o,l vekt~%kan det reaks jonsdyktige metall oppvarmes for. å utklemme kvikksolvet.

Av det ovenstående fremgår det hva som menes med et reaksjonsdyktig metall.

Det reaksjonsdyktige metall, f.eks. aluminium, kan erstatte

den velkjente Ziegler-katalysator for mange reaksjoner for fremstilling av samme eller lignende resultater uten de farer, som står i forbindelsemed Ziegler-katalysatoren, og med storre okonomisk fordel.

Det reaksjonsdyktege metall utviser en opprettet matrise og antas å være i stand til å omdannes, i det minste delvis, til et hydrid med en eller flere valenser og frembringer ioner av det reaksjonsdyktige metall sammen med e~, H~, 0H~, HC^ og 0"~ radikaler avhengende av den væske som er i beroring med det reaksjonsdykte metall. Dessuten kan det fremstilles andre

radikaler, som er hoyaktive.

Visse urenheter, såsom kobber og jern, hindrer dannelse av et reaksjonsdyktig metall og bor unngås i det forste metall. Noen av urenhetene, som hindrer eller fremmer reaksjonen, er anfort i den ovenfor nevnte amerikanske patentansokning. Men små mengder inhibitorer kan tolereres til visse anvendelser.

I alminnelighet kan en gjodningspolymer erholdes ved å kombinere et reaksjonsdyktig. metall med NO -kilde i nærvær av en hydrogenionkilde. NO -kilden kan være salpetersyre, en gass, som er et biprodukt fra en industriell prosess, og som vanligvis anses for å v,ære en forurensning, eller en annen kjent kilde. Hydrogenionkilden for dannelse av gjodningspolymeren kan være vann, en organisk syre, en uorganisk syre eller en mettet alifatisk alkohol. Anvendelsen av en umettet,flytende organisk forbindelse har en tendens til å danne en harpiks som beskrevet i en verserende amerikansk patentansokning. Men det kan være situasjoner hvor det er onskélig å danne en gjodningspolymer bundet til en harpiks for å danne en gjodning som hår sterkt foroket levetid, og langsom frigjorelse av næringsstoffer på grunn av at gjodningsnæringsstoffene er bundet i harpiksstrukturen.

Selv om reaksjondyktige. metaller dannet av mangan, magnium o.l. kan anvendes for dannelse av en gjodningspolymer, foretrekkes det reaksjonsdyktige aluminium.

'Vanligvis ville det forventes at reaksjonen mellom enkel aluminium og salpetersyre ville gi et aluminiumnitrat. Reaksjonen mellom meget rent aluminium og salpetersyre er kjent å være meget .langsom.

Forbehandlingen av aluminiumet for dannelse av et reaksjonsdyktig aluminium, fortrinnsvis med kvikksolv, resulterer i en helt annen reaksjon med salpetersyre. Reaksjonen mellom salpetersyre og det reaksjonsdyktige aluminium forEper faktisk meget hurtig og blir sterkt eksoterm. Hvis reaksjonen får lov til å forlope for hurtig, frigjores NO og unnviker uten å reagere med det reaksjonsdyktige aluminium, og dessuten er det en tendes til å danne et simpelt aluminiumnitrat.

Når det anvendes salpetersyre i prosessen, foretrekkes det å begynne med en fortynnet salpetersyre og bringe denne til å reagere med det reaksjonsdyktige aluminium og deretter tilsette konsentrert salpetersyre for å heve konsentrasjonen av salpetersyren i reaksjonen til ca. 5o%. Det kan benyttes avkjoling for å holde reaksjonstemperaturen under 41°C.

Reaksjonen mellom salpetersyren og" det reaksjonsdyktige aluminium ved en lav pH-verdi antas å være i overensstemmelse med folgende:

Etter at det reaksjonsdyktige aluminium har reagert med salpetersyren tilstrekkelig til å heve pH-verdien til ca. 3,5 til 4, er det en sterk tendens til dannelse av hydrogenperoksydgrupper. Deretter er det en tendens til å danne et aluminiumhydrogenperoksyd, som beskrevet i amerikansk patentansokning nr. 346.772. Reaksjonen på dette punkt antas å være i overensstemmelse med folgende:

En bemerkelsesverdig ting ved ovenstående reaksjoner er at produktene fra ligningene (4) og (7) ikke er eksplosive, men tvert imot er stabile forbindelser.

Det antas at produktene fra ligningene (4) og (7) reagerer med hverandre som folger:

Reaksjonen mellom det reaksjonsdyktige aluminium og salpetersyre frembringer gradvis en moderlut som blir sterkt viskos helt til det punkt hvor den blir sirupaktig. Hvis reaksjonen drives ytterligere ved oppvarming og blanding for å bringe det reaksjonsdyktige aluminium i beroring med flere delere av moderluten, er det en tendens til å danne et aluminiurnnitrid. Aluminiurnnitrid er et verdifullt produkt og kan fremstilles som ovenfor beskrevet, selv om det vil være blandet med de andre erholdte produkter. Tilstedeværelse av aluminiurnnitrid i gjodningspolymeren anses ikke for uonsket.

Innholdet av . aktivt oksygen i gjodningspolymeren anses for å være en avgjort fordel, fordi det gi plantelivet oksygen ved roten og kan sammenlignes med luftning av jorden. Ekstra aktivt oksygen eller hydrogenperoksydgrupper, HC^, kan tilfoyes gjodningspolymeren ved tilsetning av konsentrert hydrogenperoksyd til moderluten som fremkommet i ligning (7). Reaksjonen foregår i lopet av en halv time og 6o min. for loo

ml moderlut blandet med 2o ml hydrogenperoksyd med en konsentrasjon på 5o%. Reaktantene skal ikke omrores og kjoling foretrekkes for å unngå .nedbrytning av reaktantene som folge av den ekso-

I terme reaksjon.

i

• Ytterligere stabilisering av gjodningspolymeren etter hydrogenperoksyd kan oppnås ved tilsetning av 5 - lo vekt-% ammoniakk. Reaksjonen-er:

Den tilsatte ammoniakk blir en del av forbindelsen etter en tid,

og deretter kjennes ingen lukt av ammoniakk.

En sammenligning mellom sammensetningen av gjodningspolymeren fremkommet i tre trinn, nemlig for ligning (4), ligning (8)

og etter tilsetning av hydrogenperoksydgrupper er vist i tabell 1. ■ .

Tabellen viser analyse på forskjellige stadier i vekt-%.

Av tabell 1 kan ses at gjodningspolymeren fremkommet på forskjel-.lige stadier utviser et meget hoyt nitrogeninnhold, som er

godt egnet til gjodsling av planter. Tilsetningen av hydrogenperoksydgrupper foroker H^C^-innholdet mere enn tre ganger ifolge analysen i tabell 1.

Gjodningspolymerene på trinn 2 og 3 har forskjellige fysiske utseende. Vanligvis er en gjodningspolymer, som er blitt beriket med hydrogenperoksydgrupper, tilboyelig til å være en klar, oljeaktig opplosning som storkner til et vannklart fast stoff. På den annen side storkner en gjodningspolymer med overveiende NH til et hvitt fast stoff.<[->

Gjodningspolymerens pH-verdi er vanligvis 5,5 - 6,2, fortrinnsvis 6,o, og anses for egnet til de fleste planter. Naturligvis kan gjodningspolymerens pH-verdi forokes ved tilsetning av andre kjemikalier. Ved en pH-verdi over 6,8 kan det avgis ammoniakk. Styringen av pH-verdien under reaksjonstrinnene, som danner gjodningspolymeren, gir en fremgangsmåte til styring av reaksjonen og settes lett i relasjon til analysen i vekt-%, som angitt i tabellen. Det kan fremstilles andre tabeller ved enkle forsok for å innstille reaksjonen slik at det fåes en gjodningspolymer med onsket sammensetning.

I noen -tilfeller kan det være onsket å berike gjodningspolymeren med CO^. Noen planter, krever karbondioksyd '. ved rottene .som en del av livskretslopet. Gjodningspolymeren kan berikes med CO X ved å ho ble CO xeller karbonoksyd eller karbondioksyd gjennom en opplosning av gjodningspolymeren. En annen metode.er å . sette en CO X-kilde, såsom karbonsyre eller lignende til gjodningspolymeren. CO danner ved hver av disse fremgangsmåter en del av gjodningspolymerens struktur og er deretter tilgjengelig som næringsstoff for plantene.

Gjodningspolymeren kan fremstilles ved å boble NO gjennom

x en hydrogenionkilde, såsom vann eller en mettet alifatisk organisk væske, såsom etylalkohol. N0y skal innfores slik at boblene, som er dannet i væsken, kommer i beroringmed det reaksjonsdyktige metall. Det foretrekkes å anvende et reaksjonsdyktig aluminium fremstilt med kvikksolv. Reaksjonen for vann, nitrogendioksyd og et reaksjonsdyktig aluminium antas å være i overensstemmelse med folgende:

Der ser ut til at ammoniakk fremstilles hvor NO er i beroring med det reaksjonsdyktige aluminium, og på andre steder fremstilles aluminiumhydrgenperoksyd. Til sist fåes produktet fra ligning (8). Gjodningspolymeren som er fremkommet med NO X!-gass, kan berikes med hydrogenperoksydgrupper eller ammoniakk eller CO eller en kombinasjon derav.

jvanligvis kan en berikelse av gjodningspolymeren med en hydrogenperoksydgrupper oppnås uten anvendelse av, 'hydrogenperoksyd ved

å benytte eh kilde> til aktivt oksygen, såsom ozon.

Det antas at tilsetning av CO fil gjodningspolymeren også foroker hydrgenperoksydgruppene. Anvendelsen av andre oksygen-kilder innbefatter oksygen eller organiske peroksyder, som beskrevet i de foran nevnte amerikanske patentansokninger. Dessuten kan berikelsen oppnås med H9S eller S0_ weller SO

i alminnelighet eller PO^.Berikelsesprosessen vil innfore grunnstoffer i gjodningspolymeren, som finnes i den anvendte kilde.

Tabell 2 illustrerer en analyse av prover i vekt-%, som viser noen mulige variasjoner, som kan oppnås i gjodningspolymerens sammensetning.

Gjodningspolymeren kan tilfores jorden enten i fast form eller

ved å sproyte en opplosning av gjodningspolymeren. Det antas at gjodningspolymeren kan fremstilles billig med en . besparelse av en storrelse som tåler sammenligning med gjodninger.

Variasjoner i sammensetningen av gjodningspolymeren kan oppnås

ved fremstillingen, f.eks. ved å variere konsentrasjonen av salpetersyren som brukes. Anvendelsen av en fortynnet salpetersyre er tilboyelig til å foroke NH^-gruppene. Metallkomponenten i gjodningspolymeren kan også forokes ved fortsatt reaksjon med det reaksjondyktige metall etterat gjodningspolymeren er blitt dannet.

i Spesielt er det reaksjonsdyktige mangan tilboyelig til å frem-bringe en gjodningspolymer av dårligere kvalitet, slik som tilfellet også er med et reaksjonsdyktig aluminium fremstilt med gallium eller en legering av gallium og indium. Det er mulig at aktiviteten til noen av de reaksjonsdyktige metaller er for hoy og er tilboyelig til å nedbryte strukturen av den forbindelse som dannes. Til reakjsonsdyktige metaller, som frembringer dårlige gjodningspolymerer,.slik som dette bestemmes ved analyse av disse, skal prosessen utfores slik at man forminsker aktiviteten til det reaksjonsdyktige metall. Dette kan oppnås ved å mette det reaksjonsdyktige metall med den inntrengte metall eller ved å avkjole reaktantene eller ved å anvende en fortynnet syre'eller en kombinasjon derav.

Fig. 1 og 2 viser de infrarode kurver for to gjodningspolymerer med forskjellige sammensetninger på basis av analysen i vekt-%. Absorpsjonen i området ved ca. 3. 4oo cm-''' kan tilskrives tilstedeværelse av' hydroksygrupper eller NH -grupper. De infrarode spektra bekrefter at gjodningspolymeren ikke er en blanding, men en hittil ukjent forbindelse;

Absorpsjonen ved 1.6oo cm"''" bekrefter tilstedeværelse av NH0,

-1

fordi 1.62o cm er deformeringen av NH9, mens N-H-strekning

-1 ligger ved 3.4oo cm . Absorpsjonen ved 82o cm skyldes 0 .

EKSEMPEL 1

Det fremstilles en gjodningspolymer ved å fortynne loo g konsentrert salpetersyre med loo g vann og bringe den fortynnede salpetersyre til å reagere med en lo g stang av reaksjonsdyktig aluminium, fremstilt med kvikksolv og med et kvikksolvinnhold på ca. 3 vekt-%.Reaksjonen skal, i det minste, være vannkjolt for å holde temperaturen under 41°C. Reaksjonen får lov til å fortsette inntil pH-verdien er minst ca. 5, for å gi mulighet til dannelse av aluminiumhydrogenperoksyd, som er vesentlig ved dannelse av gjodningspolymeren. Moderluten avdekanteres, da den er gjodningspolymeren.

EKSEMPEL 2

loo ml av moderluten fremstilt- i eksempel 1 blandes med ,2o ml - hydrogenperoksyd med en konsentrasjon på 5o% og får lov til å reagere i 3o - 6o min.Det foretrekkes å ikke omrore reaktan-tenen og å innrette avkjoling for å unngå nedbrytning av den konsentrerte hydrogenperoksyd.

EKSEMPEL 3 --'

x Den med hydrogenperoksyd berikede gjodningspolymer fra eksempel 2 blandes med 5 - lo ml ammoniakk for å stabilisere peroksyd-gruppene og berike gjodningspolymeren med ytterligere NH .

EKSEMP EL 4

Moderluten fra eksempel 1 bringes til å reagere med det reaksjonsdyktige aluminium og CC^bobles gjennom moderluten for å få

en gjodningspolymer beriket med karbondioksyd og hydrogenperoksydgrupper .

EKSEMPEL 5

Eksempel 4 gjentas under anvendelse av karbonoksyd for dannelse av en gjodningspolymer beriket med CO .

EKSEMPEL 6

Eksempel 4 gjentas med unntagelse av at S02eller en PO^-kilde anvendes i stedet for karbondioksyd.

I EKSEMPEL 7

i

Moderluten fra eksempel 1 dekanteres fra og lo g oksalsyre tilsettes loo ml av moderluten for å berike den fremstilte gjodningspolymer med hydrogenperoksydgrupper.

EKSEMPEL 8

Eksempel 7 gjentas med unntagelse av at det anvendes karbonsyre

i stedet for oksalsyre.

EKSEMPEL 9

En gjodningspolymer med forholdsvis lav NH -innhold kan fremstilles ved reaksjon mellom 2oo ml vann og 2o ml konsentrert salpetersyre og en reaksjonsdyktig aluminiumstang på ca. loo g.

EKSEMPEL lo

En gjodningspolymer fremstilles ved å anbringe en loo g reaksjonsdyktig aluminiumstang under vann og innfore NO -gass i vannet, slik at boblene kommer i beroring med' det reaksjonsdyktige aluminium. Reaktantene skal i blandt blandes for å fremme reaksjonen mellom de forskjellige erholdte kjemiske forbindelser.

EKSEMPEL 11

Moderluten fra eksempel lo kan berikes på enhver av de måter

som er beskrevet i eksempel 2 - 8.

• EKSEMPEL 12

Eksempel lo gjentas med unntagelse av at det anvendes etylalkohol i stedet for vann.

EKSEMPEL 13

Eksempel lo gjentas med unntagelse av at det anvendes metyl-alkohol i stedet for vann.

EKSEMPEL 14

Enhver av de ovenfor nevnte gjodningspolymerer kan anvendes til å gjodsle salat, pepper, geraniumblomster, roser eller pæretrær ved å tilfore dem til jorden i nærheten av plantens rotter med en vandig opplosning inneholdende ca. 5 vekt-% av gjodningspolymeren. Det er fordelaktig å ettervanne for å hjelpe til med

i å fore gjodningspolymeren ned til plantens rotter.

EKSE MPEL 15

En gjodningspolymer kan fremstilles ved å overdekke flere reaksjonsdyktige aluminiumstenger med vann og boble vesentlige mengder luft gjennom vannet, slik..at et betydelig antall bobler rammer stengene.Den erholdte gjodningspolymer har et forholdsvis lavt nitrogeninnhold.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en gjodningspolymer; karakterisert ved at det fremstilles et reaksjonsdyktig metall ved å inntrenge et meget rent metall i nærvær av hydrogenioner med et annet metall som har et atomvolum i nærheten av atomvolumet til hydrogen og deretter bringe det reaksjondyktige metall til å reagere med en hydrogenkilde -.og minst én representant for gruppen av gjodningsstof f er . bestående av NO -kilder, CO -kilder, SO -kilder og PO -kilder.- x 'x 'x y x

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at det meget rene metall er aluminium, metallet er kvikksolv og hydrogenionkilden og NO -kilden er salpetersyre.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at hydrogenionkilden er en uorganisk syre.

4. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at hydrogenionkilden er en mettet alifatisk organisk væske.

5. Fremgangsmåte ifolge krav 4, karakterisert ved at hydrogenionkilden er en alkohol.

6. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at moderluten,som er fremkommet ved at reaksjonen dekanteres og det settes hydrogenperoksyd til moderluten for å j få en gjodningspolymer beriket med hydrogenperoksyd.

7. Fremgangsmåte ifolge krav 6, karakterisert ved at det settes ammoniakk til den med hydrogenperpksyd berikede gjodningspolymer med henblikk på stabilisering.

8. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at moderluten dekanteres og det tilsettes ammoniakk til moderluten for å danne en gjodningspolymer beriket med NHX *

9. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at moderluten dekanteres og det innfores en kilde til aktivt oksygen i moderluten.

10 . Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ve d . at det innfores en CO « X-kilde i moderluten og blandingen bringes til å reagere med det reaksjonsdyktige metall.

11. Fremgangsmåte ifolge krav lo, karakterisert ved at CO -kilden er karbondioksyd.

12. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at moderluten dekanteres og anvendes for gjodsling av planter.

13. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere reageres med en hydroksylionkilde.