Struktura fosfornog oksida 5. Fosforov oksid: priprema i interakcija

2,39 g / cm³ Termička svojstva T. float. 420 o C (H-oblik), 569 (O-oblik) T. kip. sublimira na 359 (H-oblik) °C Entalpija formiranja -3010,1 kJ / mol Hemijska svojstva Rastvorljivost u vodi reaguje Klasifikacija Reg. CAS broj (P 2 O 5)
(P 4 O 10) Podaci su zasnovani na standardnim uslovima (25°C, 100 kPa) osim ako nije drugačije naznačeno.

Fosfor pentaoksid, također fosfor (V) oksid (fosforni anhidrid, fosfor pentoksid) je neorgansko hemijsko jedinjenje iz klase kiselih oksida sa formulama P 4 O 10 i P 2 O 5.

Struktura

Pare fosfornog (V) oksida imaju sastav P 4 O 10. Čvrsti oksid je sklon polimorfizmu. Postoji u amorfnom staklastom stanju i kristalno. Za kristalno stanje poznate su dvije metastabilne modifikacije fosfornog pentoksida - heksagonalni H-oblik (a = 0,744 nm, = 87 °, razmaci, grupa R3C) i ortorombni O-oblik (a = 0,923 nm, b = 0,718 nm) za kristalno stanje. , c = 0,494 nm , razmaci, grupa Ppat), kao i jedan stabilan ortorombski O-oblik (a = 1,63 nm, b = 0,814 nm, c = 0,526 nm, prostorna grupa Fdd2). Molekule P 4 O 10 (H-oblika) građene su od 4 PO 4 grupe u obliku tetraedra, čije vrhove zauzimaju atomi fosfora, 6 atoma kiseonika se nalaze duž ivica, a 4 - duž trećeg- poretka osa tetraedra. Ova modifikacija lako sublimira (360°C) i aktivno stupa u interakciju s vodom. Druge modifikacije imaju slojevitu polimernu strukturu PO 4 tetraedara kombinovanih u 10-člane (O-oblik) i 6-člane (O"-oblik) prstenove. Ove modifikacije imaju višu temperaturu sublimacije (~ 580°C) i manje su reaktivne. H-oblik se pretvara u O-oblik na 300-360°C.

Svojstva

P 4 O 10 vrlo aktivno stupa u interakciju s vodom (H-oblik apsorbira vodu čak i uz eksploziju), formirajući mješavinu fosfornih kiselina, čiji sastav ovisi o količini vode i drugim uvjetima:

$\backslash \; mathsf\; (P\_4O\_\; (10)\; +\; 6H\_2O\; \backslash \; strelica\; desno\; 4H\_3PO\_4)$

Jakim zagrijavanjem se razlaže na:

$\backslash \; mathsf\; (P\_4O\_\; (10)\; \backslash \; strelica\; desno\; P\_4O\_6\; +\; 2O\_2)$

Takođe je u stanju da izvuče vodu iz drugih jedinjenja, pružajući snažno sredstvo za dehidrataciju:

$\backslash \; mathsf\; (4HNO\_3\; +\; P\_4O\_\; (10)\; \backslash \; strelica\; desno\; 4HPO\_3\; +\; 2N\_2O\_5)$ $\backslash \; mathsf\; (4HClO\_4\; +\; P\_4O\_\; (10)\; \backslash \; strelica\; desno\; (HPO\_3)\; \_4\; +\; 2Cl\_2O\_7)$

Fosfor (V) oksid se široko koristi u organskoj sintezi. Reaguje sa amidima, pretvarajući ih u nitrile:

$\backslash \; mathsf\; (P\_4O\_\; (10)\; +\; RCONH\_2\; \backslash \; strelica\; desno\; P\_4O\_9\; (OH)\; \_2\; +\; RCN)$ $\backslash \; mathsf\; (P\_4O\_\; (10)\; +\; 12RCOOH\; \backslash \; strelica\; desno\; 4H\_3PO\_4\; +\; 6\; (RCO)\; \_2O)$

Fosfor (V) oksid također stupa u interakciju sa alkoholima, eterima, fenolima i drugim organska jedinjenja... Istovremeno, postoji jaz veze P-O-P i formiraju se organofosforna jedinjenja. Reaguje sa NH 3 i sa halogenovodonicima da nastane amonijum fosfat i fosfor oksihalid:

$\backslash \; mathsf\; (P\_4O\_\; (10)\; +\; 8PCl\_3\; +\; O\_2\; \backslash \; strelica\; desno\; 12POCl\_3)$

Napišite recenziju na članak "Fosfor (V) oksid"

Književnost

• Akhmetov N. S. "Opća i neorganska hemija" M.: Viša škola, 2001.
• Remy G. "Kurs neorganske hemije" M.: Strana književnost, 1963.
• F. Cotton, J. Wilkinson "Moderna neorganska hemija" M.: Mir, 1969.
• Zefirov N.S. i sl. v.5 Tri-Yatr // Hemijska enciklopedija. - M.: Velika ruska enciklopedija, 1998.-- 783 str. - ISBN 5-85270-310-9.

Izvod koji karakterizira fosfor (V) oksid

„Šta on radi, merenina krupna“, govorili su o njemu.
Jednom ga je jedan Francuz, kojeg je Tihon uzeo, upucao iz pištolja i pogodio ga u leđa. Ova rana, od koje se Tihon lečio samo votkom, iznutra i spolja, bila je predmet najveselijih šala u celom odredu i šala kojima je Tihon svojevoljno podlegao.
- Šta, brate, nećeš? Ali uvrnuta? - Kozaci su mu se smijali, a Tihon je, namjerno čučeći i praveći grimase, pretvarajući se da je ljut, grdio Francuze najsmješnijim psovkama. Ovaj incident je samo uticao na Tihona da je posle ranjavanja retko dovodio zarobljenike.
Tihon je bio najkorisnija i najhrabrija osoba u stranci. Niko drugi nije otkrio nikakve slučajeve napada, niko ga nije uzeo ili tukao Francuze; i kao rezultat toga, on je bio šala svih kozaka, husara, i sam je svojevoljno podlegao ovom činu. Sada je Tihona poslao Denisov, još noću, u Šamševo da uzme jezik. Ali, ili zato što nije bio zadovoljan jednim Francuzom, ili zato što je prespavao noć, danju se popeo u žbunje, u samo sred Francuza i, kako je video sa Denisove planine, oni su ga otkrili.

Nakon što je još neko vrijeme razgovarao sa esaulom o sutrašnjem napadu, za koji se sada, gledajući blizinu Francuza, činilo da se Denisov konačno odlučio, okrenuo je konja i odjahao nazad.
- Pa, bg "at, tepeg" idemo da se osušimo - rekao je Pitu.
Približavajući se šumskoj stražarnici, Denisov je stao, zavirujući u šumu. Čovek u jakni, cipelama i kazanskom šeširu, sa pištoljem preko ramena i sekirom za pojasom, išao je kroz šumu, između drveća, krupnim, laganim koracima na dugim nogama, sa dugim visećim rukama. Ugledavši Denisova, ovaj čovjek je žurno bacio nešto u žbunje i, skinuvši mokri šešir s opuštenim obodom, pošao je do poglavice. Bio je to Tihon. Njegovo lice, prošarano boginjama i naborano, sa malim uskim očima sijalo je od samozadovoljne zabave. Visoko je podigao glavu i, kao da se suzdržavao od smeha, zagledao se u Denisova.
"Pa, gdje je pg" pao?", rekao je Denisov.
- Gde si bio? Krenuo sam za Francuzima, - odgovorio je Tihon smelo i žurno promuklim, ali melodičnim basom.
- Zašto ste se penjali popodne? Zvijer! Pa, nisi uzeo?..
„Uzeo sam ga“, rekao je Tihon.
- Gdje je on?
- Da, uzeo sam ga prije svega u zoru - nastavio je Tihon, premještajući šire ravne noge, uvijene u batine, - i poveo ga u šumu. Vidim da nije u redu. Mislim, pusti me, uzeću još jedan pažljiviji od čega.
- Vidi, nevaljalo, jeste - rekao je Denisov ezaulu. - Zašto to nisi uradio?
„Ali zašto ga voziti“, prekinuo ga je Tihon ljutito i žurno, „on nije gladan. Zar ne znam koje želite?
- Kakva zver!.. Pa?..
- Otišao sam po drugog, - nastavio je Tihon, - tako sam se uvukao u šumu i otišao u krevet. - Tihon je neočekivano i fleksibilno legao na stomak, zamišljajući im na licima kako je to uradio. "Jedan i budi siguran", nastavio je. - Opljačkam ga na takav način. - Tihon je skočio brzo, lako. - Idemo, kažem, kod pukovnika. Kako zagald. A ima ih četiri. Navalili su na mene sa ražnjevima. Ja ih tako sekirom: da ti, kažu, Hristos je s tobom, - povikao je Tihon mašući rukama i prijeteći mršteći se, otkrivajući grudi.
„Sada smo sa planine videli kako ste tražili potez kroz lokve“, rekao je esaul, suzivši svoje sjajne oči.
Petja je zaista želeo da se smeje, ali je video da se svi suzdržavaju od smeha. Brzo je skrenuo pogled s lica Tihona na lice Esaula i Denisova, ne shvatajući šta sve to znači.
- Kopao si "aka ne zamišljaj", reče Denisov, ljutito se nakašljavši.
Tihon je jednom rukom počeo da češe leđa, a drugom glavu, i odjednom mu se celo lice razvuklo u blistav, glupi osmeh, koji je otkrio nedostatak zuba (zbog čega je dobio nadimak Ščerbati). Denisov se nasmešio, a Petja je prasnula u veseo smeh, čemu se pridružio i sam Tihon.
- Da, potpuno nepravedno - rekao je Tihon. - Loša odeća na njemu, gde ga onda odvesti. Da, i nepristojan čovek, vaša visosti. Zašto, kaže, i ja sam Anaralijanac, neću ići, kaže.
- Kakav zver! - rekao je Denisov. - Moram da pitam...
- Da, pitao sam ga - rekao je Tihon. - Kaže: slabo znanje. Naših je, kaže, mnogo, ali svi su loši; samo, kaže jedno ime. Ahnete, kaže, dobro, sve ćeš povesti “, zaključio je Tihon, veselo i odlučno gledajući Denisovu u oči.
- Evo ja ću sipati one stotine gogova "jačih, bićeš savijen" zvani taj kog "čit", reče Denisov strogo.

Fosfor- element 3. perioda i VA-grupe periodnog sistema, redni broj 15. Elektronska formula atom [10 Ne] 3s 2 3p 3, stabilno oksidaciono stanje u jedinjenjima + V.

Skala oksidacije fosfora:

Elektronegativnost fosfora (2,32) je znatno niža od one tipičnih nemetala i nešto viša od vodonika. Formira različite kiseline, soli i binarna jedinjenja koje sadrže kiseonik, ispoljava nemetalna (kisela) svojstva. Većina fosfata je nerastvorljiva u vodi.

U prirodi - trinaesti u smislu hemijske zastupljenosti, element (šesti među nemetalima), nalazi se samo u hemijski vezanom obliku. Vitalni element.

Nedostatak fosfora u tlu nadoknađuje se unošenjem fosfornih gnojiva - uglavnom superfosfata.

Alotropne modifikacije fosfora

Crveni i bijeli fosfor P... Postoji nekoliko poznatih alotropnih oblika fosfora u slobodnom obliku, a glavni su bijeli fosfor P 4 i crveni fosfor P n. U jednadžbama reakcije, alotropni oblici su predstavljeni kao P (crveno) i P (bel.).

Crveni fosfor se sastoji od polimernih molekula P n različitih dužina. Amorfna, at sobnoj temperaturi polako se pretvara u bijeli fosfor. Kada se zagrije na 416 °C, sublimira (kada se para ohladi, bijeli fosfor se kondenzira). Nerastvorljivo u organskim rastvaračima. Hemijska aktivnost je niža nego kod bijelog fosfora. Svetli na vazduhu samo kada se zagreje.

Koristi se kao reagens (sigurniji od bijelog fosfora) u anorganskoj sintezi, punilo za žarulje sa žarnom niti, komponenta kutije za širenje u proizvodnji šibica. Nije otrovno.

Bijeli fosfor se sastoji od P4 molekula. Mekana kao vosak (rezana nožem). Topi se i ključa bez raspadanja (tačka topljenja 44,14°C, tačka ključanja 287,3°C, p 1,82 g/cm 3). Oksidira na vazduhu (zeleni sjaj u mraku), sa velikom masom moguće je spontano sagorevanje. Pod posebnim uslovima, pretvara se u crveni fosfor. Dobro rastvorimo u benzenu, eterima, ugljen-disulfidu. Ne reaguje sa vodom, čuva se ispod sloja vode. Izuzetno reaktivan. Pokazuje redoks svojstva. Obnavlja plemenite metale iz rastvora njihovih soli.

Koristi se u proizvodnji N 3 R0 4 i crvenog fosfora, kao reagens u organskim sintezama, kao deoksidaciono sredstvo za legure i kao zapaljivo sredstvo. Zapaljeni fosfor treba ugasiti pijeskom (ali ne vodom!). Izuzetno otrovno.

Jednačine najvažnijih reakcija fosfora:

Proizvodnja fosfora u industriji

- redukcija fosforita vrućim koksom (dodaje se pijesak da veže kalcij):

Ca 3 (PO4) 2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 2 R+ 5CO (1000 °C)

Para fosfora se ohladi kako bi se dobio čvrsti bijeli fosfor.

Crveni fosfor se priprema od bijelog fosfora (vidi gore), u zavisnosti od uslova, stepen polimerizacije n (P n) može biti različit.

Jedinjenja fosfora

Fosfin RN 3... Binarno jedinjenje, oksidaciono stanje fosfora je - III. Bezbojni gas neprijatnog mirisa. Molekul ima strukturu nepotpunog tetraedra [: P (H) 3] (sp 3 -hibridizacija). Slabo rastvorljiv u vodi, ne reaguje sa njom (za razliku od NH 3). Snažno redukcijsko sredstvo, gori na zraku, oksidira u HNO 3 (konc.). Pridružuje se HI. Koristi se za sintezu organofosfornih jedinjenja. Jako otrovno.

Jednačine najvažnijih reakcija fosfina:

Unošenje fosfina laboratorije:

CazP2 + 6HCl (dil.) = ZSaSl + 2 RNz

Fosfor (V) oksid P 2 O 5... Kiseli oksid. Bijela, termički stabilna. U čvrstom i gasovitom stanju, P 4 O 10 dimer ima strukturu od četiri tetraedra povezana sa tri vrha (P - O - P). Na vrlo visokim temperaturama monomerizira u P 2 O 5. Postoji i staklasti polimer (P 2 0 5) n. Izuzetno je higroskopan, snažno reaguje sa vodom i alkalijama. Restauriran bijelim fosforom. Odvaja vodu od kiselina koje sadrže kiseonik.

Koristi se kao veoma efikasno sredstvo za dehidrataciju za sušenje čvrstih materija, tečnosti i mešavina gasova, reagens u proizvodnji fosfatnih stakala, katalizator za polimerizaciju alkena. Otrovno.

Jednačine najvažnijih reakcija fosfor-oksida +5:

Primanje: sagorevanje fosfora u višku suvog vazduha.

Fosforna kiselina H 3 PO 4. Okso kiselina. Bijela tvar, higroskopna, krajnji proizvod interakcije P 2 O 5 sa vodom. Molekul ima strukturu iskrivljenog tetraedra [R (O) (OH) 3] (sp 3 -hibridisadijum), sadrži kovalentne σ-veze R - ON i σ, π-veze R = O. Topi se bez raspadanja, raspada se daljim zagrijavanjem. Dobro se otapa u vodi (548 g / 100 g H 2 0). Slaba kiselina u otopini, neutraliziran alkalijama, ne potpuno - amonijačnim hidratom. Reaguje sa tipičnim metalima. Ulazi u reakcije jonske izmjene.

Kvalitativna reakcija je taloženje žutog taloga srebrnog (I) ortofosfata. Koristi se u proizvodnji mineralnih đubriva, za bistrenje saharoze, kao katalizator u organskoj sintezi, kao komponenta antikorozivnih premaza na livenom gvožđu i čeliku.

Jednačine najvažnijih reakcija fosforne kiseline:

Dobivanje fosforne kiseline u industriji:

ključanje fosforitne rude u sumpornoj kiselini:

Ca3 (PO4) 2 + 3H2SO4 (konc.) = 2 N3RO4+ 3CaSO4

Natrijum ortofosfat Na 3 PO 4... Oxosol. Bijela, higroskopna. Topi se bez raspadanja, termički stabilan. Dobro se rastvara u vodi, hidrolizira anjonom, stvara jako alkalnu sredinu u rastvoru. Reaguje u rastvoru sa cinkom i aluminijumom.

Ulazi u reakcije jonske izmjene.

Kvalitativna reakcija na jon PO 4 3-

- formiranje žutog taloga srebrnog ortofosfata (I).

Koristi se za eliminaciju "konstantne" tvrdoće slatke vode, kao komponenta deterdženata i fotorazvijača, kao reagens u sintezi gume. Jednačine najvažnijih reakcija:

Primanje: potpuna neutralizacija N 3 R0 4 sa natrijum hidroksidom ili reakcijom:

Natrijum hidrogen fosfat Na 2 HPO 4... Kiseli oksosol. Bijela, pri umjerenom zagrijavanju se raspada bez topljenja. Dobro se rastvori u vodi, hidrolizovan anjonom. Reaguje sa N 3 R0 4 (konc.), Neutralisan alkalijama. Ulazi u reakcije jonske izmjene.

Kvalitativna reakcija na jon NRO 4 2-- formiranje žutog taloga srebrnog ortofosfata (I).

Koristi se kao emulgator za zgušnjavanje kravljeg mlijeka, komponenta pasterizatora hrane i fotoizbjeljivača.

Jednačine najvažnijih reakcija:

Primanje: nepotpuna neutralizacija N 3 R0 4 sa natrijum hidroksidom u razblaženom rastvoru:

2NaOH + N3RO4 = Na2HPO4 + 2H2O

Natrijum dihidrogen fosfat NaH 2 PO 4... Kiseli oksosol. Bijela, higroskopna. Pri umjerenom zagrijavanju se raspada bez topljenja. Dobro rastvorimo u vodi, anjon N 2 R0 4 podleže reverzibilnoj disocijaciji. Neutralisan alkalijama. Ulazi u reakcije jonske izmjene.

Kvalitativna reakcija na ion N 2 R0 4 - stvaranje žutog taloga srebrnog ortofosfata (1).

Koristi se u proizvodnji stakla, za zaštitu čelika i livenog gvožđa od korozije, kao omekšivač vode.

Jednačine najvažnijih reakcija:

Primanje: nepotpuna neutralizacija H 3 PO 4 kaustičnom sodom:

N3RO4 (konc.) + NaOH (dil.) = NaH2PO4+ H2O

Kalcijum ortofosfat Ca 3 (PO 4) 2- Oksosol. Bijela, vatrostalna, termički stabilna. Nerastvorljivo u vodi. Raspada se koncentrisane kiseline... Dobija se koksom nakon fuzije. Glavna komponenta fosforitnih ruda (apatiti, itd.).

Koristi se za dobijanje fosfora, u proizvodnji fosfornih đubriva (superfosfata), keramike i stakla, istaloženog praha - kao komponenta pasta za zube i polimernih stabilizatora.

Jednačine najvažnijih reakcija:

Fosfatna đubriva

Smjesa Ca (H 2 P0 4) 2 i CaS0 4 naziva se jednostavni superfosfat, Ca (H 2 P0 4) 2 sa dodatkom CaHP0 4 - dvostruki superfosfat, biljke ih lako apsorbuju prilikom hranjenja.

Najvrednije đubrivo su ammophos(sadrže dušik i fosfor) su mješavina soli amonijumove kiseline NH 4 H 2 PO 4 i (NH 4) 2 HPO 4.

Fosfor (V) hlorid PCI5... Binarna veza. Bijela, isparljiva, termički nestabilna. Molekul ima trigonalnu bipiramidnu strukturu (sp 3d hibridizacija). U čvrstom stanju, dimer P 2 Cl 10 jonske strukture RSl 4 + [RSl 6] -. "Puši" u vlažnom vazduhu. Visoko reaktivan, potpuno hidroliziran s vodom, reagira sa alkalijama. Restauriran bijelim fosforom. Koristi se kao agens hlora u organskoj sintezi. Otrovno.

Jednačine najvažnijih reakcija:

Primanje: hlorisanje fosfora.

Fosfor formira veoma veliki broj različitih i. Među njima su najstabilniji fosfor (V) oksid i odgovarajući ortofosforna ili fosforna kiselina H 3 PO 4.

Fosfor (V) oksid, ili fosforni anhidrid R 2 O 5- bijeli prah, bez mirisa. Tipične je prirode. Kada se rastvori u vodi, hidrira se i formira sledeće kiseline:

P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3

P 2 O 5 + 2H 2 O = H 4 P 2 O 7

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4

Kako kiseli oksid R 2 O 5 stupa u interakciju s bazičnim oksidima, na primjer:

P 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O

P 2 O 5 + 3BaO = Ba 3 (PO 4) 2

Kada R 2 O 5 stupa u interakciju sa alkalijama, u zavisnosti od omjera reagensa, mogu nastati ne samo srednji, već i kiseli:

P 2 O 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + H 2 O

P 2 O 5 + 2NaOH + H 2 O = 2NaH 2 PO 4

Iako u P 2 O 5 fosfor ima najveće oksidaciono stanje +5, fosfor (V) oksid ne ispoljava nikakva izražena oksidaciona svojstva, jer je ovo oksidaciono stanje za fosfor vrlo stabilno.

Fosfor (V) oksid je odlično sredstvo za upijanje vode i dehidrataciju. To je osnova za njegovu upotrebu u eksikatorima (posude za sušenje tvari), tokom reakcija dehidracije itd.

Fosforna (ortofosforna) kiselina H 3 PO 4- bezbojna kristalna supstanca, koja se topi na temperaturi od 42°C, vrlo dobro rastvorljiva u vodi. Fosforna kiselina je srednje jačine.

U laboratoriji se dobiva oksidacijom razrijeđenog fosfora.

U industriji se H 3 PO 4 dobija metodom ekstrakcije, tretiranjem prirodnih fosfata sumpornom kiselinom:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4

a takođe i termičkom metodom, redukujući prirodne fosfate u slobodne, koji se zatim spaljuju i nastali R 2 O 5 se rastvara u vodi.

Fosforna kiselina ima sva opšta svojstva kiselina, ali je mnogo slabija od kiselina koje sadrže kiseonik kao što su sumporna kiselina i. Za razliku od ovih kiselina, fosforna kiselina čak nema značajna oksidaciona svojstva, uprkos stabilnosti oksidacionog stanja +5.

Upotreba fosforne kiseline

Osim u proizvodnji đubriva, fosforna kiselina se koristi u proizvodnji reagensa, mnogih organska materija, za proizvodnju katalizatora, za izradu zaštitnih premaza na, u farmaceutskoj industriji itd.

Soli fosforne kiseline

Kao trobazna kiselina, H 3 PO 4 formira tri reda: srednje (normalne) soli - fosfati; kisele soli - hidrogen fosfati i dihidrogen fosfati.

Na primjer, kod neutralizacije fosforne kiseline, ovisno o molarnom omjeru, mogu se javiti sljedeće reakcije:

H 3 PO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O

H 3 PO 4 + 2NaOH = Na 2 HPO 4 + 2H 2 O

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

Većina srednjih soli - fosfata - je nerastvorljiva u vodi. Jedini izuzeci su fosfati i. Mnoge kisele soli fosforne kiseline su lako rastvorljive u vodi, a najrastvorljiviji su dihidrogen fosfati.

Fosfatna đubriva

* slika prikazuje mineral apatit

R 2 O 3 - fosfor (III) oksid

Na običnoj temperaturi - bijela voštana masa sa t.pl. 23,5 "C. Vrlo lako isparava, ima neprijatan miris, veoma je toksičan. Postoji u obliku P 4 O 6 dimera.

Način dobijanja

R 2 O 3 nastaje tokom spore oksidacije fosfora ili tokom njegovog sagorevanja u nedostatku kiseonika:

4P + 3O 2 = 2P 2 O 3

Hemijska svojstva

R 2 O 3 - kiseli oksid

Kao kiseli oksid, u interakciji s vodom, stvara fosfornu kiselinu:

R 2 O 3 + ZN 2 O = 2H 3 PO 3

Ali kada se otopi u vrućoj vodi, dolazi do vrlo burne reakcije disproporcije R 2 O 3:

2R 2 O 3 + 6N 2 O = RN 3 + ZH 3 PO 4

Interakcija P 2 O 3 sa alkalijama dovodi do stvaranja soli fosforne kiseline:

R 2 O 3 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 3 + N 2 O

R 2 O 3 - veoma jak redukcioni agens

1. Oksidacija kiseonikom u vazduhu:

P 2 O 3 + O 2 = P 2 O 5

2. Oksidacija halogenima:

R 2 O 3 + 2Cl 2 + 5N 2 O = 4HCl + 2H 3 PO 4

R 2 O 5 - fosfor (V) oksid

Na uobičajenim temperaturama, to je bijela masa nalik snijegu, bez mirisa, postoji u obliku P 4 O 10 dimera. U kontaktu sa vazduhom, širi se u sirupastu tečnost (HPO 3). P 2 O 5 je najefikasnije sredstvo za sušenje i dehidrataciju. Koristi se za sušenje neisparljivih materija i gasova.

Način dobijanja

Fosforni anhidrid nastaje sagorevanjem fosfora u višku vazduha:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

Hemijska svojstva

R 2 O 5 - tipičan kiseli oksid

Kako kiseli oksid R 2 O 5 djeluje:

a) sa vodom, stvarajući pritom različite kiseline

R 2 O 5 + N 2 O = 2HPO 3 metafosforna

R 2 O 5 + 2N 2 O = N 4 R 2 O 7 pirofosfor (difosfor)

R 2 O 5 + ZN 2 O = 2H 3 PO 4 ortofosforni

b) sa bazičnim oksidima, formirajući fosfate R 2 O 5 + ZVaO = Va 3 (PO 4) 2

R 2 O 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + ZN 2 O

R 2 O 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + N 2 O

R 2 O 5 + 2NaOH = 2NaH 2 PO 4 + N 2 O

R 2 O 5 - sredstvo za dehidrataciju

Fosforni anhidrid oduzima drugim supstancama ne samo higroskopnu vlagu, već i hemijski vezanu vodu. Čak je sposoban da dehidrira okso kiseline:

R 2 O 5 + 2HNO 3 = 2HPO 3 + N 2 O 5

R 2 O 5 + 2HClO 4 = 2HPO 3 + Sl 2 O 7

Ovo se koristi za proizvodnju kiselih anhidrida.

Fosforne kiseline

Fosfor formira samo 2 stabilna oksida, ali veliki broj kiselina, u kojima se nalazi u oksidacionim stanjima +5, +4, +3, +1. Struktura najpoznatijih kiselina izražena je sljedećim formulama

Kao što se vidi iz ovih formula, fosfor u svim slučajevima formira pet kovalentnih veza, tj. ima valenciju jednaku V. Istovremeno se razlikuju oksidaciona stanja fosfora i bazičnost kiselina.

Ortofosforne (fosforne) i ortofosforne (fosforne) kiseline su od najvećeg praktičnog značaja.

H 3 PO 4 - fosforna kiselina

Važna karakteristika fosforne kiseline je zbog strukture njenih molekula. Jedan od 3 atoma vodika vezan je direktno za atom fosfora, stoga nije sposoban za supstituciju atomima metala, zbog čega je ova kiselina dvobazna. Uzimajući ovu činjenicu u obzir, formula za fosfornu kiselinu je napisana na sljedeći način: H 2 [HPO 3]

To je slaba kiselina.

Metode dobijanja

1. Rastvaranje R 2 O 3 u vodi (vidi gore).

2. Hidroliza fosfornih (III) halogenida: PCl 3 + 3H 2 O = H 2 [HPO 3] + 3HCl

3. Oksidacija bijelog fosfora hlorom: 2P + 3Cl 2 + 6H 2 O = 2H 2 [HPO 3] + 6HCl

Fizička svojstva

Na normalnoj temperaturi H 3 PO 3 - bezbojni kristali sa t.pl. 74°C, dobro rastvorljiv u vodi.

Hemijska svojstva

Kiselinske funkcije

Fosforna kiselina ispoljava sva svojstva karakteristična za klasu kiselina: stupa u interakciju s metalima uz oslobađanje H 2; sa metalnim oksidima i alkalijama. U ovom slučaju nastaju jedno- i dvosupstituirani fosfiti, na primjer:

N 2 [NRO 3] + NaOH = NaH + N 2 O

N 2 [NRO 3] + 2NaOH = Na 2 + 2N 2 O

Restorativna svojstva

Kiselina i njene soli su veoma jaka redukciona sredstva; ulaze u redoks reakcije i sa jakim oksidansima (halogeni, H 2 SO 4 konc., K 2 Cr 2 O 2) i sa prilično slabim (npr. redukuju Au, Ag, Pt, Pd iz rastvora svojih soli). .. U ovom slučaju, fosforna kiselina se pretvara u fosfornu kiselinu.

Primjeri reakcija:

H 3 PO 3 + 2AgNO 3 + H 2 O = H 3 PO 4 + 2Ag ↓ + 2HNO 3

H 3 PO 3 + Cl 2 + H 2 O = H 3 PO 4 + 2HCl

Kada se zagrije u vodi, H 3 PO 3 oksidira se u H 3 PO 4 s razvojem vodonika:

H 3 PO 3 + H 2 O = H 3 PO 4 + H 2

Restorativna svojstva

Reakcija disproporcionalnosti

Kada se bezvodna kiselina zagrije, dolazi do disproporcije: 4H 3 PO 3 = 3H 3 PO 4 + PH 3

Fosfiti - soli fosforne kiseline

Dvobazna fosforna kiselina formira dvije vrste soli:

a) monosupstituirani fosfiti (kiselinske soli), u čijim molekulima su atomi metala vezani sa H2PO3 anjonima.

Primjeri: NaH 2 PO 3, Ca (H 2 PO 3)

b) disupstituirani fosfiti (srednje soli), u čijim molekulima su atomi metala povezani sa 2-1 HPO 3 anjona.

Primjeri: Na 2 HPO 3, CaHPO 3.

Većina fosfita je slabo rastvorljiva u vodi, samo su fosfiti alkalnih metala i kalcijuma lako rastvorljivi.

H 3 PO 4 - fosforna kiselina

3-bazna kiselina srednje jačine. Disocijacija se odvija uglavnom kroz 1. fazu:

H 3 PO 4 → H + + H 2 PO 4 -

U 2. i 3. fazi, disocijacija se nastavlja u zanemarljivom stepenu:

N 2 RO 4 - → N + + NRO 4 2-

NRO 4 2- → N + + RO 4 3-

Fizička svojstva

Na uobičajenim temperaturama, bezvodni H 3 PO 4 je providna kristalna supstanca, vrlo higroskopna i topiva (t.t. 42°C). Može se mešati sa vodom u bilo kom odnosu.

Metode dobijanja

Početna sirovina za industrijsku proizvodnju N 3 RO 4 je prirodni fosfat Ca 3 (RO 4) 2:

I. 3-stepena sinteza:

Ca 3 (PO 4) 2 → P → P 2 O 5 → H 3 PO 4

II. Izmjena razlaganja fosforita sa sumpornom kiselinom

Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4 ↓

Kiselina proizvedena ovom metodom kontaminirana je kalcijum sulfatom.

III. Oksidacija fosfora azotnom kiselinom (laboratorijska metoda):

ZR + 5HNO 3 + 2N 2 O = ZN 3 RO 4 + 5NO

Hemijska svojstva

H 3 RO 4 pokazuje sve opšta svojstva kiseline - stupa u interakciju s aktivnim metalima, bazičnim oksidima i bazama, formira amonijeve soli.

Kiselinske funkcije

Primjeri reakcija:

2H 3 PO 4 + 6Na = 2Na 3 PO 4 + 3H2t

2N 3 RO 4 + ZSaO = Sa 3 (RO 4) 2 + ZN 2 O

c) sa alkalijama, formirajući srednje i kisele soli

N 3 RO 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + ZN 2 O

N 3 RO 4 + 2NaOH = Na 2 HPO 4 + 2N 2 O

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

H 3 PO 4 + NH 3 = NH 4 H 2 PO 4

H 3 PO 4 + 2NH 3 = (NH 4) 2 HPO 4

Za razliku od NO 3 - anjona u dušičnoj kiselini, PO 4 3 - anion nema oksidativno djelovanje.

Kvalitativna reakcija na anion PO 4 3-

Reagens za detekciju aniona PO 4 3- (kao i HPO 4 2-, H 2 PO 4 -) je rastvor AgNO 3 čijim se dodatkom formira nerastvorljivi žuti srebro fosfat:

ZAg + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓

Formiranje estera

Esteri nukleozida i fosforne kiseline su strukturni fragmenti prirodnih biopolimera - nukleinskih kiselina.

Fosfatne grupe se takođe nalaze u enzimima i vitaminima.

Fosfati. Fosfatna đubriva.

H 3 PO 4 kao 3-bazna kiselina formira 3 vrste soli koje su od velike praktične važnosti.

Rastvorljive soli fosforne kiseline u vodeni rastvori podvrgnuti hidrolizi.

Fosfati i hidrofosfati kalcijuma i amonijaka koriste se kao fosforna đubriva.

1. Fosfatna stijena - fino mljeveni prirodni kalcijum fosfat Ca 3 (PO 4) 2

2. Jednostavni superfosfat - Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca (H 2 PO 4) 2 + 2CaSO 4

3. Dvostruki superfosfat - Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2

4. Talog - Ca (OH) 2 + H 3 PO 4 = CaHPO 4 + 2H 2 O

5. Amofos - NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4;

2NH 3 + H 3 PO 4 = (NH 4) 2 HPO 4

6. Ammofoska - Ammophos + KNO 3

Definicija i formula fosfor-oksida 5

DEFINICIJA

Fosfor (V) oksid(fosforni anhidrid) u normalnim uslovima predstavlja bijele, vrlo higroskopne (najjače sredstvo za dehidrataciju) kristale (slika 1)

Takođe postoji u amorfnom (pahuljastom) i staklastom stanju. Kada se zagrije, kristalni fosfor (V) oksid sublimira. Topi se samo pod prevelikim pritiskom, pretvara se u lako pokretnu tečnost.

Rice. 1. Fosfor (V) oksid. Izgled.

Daljnjim zagrijavanjem polimerizira, a hlađenjem tekućine nastaje staklast proizvod. Tačka topljenja 422 o C, tačka ključanja 591 o C.

Pokazuje kisela svojstva, snažno reaguje sa vodom i alkalijama.

Hemijska formula fosfor-oksida 5

Hemijska formula fosfor-oksida (V) P 2 O 5. Pokazuje da ovaj molekul sadrži dva atoma fosfora (Ar = 31 amu) i pet atoma kiseonika (Ar = 16 amu). Po hemijskoj formuli možete izračunati molekularnu težinu fosforovog oksida (V):

Mr (P 2 O 5) = 2 × Ar (P) + 5 × Ar (O);

Mr (P 2 O 5) = 2 × 31 + 5 × 16 = 62 + 80 = 142

Grafička (strukturna) formula fosfor-oksida 5

Strukturna (grafička) formula fosfor (V) oksida je više ilustrativna. Pokazuje kako su atomi međusobno povezani unutar molekula (slika 2). Fosfor (V) oksid može biti dimerizovan (odgovara hemijskoj formuli P 4 O 10) i njegovo postojanje u ovom obliku je najpoželjnije.

Rice. 2. Grafička formula fosfor-oksida (V).

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježba	Napišite formulu za jedinjenje natrijuma, fosfora i kiseonika, ako su maseni udjeli elemenata u njemu: ω (Na) = 34,6%, ω (P) = 23,3%, ω (O) = 42,1%.
Rješenje	Maseni udio element X u molekulu sastava HX izračunava se po sljedećoj formuli: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Označimo broj molova elemenata koji čine spoj sa "x" (natrijum), "y" (fosfor), "z" (kiseonik). Tada će molarni omjer izgledati ovako (vrijednosti relativnih atomskih masa, preuzete iz periodnog sistema D.I.Mendelejeva, zaokružit će se na cijele brojeve): x: y: z = ω (Na) / Ar (Na): ω (P) / Ar (P): ω (O) / Ar (O); x: y: z = 34,6 / 23: 23,3 / 31: 42,1 / 16; x: y: z = 1,5: 0,75: 2,63 = 2: 1: 3 To znači da će formula za spoj natrijuma, fosfora i kiseonika imati oblik Na 2 PO 3.
Odgovori	Na 2 PO 3

PRIMJER 2

Vježba	Koja je molekulska formula alkohola ako su maseni omjeri m (C): m (H): m (O) = 3: 1: 4 i relativna molekulska masa Mr = 32?
Rješenje	Kako bi saznali u kakvoj su vezi hemijski elementi u sastavu molekula potrebno je pronaći njihovu količinu supstance. Poznato je da za pronalaženje količine supstance treba koristiti formulu: Nađimo molarne mase ugljika, vodika i kisika (vrijednosti relativnih atomskih masa preuzete iz periodnog sistema D.I.Mendelejeva, zaokružene na cijele brojeve). Poznato je da je M = Mr, što znači M (C) = 12 g / mol, M (H) = 1 g / mol i M (O) = 16 g / mol. Tada je količina supstance ovih elemenata jednaka: n (C) = m (C) / M (C); n (C) = 3/12 = 0,25 mol n (H) = m (H) / M (H); n (H) = 1/1 = 1 mol n (O) = m (O) / M (O); n (O) = 4/16 = 0,25 mol Nađimo molarni omjer: n (C): n (H): n (O) = 0,25: 1: 0,25 = 1: 4: 1, one. formula za alkoholno jedinjenje je CH 3 OH. Ovo je metanol
Odgovori	CH 3 OH