Struktura e oksidit të fosforit 5. Oksidi i fosforit: përgatitja dhe ndërveprimi

2,39 g / cm³ Vetitë termike T. noton. 420 o C (formë H), 569 (formë O) T. kip. sublimohet në 359 (formë H) ° C Entalpia e formimit -3010.1 kJ / mol Vetitë kimike Tretshmëria në ujë reagon Klasifikimi Reg. Numri CAS (P 2 O 5)
(P 4 O 10) Të dhënat bazohen në kushtet standarde (25 ° C, 100 kPa) përveç nëse shënohet ndryshe.

Pentaoksidi i fosforit, gjithashtu oksidi i fosforit (V). (anhidridi fosforik, pentoksidi i fosforit) është një përbërje kimike inorganike e klasës së oksideve të acidit me formula P 4 O 10 dhe P 2 O 5.

Struktura

Avujt e oksidit të fosforit (V) kanë përbërjen P 4 O 10. Oksidi i ngurtë është i prirur ndaj polimorfizmit. Ekziston në një gjendje qelqi amorfe dhe kristalore. Për gjendjen kristalore, njihen dy modifikime metastabile të pentoksidit të fosforit - forma H gjashtëkëndore (a = 0,744 nm, = 87 °, hapësira, grupi R3C) dhe forma O ortohombike (a = 0,923 nm, b = 0,718 nm , c = 0,494 nm , hapësira, grupi Ppat), si dhe një O-formë e qëndrueshme ortorhombike (a = 1,63 nm, b = 0,814 nm, c = 0,526 nm, grupi hapësinor Fdd2). Molekulat P 4 O 10 (forma H) janë ndërtuar nga 4 grupe PO 4 në formën e një tetraedri, kulmet e të cilit janë të zëna nga atomet e fosforit, 6 atome oksigjeni janë të vendosura përgjatë skajeve, dhe 4 - përgjatë të tretës. boshti i rendit të tetraedrit. Ky modifikim sublimon lehtësisht (360 ° C) dhe ndërvepron në mënyrë aktive me ujin. Modifikime të tjera kanë një strukturë polimer me shtresa të tetraedrave PO 4 të kombinuara në unaza 10-anëtaresh (formë O) dhe 6-anëtare (formë O) Këto modifikime kanë një temperaturë më të lartë sublimimi (~ 580 ° C) dhe janë më pak reaktive. Forma H shndërrohet në formë O në 300-360 ° C.

Vetitë

P 4 O 10 ndërvepron në mënyrë shumë aktive me ujin (forma H thith ujin edhe me një shpërthim), duke formuar një përzierje të acideve fosforike, përbërja e të cilave varet nga sasia e ujit dhe kushte të tjera:

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

Me ngrohje të fortë, dekompozohet në:

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

Është gjithashtu në gjendje të nxjerrë ujin nga përbërës të tjerë, duke siguruar një agjent të fuqishëm dehidratues:

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

Oksidi i fosforit (V) përdoret gjerësisht në sintezën organike. Ai reagon me amide, duke i kthyer ato në nitrile:

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

Oksidi i fosforit (V) gjithashtu ndërvepron me alkoolet, eteret, fenolet dhe komponimet e tjera organike. Në këtë rast, lidhjet P-O-P prishen dhe formohen komponime organofosforike. Reagon me NH 3 dhe me halogjenet e hidrogjenit për të formuar fosfate të amonit dhe oksihalide të fosforit:

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

Shkruani një përmbledhje për artikullin "Oksidi i fosforit (V)"

Letërsia

• Akhmetov N. S. "Kimia e Përgjithshme dhe Inorganike" M .: Shkolla e Lartë, 2001
• Remy G. "Kursi i kimisë inorganike" M .: Letërsi e huaj, 1963
• F. Cotton, J. Wilkinson "Kimia moderne inorganike" M .: Mir, 1969
• Zefirov N.S. dhe etj. v.5 Tri-Yatr // Enciklopedi Kimike. - M .: Enciklopedia e Madhe Ruse, 1998 .-- 783 f. - ISBN 5-85270-310-9.

Fragment që karakterizon oksidin e fosforit (V).

"Çfarë dreqin po bën, merenina e rëndë," thanë ata për të.
Një herë një francez, të cilin Tikhon e kishte marrë, e qëlloi me pistoletë dhe e goditi në mishin e shpinës. Kjo plagë, nga e cila Tikhon u trajtua vetëm me vodka, brenda dhe jashtë, ishte objekt i shakave më të gëzuara në të gjithë shkëputjen dhe shakave të cilave Tikhon iu nënshtrua me dëshirë.
- Çfarë, vëlla, nuk do? Aliu i përdredhur? - Kozakët qeshën me të, dhe Tikhon, duke u përkulur qëllimisht dhe duke bërë fytyra, duke u shtirur se ishte i zemëruar, i qortoi francezët me mallkimet më qesharake. Ky incident ndikoi vetëm te Tikhon që pas plagës së tij ai sillte rrallë të burgosur.
Tikhon ishte personi më i dobishëm dhe më i guximshëm në parti. Askush tjetër nuk zbuloi ndonjë rast sulmi, askush tjetër nuk e mori apo i mundi francezët; dhe si rezultat, ai ishte një shaka i të gjithë Kozakëve, Hussarëve, dhe ai vetë me dëshirë iu nënshtrua këtij gradë. Tani Tikhon u dërgua nga Denisov, ende natën, në Shamshevo për të marrë gjuhën. Por, ose sepse nuk ishte i kënaqur me një francez, ose sepse flinte gjithë natën, ditën ngjitej në shkurre, pikërisht në mes të francezëve dhe, siç e pa nga mali Denisov, u zbulua prej tyre.

Pasi foli edhe pak me esaulin për sulmin e nesërm, që tani, duke parë afërsinë e francezëve, Denisov dukej se e kishte vendosur më në fund, ktheu kalin dhe u kthye prapa.
- Epo, bg "at, tepeg" le të shkojmë të thahemi, - i tha Petit.
Duke iu afruar rojeve të pyllit, Denisov ndaloi, duke shikuar në pyll. Një burrë me një xhaketë, këpucë dhe një kapele Kazan, me një armë mbi supe dhe një sëpatë në brez, ecte nëpër pyll, midis pemëve, me hapa të mëdhenj e të lehtë mbi këmbë të gjata, me krahë të gjatë të varur. Duke parë Denisovin, ky njeri hodhi me nxitim diçka në shkurre dhe, duke hequr kapelën e lagur me buzë të varur, u ngjit te shefi. Ishte Tikhon. Fytyra e tij, e mbushur me lisë dhe e rrudhosur, me sy të vegjël të ngushtë shkëlqente nga dëfrimi i vetëkënaqur. Ai ngriti kokën lart dhe, sikur të mos qeshte, ia nguli sytë Denisov.
"Epo, ku ra pg"? "tha Denisov.
- Ku kishit qenë? Shkova pas francezëve, - u përgjigj Tikhon me guxim dhe me nxitim në një bas të ngjirur, por melodioz.
- Pse u ngjite pasdite? Bishë! Epo, nuk e pranova? ..
"Unë e mora atë," tha Tikhon.
- Ku eshte ai?
- Po, unë e mora në radhë të parë në agim, - vazhdoi Tikhon, duke rirregulluar këmbët më të gjera të sheshta, të përdredhura në këpucë, - dhe e çoi në pyll. Unë shoh që nuk është në rregull. Mendoj, më lër të shkoj, do të marr një tjetër më të kujdesshëm se çfarë.
- Shiko, mashtrues, është, - i tha Denisov esaul. - Pse nuk e bëre këtë?
"Por pse përzënë atë," e ndërpreu Tikhon me zemërim dhe me nxitim, "ai nuk është i uritur. Nuk e di se cilat dëshironi?
- Çfarë bishë! .. Epo? ..
- Shkova për një tjetër, - vazhdoi Tikhon, - u zvarrita në pyll në një mënyrë të tillë dhe shkova në shtrat. - Tikhon papritur dhe fleksibël u shtri në bark, duke imagjinuar në fytyrat e tyre se si e bëri atë. "Një dhe ji i sigurt," vazhdoi ai. - Unë e grabit atë në një mënyrë të tillë. - Tikhon u hodh shpejt, lehtë. - Le të shkojmë, i them, te koloneli. Si të zagald. Dhe janë katër prej tyre. Më vërshuan me hell. Unë i drejtova në një mënyrë të tillë me sëpatë: që ju, thonë ata, Krishti është me ju, - bërtiti Tikhoni, duke tundur krahët dhe duke u vrenjtur kërcënues, duke ekspozuar gjoksin.
"Tani pamë nga mali se si kërkove shtrirjen nëpër pellgje," tha esauli duke ngushtuar sytë e tij të shndritshëm.
Petya me të vërtetë donte të qeshte, por ai pa që të gjithë po përmbaheshin të qeshnin. Ai shpejt ktheu sytë nga fytyra e Tikhon në fytyrën e Esaul dhe Denisov, duke mos kuptuar se çfarë do të thoshte e gjithë kjo.
- Ju gërmoni "aka mos imagjinoni", tha Denisov duke u kollitur me inat.
Tikhon filloi të gërvishtte shpinën me njërën dorë, kokën me tjetrën, dhe papritmas e gjithë fytyra e tij u shtri në një buzëqeshje të shndritshme, budallaqe, e cila zbuloi mungesën e një dhëmbi (për të cilin ai u mbiquajt Shcherbaty). Denisov buzëqeshi dhe Petya shpërtheu në një të qeshur të gëzuar, së cilës iu bashkua edhe vetë Tikhon.
- Po, absolutisht e padrejtë, - tha Tikhon. - Rroba të këqija mbi të, ku ta çoni atëherë. Po, dhe një burrë i vrazhdë, nderi juaj. Pse, thotë, unë vetë jam djalë anarali, nuk shkoj, thotë.
- Çfarë brutale! - tha Denisov. - Më duhet të pyes ...
- Po, e pyeta, - tha Tikhoni. - Ai thotë: dituria e dobët. Tanat, thotë ai, janë shumë, por të gjithë janë të këqij; vetëm, thotë një emër. Ahnete, thotë ai, mirë, do t'i marrësh të gjithë, "përfundoi Tikhon, duke parë me gëzim dhe vendosmëri në sytë e Denisov.
- Këtu do t'i derdh ato qindra gogë "yaçih, do të jesh i harkuar" aka ai kog "çit", - tha Denisov ashpër.

Fosfori- elementi i periodës së 3-të dhe grupi VA i tabelës periodike, numri serial 15. Formula elektronike e atomit [10 Ne] 3s 2 3p 3, gjendja e qëndrueshme e oksidimit në përbërje + V.

Shkalla e oksidimit të fosforit:

Elektronegativiteti i fosforit (2.32) është dukshëm më i ulët se ai i jometaleve tipike dhe pak më i lartë se ai i hidrogjenit. Formon acide të ndryshme që përmbajnë oksigjen, kripëra dhe komponime binare, shfaq veti jo metalike (acidike). Shumica e fosfateve janë të patretshme në ujë.

Në natyrë - e trembëdhjetë për sa i përket bollëkut kimik, elementi (i gjashti ndër jometalet), gjendet vetëm në formë të lidhur kimikisht. Element vital.

Mungesa e fosforit në tokë kompensohet me futjen e plehrave fosforike - kryesisht superfosfateve.

Modifikimet alotropike të fosforit

Fosfori i kuq dhe i bardhë P... Ka disa forma alotropike të njohura të fosforit në formë të lirë, më kryesoret janë fosfor i bardhë P 4 dhe fosfor i kuq P n. Në ekuacionet e reaksionit, format alotropike paraqiten si P (e kuqe) dhe P (bel.).

Fosfori i kuq përbëhet nga molekula polimer P n me gjatësi të ndryshme. Amorf, ngadalë shndërrohet në fosfor të bardhë në temperaturën e dhomës. Kur nxehet në 416 ° C, ai sublimohet (kur avulli ftohet, fosfori i bardhë kondensohet). I pazgjidhshëm në tretës organikë. Aktiviteti kimik është më i ulët se ai i fosforit të bardhë. Ndizet në ajër vetëm kur nxehet.

Përdoret si reagent (më i sigurt se fosfori i bardhë) në sintezën inorganike, mbushës për llambat inkandeshente, përbërës i një kutie përhapëse në prodhimin e shkrepseve. Jo helmuese.

Fosfori i bardhë përbëhet nga molekula P4. I butë si dylli (i prerë me thikë). Shkrihet dhe vlon pa dekompozim (pika e shkrirjes 44,14 ° C, pika e vlimit 287,3 ° C, p 1,82 g / cm 3). Ai oksidohet në ajër (shkëlqim jeshil në errësirë), me një masë të madhe, djegia spontane është e mundur. Në kushte të veçanta, ai shndërrohet në fosfor të kuq. Le të tretemi mirë në benzen, etere, disulfid karboni. Nuk reagon me ujin, ruhet nën një shtresë uji. Jashtëzakonisht reaktive. Tregon vetitë redoks. Rikuperon metalet e çmuara nga tretësirat e kripërave të tyre.

Përdoret në prodhimin e Н 3 Р0 4 dhe fosforit të kuq, si reagent në sintezat organike, si agjent deoksidues për lidhjet dhe si ndezës. Fosfori i djegur duhet të shuhet me rërë (por jo ujë!). Jashtëzakonisht helmuese.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme të fosforit:

Prodhimi i fosforit në industri

- reduktimi i fosforitit me koks të nxehtë (rëra shtohet për të lidhur kalciumin):

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

Avulli i fosforit ftohet për të dhënë fosfor të bardhë të ngurtë.

Fosfori i kuq përgatitet nga fosfori i bardhë (shih më lart), në varësi të kushteve, shkalla e polimerizimit n (P n) mund të jetë e ndryshme.

Komponimet e fosforit

Fosfina RN 3... Përbërja binar, gjendja e oksidimit të fosforit është - III. Një gaz pa ngjyrë me një erë të pakëndshme. Molekula ka strukturën e një tetraedri jo të plotë [: P (H) 3] (sp 3 -hibridizimi). Pak i tretshëm në ujë, nuk reagon me të (ndryshe nga NH 3). Agjent i fortë reduktues, digjet në ajër, oksidohet në HNO 3 (konc.). Bashkohet me HI. Përdoret për sintezën e përbërjeve organofosforike. Fuqishëm helmues.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme të fosfinës:

Futja e fosfinës laboratorët:

CazP2 + 6HCl (dil.) = ЗСаСl + 2 RNz

Oksidi i fosforit (V) P 2 O 5... Oksid acid. E bardhë, termikisht e qëndrueshme. Në gjendjet e ngurtë dhe të gaztë, dimeri P 4 O 10 ka një strukturë prej katër tetraedrash të lidhura nga tre kulme (P - O - P). Në temperatura shumë të larta monomerizohet në P 2 O 5. Ekziston edhe një polimer i qelqtë (P 2 0 5) n. Është jashtëzakonisht higroskopik, reagon fuqishëm me ujin dhe alkalet. E restauruar me fosfor të bardhë. Ai largon ujin nga acidet që përmbajnë oksigjen.

Përdoret si një agjent shumë efektiv dehidratues për tharjen e lëndëve të ngurta, të lëngjeve dhe përzierjeve të gazit, një reagent në prodhimin e gotave fosfate, një katalizator për polimerizimin e alkeneve. helmuese.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme të oksidit të fosforit +5:

Marrja: djegia e fosforit me tepricë të ajrit të thatë.

Acidi fosforik H 3 PO 4. Okso acid. Substanca e bardhë, higroskopike, produkti përfundimtar i bashkëveprimit të P 2 O 5 me ujin. Molekula ka strukturën e një tetraedri të shtrembëruar [Р (O) (OH) 3] (sp 3 -hibridisadium), përmban lidhje kovalente σ Р - ОН dhe σ, lidhje π Р = O. Ai shkrihet pa dekompozim, dekompozohet pas ngrohjes së mëtejshme. Ai shpërndahet mirë në ujë (548 g / 100 g H 2 0). Acidi i dobët në solucion, i neutralizuar me alkale, jo plotësisht me hidrat amoniaku. Reagon me metale tipike. Ai hyn në reaksionet e shkëmbimit të joneve.

Një reagim cilësor është precipitimi i një precipitati të verdhë të ortofosfatit argjendi (I). Përdoret në prodhimin e plehrave minerale, për pastrimin e saharozës, si katalizator në sintezën organike, si përbërës i veshjeve antikorozive të gizës dhe çelikut.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme të acidit fosforik:

Marrja e acidit fosforik në industri:

zierja e mineralit të fosforitit në acid sulfurik:

Ca3 (PO4) 2 + 3H2SO4 (konc.) = 2 Н3РО4+ 3CaSO4

Ortofosfat natriumi Na 3 PO 4... Oksosoli. E bardhë, higroskopike. Ai shkrihet pa dekompozim, termikisht i qëndrueshëm. Le të tretet mirë në ujë, hidrolizohet me anion, krijon një mjedis fort alkalik në tretësirë. Reagon në tretësirë ​​me zink dhe alumin.

Ai hyn në reaksionet e shkëmbimit të joneve.

Reagimi cilësor ndaj jonit PO 4 3-

- formimi i një precipitati të verdhë të ortofosfatit argjendi (I).

Përdoret për të eliminuar fortësinë "konstante" të ujit të freskët, si përbërës i detergjenteve dhe fotozhvilluesve, si reagent në sintezën e gomës. Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme:

Marrja: neutralizimi i plotë i Н 3 Р0 4 me hidroksid natriumi ose me reaksion:

Hidrogjen fosfat natriumi Na 2 HPO 4... Oksosalt acid. E bardhë, dekompozohet pa shkrirë në ngrohje të moderuar. Le të tretemi mirë në ujë të hidrolizuar nga anion. Reagon me Н 3 Р0 4 (konc.), Neutralizohet me alkale. Ai hyn në reaksionet e shkëmbimit të joneve.

Reagimi cilësor ndaj jonit НРО 4 2-- formimi i një precipitati të verdhë të ortofosfatit argjendi (I).

Përdoret si emulsifikues për trashjen e qumështit të lopës, përbërës i pasterizuesve ushqimorë dhe fotozbardhuesve.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme:

Marrja: neutralizimi jo i plotë i Н 3 Р0 4 me hidroksid natriumi në një tretësirë ​​të holluar:

2NaOH + Н3РО4 = Na2HPO4 + 2H2O

Dihidrogjen fosfat natriumi NaH 2 PO 4... Oksosalt acid. E bardhë, higroskopike. Zbërthehet pa u shkrirë në ngrohje të moderuar. Le të tretemi mirë në ujë, anioni Н 2 Р0 4 pëson shpërbërje të kthyeshme. Neutralizohet me alkalet. Ai hyn në reaksionet e shkëmbimit të joneve.

Reagimi cilësor ndaj jonit Н 2 Р0 4 - formimi i një precipitati të verdhë të ortofosfatit argjendi (1).

Përdoret në prodhimin e qelqit, për të mbrojtur çelikun dhe gize nga korrozioni, si zbutës uji.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme:

Marrja: neutralizimi jo i plotë i H 3 PO 4 me sodë kaustike:

Н3РО4 (konc.) + NaOH (dil.) = NaH2PO4+ H2O

Ortofosfat kalciumi Ca 3 (PO 4) 2- Oksosol. E bardhë, zjarrduruese, termikisht e qëndrueshme. I pazgjidhshëm në ujë. Zbërthehet me acide të përqendruara. Rikuperohet me koks pas shkrirjes. Përbërësi kryesor i xeheve të fosforitit (apatitet, etj.).

Përdoret për të marrë fosfor, në prodhimin e plehrave fosfatike (superfosfateve), qeramikës dhe qelqit, pluhurit të precipituar - si përbërës i pastave të dhëmbëve dhe stabilizues për polimeret.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme:

Plehrat me fosfat

Një përzierje e Ca (H 2 P0 4) 2 dhe CaS0 4 quhet superfosfat i thjeshtë, Ca (H 2 P0 4) 2 me një përzierje të CaHP0 4 - superfosfat i dyfishtë, ato përthithen lehtësisht nga bimët kur ushqehen.

Plehrat më të vlefshme janë ammofos(përmbajnë azot dhe fosfor) janë një përzierje e kripërave të acidit amonium NH 4 H 2 PO 4 dhe (NH 4) 2 HPO 4.

Klorur fosfori (V) PCI5... Lidhja binare. E bardhë, e paqëndrueshme, termikisht e paqëndrueshme. Molekula ka një strukturë bipiramidale trigonale (hibridizimi sp 3 d). Në gjendje të ngurtë, dimeri P 2 Cl 10 me strukturë jonike РСl 4 + [РСl 6] -. "Tymon" në ajër të lagësht. Shumë reaktiv, plotësisht i hidrolizuar me ujë, reagon me alkalet. E restauruar me fosfor të bardhë. Përdoret si agjent klori në sintezën organike. helmuese.

Ekuacionet e reaksioneve më të rëndësishme:

Marrja: klorinimi i fosforit.

Fosfori formon një numër shumë të madh të ndryshme dhe. Midis tyre, më të qëndrueshmet janë oksidi i fosforit (V) dhe ai përkatës acid ortofosforik ose fosforik H 3 PO 4.

Oksid i fosforit (V), ose anhidridi fosforik Р 2 О 5- pluhur i bardhë, pa erë. Është tipike në natyrë. Kur tretet në ujë, hidratohet për të formuar acidet e mëposhtme:

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

Si ndërvepron oksidi acid Р 2 О 5 me oksidet bazike, për shembull:

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

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

Kur Р 2 О 5 ndërvepron me alkalet, në varësi të raportit të reagentëve, mund të formohen jo vetëm ato mesatare, por edhe ato acide:

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

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

Megjithëse në P 2 O 5 fosfori ka gjendjen më të lartë të oksidimit +5, oksidi i fosforit (V) nuk shfaq ndonjë veti të theksuar oksiduese, pasi kjo gjendje oksidimi është shumë e qëndrueshme për fosforin.

Oksidi i fosforit (V) është një agjent i shkëlqyer thithës dhe dehidratues i ujit. Kjo është baza e përdorimit të tij në tharëse (enë për tharjen e substancave), gjatë reaksioneve të dehidrimit etj.

Acidi fosforik (ortofosforik) H 3 PO 4- një substancë kristalore pa ngjyrë, e shkrirë në një temperaturë prej 42 ° C, shumë mirë e tretshme në ujë. Acidi fosforik është me forcë mesatare.

Në laborator përftohet duke oksiduar fosforin e holluar.

Në industri, H 3 PO 4 përftohet me metodën e ekstraktimit, duke trajtuar fosfatet natyrore me acid sulfurik:

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

dhe gjithashtu me metodën termike, duke i reduktuar fosfatet natyrore në të lira, të cilat më pas digjen dhe Р 2 О 5 që rezulton tretet në ujë.

Acidi fosforik ka të gjitha vetitë e përgjithshme të acideve, por është shumë më i dobët se acidet që përmbajnë oksigjen si acidi sulfurik dhe. Në ndryshim nga këto acide, acidi fosforik nuk ka as veti të rëndësishme oksiduese, pavarësisht nga qëndrueshmëria e gjendjes së oksidimit +5.

Përdorimi i acidit fosforik

Përveç prodhimit të plehrave, acidi fosforik përdoret në prodhimin e reagentëve, shumë substancave organike, për marrjen e katalizatorëve, për krijimin e veshjeve mbrojtëse, në industrinë farmaceutike etj.

Kripërat e acidit fosforik

Si një acid tribazik, H 3 PO 4 formon tre rreshta: kripëra mesatare (normale) - fosfatet; kripëra acidike - hidrogjenfosfatet dhe dihidrogjenfosfatet.

Për shembull, gjatë neutralizimit të acidit fosforik, në varësi të raportit molar, mund të ndodhin reagimet e mëposhtme:

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

Shumica e kripërave mesatare - fosfateve - janë të patretshme në ujë. Përjashtimet e vetme janë fosfatet dhe. Shumë kripëra acidike të acidit fosforik janë lehtësisht të tretshme në ujë, me fosfatet e dihidrogjenit që janë më të tretshmet.

Plehrat me fosfat

* imazhi tregon apatitin mineral

Р 2 О 3 - oksid fosfori (III).

Në temperaturë të zakonshme - një masë dylli e bardhë me një pl. 23.5 "C. Avullon shumë lehtë, ka erë të pakëndshme, është shumë toksik. Ekziston në formën e dimerëve P 4 O 6.

Mënyra e marrjes

Р 2 О 3 formohet gjatë oksidimit të ngadaltë të fosforit ose gjatë djegies së tij në mungesë të oksigjenit:

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

Vetitë kimike

Р 2 О 3 - oksid acid

Si një oksid acid, kur ndërvepron me ujin, formon acid fosforik:

Р 2 О 3 + ЗН 2 О = 2H 3 PO 3

Por kur treten në ujë të nxehtë, ndodh një reagim shumë i dhunshëm i disproporcionit të Р 2 О 3:

2Р 2 О 3 + 6Н 2 О = РН 3 + ЗH 3 PO 4

Ndërveprimi i P 2 O 3 me alkalet çon në formimin e kripërave të acidit fosforik:

Р 2 О 3 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 3 + Н 2 О

Р 2 О 3 - reduktues shumë i fortë

1. Oksidimi me oksigjen në ajër:

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

2. Oksidimi me halogjene:

Р 2 О 3 + 2Cl 2 + 5Н 2 О = 4HCl + 2H 3 PO 4

Р 2 О 5 - oksidi i fosforit (V).

Në temperatura të zakonshme, është një masë e bardhë, e ngjashme me borën, pa erë, ekziston në formën e dimerëve P 4 O 10. Në kontakt me ajrin, ai përhapet në një lëng shurup (HPO 3). P 2 O 5 është agjenti më efektiv tharës dhe dehidratues. Përdoret për tharjen e substancave dhe gazeve jo të paqëndrueshme.

Mënyra e marrjes

Anhidridi fosforik formohet nga djegia e fosforit në ajër të tepërt:

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

Vetitë kimike

Р 2 О 5 - oksid tipik acid

Si ndërvepron oksidi acid Р 2 О 5:

a) me ujë, duke formuar acide të ndryshme

Р 2 О 5 + Н 2 О = 2HPO 3 metafosforike

Р 2 О 5 + 2Н 2 О = Н 4 Р 2 О 7 pirofosfor (difosforik)

Р 2 О 5 + ЗН 2 О = 2H 3 PO 4 ortofosforike

b) me oksidet bazike, duke formuar fosfate Р 2 О 5 + ЗВаО = Ва 3 (PO 4) 2

Р 2 О 5 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + ЗН 2 О

Р 2 О 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + Н 2 О

Р 2 О 5 + 2NaOH = 2NaH 2 PO 4 + Н 2 О

Р 2 О 5 - agjent dehidratues

Anhidridi fosforik largon nga substancat e tjera jo vetëm lagështinë higroskopike, por edhe ujin e lidhur kimikisht. Madje është në gjendje të dehidratojë acidet okso:

Р 2 О 5 + 2HNО 3 = 2HPO 3 + N 2 О 5

Р 2 О 5 + 2HClО 4 = 2HPO 3 + Сl 2 О 7

Kjo përdoret për të prodhuar anhidride acide.

Acidet fosforike

Fosfori formon vetëm 2 okside të qëndrueshme, por një numër të madh acidesh, në të cilat është në gjendje oksidimi +5, +4, +3, +1. Struktura e acideve më të famshme shprehet me formulat e mëposhtme

Siç shihet nga këto formula, fosfori në të gjitha rastet formon pesë lidhje kovalente, d.m.th. ka një valencë të barabartë me V. Në të njëjtën kohë ndryshojnë gjendjet e oksidimit të fosforit dhe baziteti i acideve.

Acidet ortofosforike (fosforike) dhe ortofosforike (fosforike) kanë rëndësinë më të madhe praktike.

H 3 PO 4 - acid fosforik

Një tipar i rëndësishëm i acidit fosforik është për shkak të strukturës së molekulave të tij. Një nga 3 atomet e hidrogjenit është i lidhur drejtpërdrejt me atomin e fosforit, prandaj nuk është i aftë të zëvendësohet nga atomet e metalit, si rezultat i të cilit ky acid është dybazik. Duke marrë parasysh këtë fakt, formula për acidin fosforik shkruhet si më poshtë: H 2 [HPO 3]

Është një acid i dobët.

Metodat e marrjes

1. Tretja e Р 2 О 3 në ujë (shih më lart).

2. Hidroliza e halogjeneve të fosforit (III): PCl 3 + 3H 2 O = H 2 [HPO 3] + 3HCl

3. Oksidimi i fosforit të bardhë me klor: 2P + 3Cl 2 + 6H 2 O = 2H 2 [HPO 3] + 6HCl

Vetitë fizike

Në temperaturë normale H 3 PO 3 - kristale pa ngjyrë me kaq pl. 74 ° С, i tretshëm mirë në ujë.

Vetitë kimike

Funksionet e acidit

Acidi fosfor shfaq të gjitha vetitë karakteristike të klasës së acideve: ndërvepron me metalet me çlirimin e H 2; me oksidet e metaleve dhe alkalet. Në këtë rast, formohen fosfite një dhe dy të zëvendësuar, për shembull:

Н 2 [НРО 3] + NaOH = NaH + Н 2 О

Н 2 [НРО 3] + 2NaOH = Na 2 + 2Н 2 О

Vetitë restauruese

Acidi dhe kripërat e tij janë reduktues shumë të fortë; ato hyjnë në reaksione redoks si me oksidantë të fortë (halogjenet, H 2 SO 4 konc., K 2 Cr 2 O 2) dhe me ato mjaft të dobëta (për shembull, ato reduktojnë Au, Ag, Pt, Pd nga tretësirat e kripërave të tyre). .. Në këtë rast, acidi fosforik shndërrohet në acid fosforik.

Shembuj të reagimeve:

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 + 2 HCl

Kur nxehet në ujë, H 3 PO 3 oksidohet në H 3 PO 4 me evolucionin e hidrogjenit:

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

Vetitë restauruese

Reagimi i disproporcionit

Kur acidi anhidrik nxehet, ndodh disproporcioni: 4H 3 PO 3 = 3H 3 PO 4 + PH 3

Fosfitet - kripërat e acidit fosforik

Acidi dybazik i fosforit formon dy lloje kripërash:

a) fosfitet e monozëvendësuara (kripërat acide), në molekulat e të cilave atomet e metaleve janë të lidhura me anionet H2PO3.

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

b) fosfitet e dyfishtë (kripërat mesatare), në molekulat e të cilave atomet e metaleve janë të lidhur me 2-1 anione HPO 3.

Shembuj: Na 2 HPO 3, CaHPO 3.

Shumica e fosfiteve janë pak të tretshëm në ujë, vetëm fosfitet e metaleve alkaline dhe kalciumi janë lehtësisht të tretshëm.

H 3 PO 4 - acid fosforik

3-acid bazë me forcë mesatare. Disociimi vazhdon kryesisht në fazën e parë:

H 3 PO 4 → H + + H 2 PO 4 -

Në fazat e 2-të dhe të 3-të, disociimi vazhdon në një shkallë të papërfillshme:

Н 2 РО 4 - → Н + + НРО 4 2-

НРО 4 2- → Н + + RO 4 3-

Vetitë fizike

Në temperatura të zakonshme, H 3 PO 4 pa ujë është një substancë kristalore transparente, shumë higroskopike dhe e shkrirë (mp 42 ° C). Përzihet me ujë në çdo raport.

Metodat e marrjes

Lënda e parë fillestare për prodhimin industrial të Н 3 РО 4 është fosfati natyral Ca 3 (РO 4) 2:

I. Sinteza me 3 faza:

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

II. Shkëmbimi i dekompozimit të fosforitit me acid sulfurik

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

Acidi i prodhuar nga kjo metodë është i kontaminuar me sulfat kalciumi.

III. Oksidimi i fosforit me acid nitrik (metodë laboratorike):

ЗР + 5HNO 3 + 2Н 2 О = ЗН 3 RO 4 + 5NO

Vetitë kimike

Н 3 РО 4 tregon të gjitha vetitë e përgjithshme të acideve - bashkëvepron me metalet aktive, me oksidet dhe bazat bazike, formon kripërat e amonit.

Funksionet e acidit

Shembuj të reagimeve:

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

2Н 3 РО 4 + ЗСаО = Са 3 (RO 4) 2 + ЗН 2 О

c) me alkalet, duke formuar kripëra mesatare dhe acide

Н 3 РО 4 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + ЗН 2 О

Н 3 РО 4 + 2NaOH = Na 2 HPO 4 + 2Н 2 О

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

Ndryshe nga anioni NO 3 - në acidin nitrik, anioni PO 4 3 - nuk ka efekt oksidues.

Reagimi cilësor ndaj anionit PO 4 3-

Reagjenti për zbulimin e anioneve PO 4 3- (si dhe HPO 4 2-, H 2 PO 4 -) është një tretësirë ​​e AgNO 3, shtimi i të cilit formon një fosfat argjendi të verdhë të patretshëm:

ZAg + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓

Formimi i estereve

Esteret e nukleozideve dhe acidit fosforik janë fragmente strukturore të biopolimereve natyrore - acideve nukleike.

Grupet e fosfatit gjenden gjithashtu në enzima dhe vitamina.

Fosfatet. Plehrat me fosfat.

H 3 PO 4 si një acid 3-bazik formon 3 lloje kripërash, të cilat kanë një rëndësi të madhe praktike.

Kripërat e tretshme të acidit fosforik në tretësirat ujore i nënshtrohen hidrolizës.

Fosfatet dhe hidrofosfatet e kalciumit dhe amonit përdoren si plehra fosfori.

1. Shkëmb fosfat - fosfat i kalciumit natyror i bluar imët Ca 3 (PO 4) 2

2. Superfosfat i thjeshtë - Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca (H 2 PO 4) 2 + 2CaSO 4

3. Superfosfat i dyfishtë - Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2

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

5. Ammophos - 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

Përkufizimi dhe formula e oksidit të fosforit 5

PËRKUFIZIM

Oksidi i fosforit (V).(anhidridi fosforik) në kushte normale është kristal i bardhë, shumë higroskopik (agjenti më i fortë dehidratues) (Fig. 1)

Ekziston edhe në gjendje amorfe (flake) dhe të qelqtë. Kur nxehet, oksidi kristalor i fosforit (V) sublimohet. Ai shkrihet vetëm nën presion të tepërt, shndërrohet në një lëng lehtësisht të lëvizshëm.

Oriz. 1. Oksidi i fosforit (V). Pamja e jashtme.

Me ngrohjen e mëtejshme, polimerizohet; me ftohjen e lëngut, formohet një produkt qelqi. Pika e shkrirjes 422 o C, pika e vlimit 591 o C.

Tregon veti acidike, reagon fuqishëm me ujin dhe alkalet.

Formula kimike e oksidit të fosforit 5

Formula kimike e oksidit të fosforit (V) P 2 O 5. Ajo tregon se kjo molekulë përmban dy atome fosfori (Ar = 31 amu) dhe pesë atome oksigjen (Ar = 16 amu). Me formulën kimike, mund të llogarisni peshën molekulare të oksidit të fosforit (V):

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

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

Formula grafike (strukturore) e oksidit të fosforit 5

Formula strukturore (grafike) e oksidit të fosforit (V) është më ilustruese. Ajo tregon se si atomet janë të lidhura me njëri-tjetrin brenda një molekule (Fig. 2). Oksidi i fosforit (V) mund të dimerizohet (korrespondon me formulën kimike P 4 O 10) dhe ekzistenca e tij në këtë formë është më e preferueshme.

Oriz. 2. Formula grafike e oksidit të fosforit (V).

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi	Bëni një formulë për përbërjen e natriumit, fosforit dhe oksigjenit, nëse fraksionet masive të elementeve në të: ω (Na) = 34,6%, ω (P) = 23,3%, ω (O) = 42,1%.
Zgjidhje	Pjesa masive e elementit X në një molekulë të përbërjes HX llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Le të caktojmë numrin e moleve të elementeve që përbëjnë përbërjen me "x" (natrium), "y" (fosfor), "z" (oksigjen). Pastaj, raporti molar do të duket kështu (vlerat e masave atomike relative, të marra nga Tabela Periodike e D.I.Mendeleev, do të rrumbullakosen në numra të plotë): 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 Kjo do të thotë se formula për përbërjen e natriumit, fosforit dhe oksigjenit do të ketë formën Na 2 PO 3.
Përgjigju	Na 2 PO 3

SHEMBULL 2

Ushtrimi	Cila është formula molekulare e alkoolit nëse raportet e masës m (C): m (H): m (O) = 3: 1: 4 dhe pesha molekulare relative Mr = 32?
Zgjidhje	Për të zbuluar se në çfarë marrëdhëniesh janë elementët kimikë në përbërjen e molekulës, është e nevojshme të gjendet sasia e substancës së tyre. Dihet që për të gjetur sasinë e një substance, duhet të përdorni formulën: Le të gjejmë masat molare të karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit (vlerat e masave atomike relative të marra nga Tabela Periodike e D.I.Mendeleev, të rrumbullakosura në numra të plotë). Dihet se M = Mr, që do të thotë M (C) = 12 g / mol, M (H) = 1 g / mol dhe M (O) = 16 g / mol. Atëherë, sasia e substancës së këtyre elementeve është e barabartë me: 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 Le të gjejmë raportin molar: n (C): n (H): n (O) = 0.25: 1: 0.25 = 1: 4: 1, ato. formula për përbërjen e alkoolit është CH 3 OH. Ky është metanol
Përgjigju	CH 3 OH