Fosfor-oksid: proizvodnja i interakcija

Fosforni oksid i kiseline nastale njegovim otapanjem u vodi vrijedne su sirovine za kemijsku industriju. Jednostavna tvar gori u kisiku i tvori bijeli dim - tako se oksid dobiva u laboratoriju. Produkt reakcije se koristi u modernim industrijskim sektorima kao sirovina za proizvodnju različitih termalnih metoda. fosforna kiselina. Tada se te tvari koriste u proizvodnji složenih i složenih mineralnih gnojiva (masti).

Element broj 15

Fosfor je element iz 15. skupine duge verzije periodnog sustava. Prethodna klasifikacija dala mu je mjesto u glavnoj podgrupi pete skupine. Kemijski znak - P prvo je slovo latinskog naziva Fosfor. Ostale važne značajke:

• relativna atomska masa - 31;
• nuklearni naboj - +15;
• elektroni - 15;
• valentni elektroni - 5;
• nemetalni element.

Fosfor zahtijeva 3 elektrona za dovršenje vanjske elektronske ljuske, njezin oktet. химических реакциях kemijske reakcije s metalima, element prihvaća elektrone i dovršava svoj valentni sloj. U ovom slučaju, on se reducira, je oksidirajući agens. U interakciji s jačim nemetalima, fosfor daruje nekoliko ili svih valentnih elektrona, također dobivajući potpunu strukturu vanjske razine. Te su promjene povezane s aktivnim redoks svojstvima elementa. Na primjer, atomi u sastavu jednostavne tvari oksidiraju se pri gorenju u zraku ili u kisiku. Mogu postojati dvije vrste spojeva - fosforni oksid, tri- ili pentavalentni. Koji proizvod će prevladati ovisi o uvjetima reakcije. Tipična valencija koju fosfor pokazuje u njegovim spojevima je III (-), III (+), V (+).

"Element života i misli"

Izvanredni ruski geohemičar E. Fersman jedan je od prvih koji je skrenuo pozornost na bogat sadržaj fosfornih atoma u ljudskom tijelu. Oni su dio najvažnijih organa, staničnih struktura i tvari: koštanog sustava, zuba, živčanog tkiva, proteina i adenozin trifosfata (ATP). Poznata fraza akademika Fersmana, da je fosfor "element života i misli", postala je priznanje "zasluga" u prirodi.

Fosfor je također rasprostranjen u sastavu kore. U slobodnom obliku, P atomi se ne pojavljuju, jer se lako oksidiraju - međusobno djeluju s kisikom, zbog čega se dobiva fosforni oksid (P ₂ O ₅ ). Postoji nekoliko alotropnih modifikacija elementa, koje se kombiniraju u tri skupine - bijela, crvena i crna. Kristalna rešetka bijeli fosfor tvore P4 molekule. Laboratorijski eksperimenti u obrazovnim ustanovama obično se provode s crvenom modifikacijom. Nije otrovna, za razliku od bijele sorte.

Priprema i svojstva trovalentnog fosfornog oksida

Ako se jednostavna tvar spali s manjkom zraka, tada se dobiva fosforni anhidrid (P ₂ O ₃ je njegova formula). Fosforni oksid (III) - to je moderno ime tvari. To je bijeli kristalni prah koji se topi već na 24 ° C, tj. Nestabilan je pri zagrijavanju. Na niskim temperaturama, sastav trovalentnog oksida odgovara formuli R4O6. Spoj se polako otapa u vodi da nastane fosforna kiselina H3P03. Također je manje otporan nego pentavalentni fosforni spojevi.

Naziv "fosforni anhidrid" odražava kemijsko svojstvo - sposobnost oksida da izazove molekulu kiseline nakon hidratacije. Gubitak elektrona, P-atomi u sastavu trovalentnih spojeva oksidiraju se u stabilno pentavalentno stanje. Anhidrid fosfora i odgovarajuća kiselina su jaki redukcijski agensi (daju valentni elektroni).

Fosfor oksid (V). Laboratorijska metoda dobivanja

Nastajanje fosfornog anhidrida nastaje tijekom izgaranja (oksidacije) crvenog ili bijelog fosfora. Reakcija se može provesti u čistom kisiku ili spaliti reagens u zraku. Nakon završetka procesa izgaranja, prolaskom s ispuštanjem bijelog dima, u sedimentu dobivamo labavu bijelu masu. To je fosforni oksid. Uzimajući ga treba provesti ispod haube, jer čestice iritirati sluznice dišnog sustava.

Možete unijeti crveni fosfor u žlicu za spaljivanje tvari, fiksiran u gumenom čepu s rupom. Tvar treba zapaliti, a kada se zapali, staviti je u staklenu tikvicu otpornu na toplinu. Spremnik, zatvoren čepom, punit će se oblacima dima koji se sastoje od dimernih molekula fosfornog anhidrida (P ₄ O ₁₀ - njegova formula). Fosfor-oksid (V) je naziv ove tvari. Kada se potroši sav kisik u spremniku, gorenje će prestati i bijeli dim će se smiriti.

Interakcija fosfornog oksida s vodom. Proizvodnja fosforne kiseline

Tipično, sastav fosfornog pentoksida se bilježi u ovom obliku: P205. Po primitku u posudu se može sipati nešto vode i protresti. Bijeli dim se otapa u obliku kiseline. Da bi dokazali svoju prisutnost, potrebno je u otopinu staviti papirnu traku univerzalnog indikatora, a njezina će se boja promijeniti iz žute u crvenu, što je tipično za kisele tekućine. U posudi voda i fosforni oksid međusobno djeluju. Reakcije dobivanja kiselina popraćene su njihovom disocijacijom u vodenoj otopini na kisele ostatke, kao i vodikovim ionima, točnije, hidroksonijem.

• Kada gori fosfor, spoj reagira: 4P + 5O2 = P4O10 _.
• Otapanje rezultirajućeg anhidrida u hladnoj vodi dolazi do stvaranja metafosforne kiseline: P205 + H20 = 2HP03 _.
• Vrelište otopine dovodi do pojave ortofosforne kiseline u njoj: NRO ₃ + N ₂ O = N ₃ RO ₄ .

Disocijacija kiseline odvija se postupno u vodenoj otopini: jedan proton je najlakše odvojiti, a dehidrofosfatni anion H ₂ PO _{4 ^-} pojavljuje se. Fosforni anhidrid nije sam fosforna kiselina. Fosforni oksid (V) kada se otopi u vodi daje smjesu kiselina.

Reakcije s metalnim oksidima

Natrijev oksid reagira s tvari P ₂ O ₅ . Fosforni oksid također interagira sa sličnim spojevima zagrijavanjem (taljenjem). Sastav dobivenih fosfata ovisi o reagensima i uvjetima reakcije.
3Na ₂ O + P ₂ O ₅ = 2Na ₃ PO ₄ - natrijev ortofosfat (srednja sol). Interakcija analita s alkalijama je stvaranje soli i vode.

Industrijski postupak dobivanja anhidrida fosforne kiseline

Proizvesti R ₂ O ₅ spaljivanjem tehničkog fosfora. To je higroskopna tvar, tako da je prethodno osušena. U posebnoj komori pri visokoj temperaturi fosfor se oksidira u različite oblike P4O10. Ova bijela para se čisti i koristi kao sredstvo za sušenje različitih industrijskih plinova. Ortofosforna kiselina se dobiva iz fosfornog anhidrida. Metoda se sastoji u redukciji prirodnih sirovina na molekularni fosfor, njegovom izgaranju i otapanju produkta izgaranja u vodi.

Fosforna gnojiva

"Element života" igra važnu ulogu u stvaranju ATP i proteina u stanicama, razmjena energije u tijelu biljaka. No, svake godine sa žetve iz tla se uzima značajan dio hranjivih tvari. Kako bi napunili svoje proizvode mineralna i organska gnojiva. Fosfor je jedan od tri makronutrijenata, osim toga, ova skupina uključuje dušik i kalij.

Fosfatna gnojiva - superfosfati - dobivaju se od stijena i minerala kada se tretiraju kiselinama. Posljednjih godina glavni napori duhanske industrije usmjereni su na proizvodnju složenih i složenih gnojiva. Oni sadrže nekoliko baterija, što njihovu uporabu čini isplativijima.