Oxid fosforu: výroba a interakce

Oxid fosforu a kyseliny vznikající při jeho rozpouštění ve vodě jsou cennými surovinami pro chemický průmysl. Jednoduchá látka hoří v kyslíku, aby vytvořila bílý kouř - tak se oxid získává v laboratoři. Reakční produkt se používá v moderních průmyslových odvětvích jako surovina pro výrobu různých tepelných metod. kyselina fosforečná. Pak se tyto látky používají při výrobě komplexních a komplexních minerálních hnojiv (tuku).

Číslo prvku 15

Fosfor je součástí 15. skupiny dlouhé verze periodické tabulky. Předchozí klasifikace mu dala místo v hlavní podskupině páté skupiny. Chemický znak - P je první písmeno latinského názvu Phosphorus. Další důležité funkce:

• relativní atomová hmotnost - 31;
• jaderný náboj - +15;
• elektrony - 15;
• valenční elektrony - 5;
• nekovový prvek.

Fosfor vyžaduje 3 elektrony, aby dokončil vnější elektronový obal, jeho oktet. In chemické reakce s kovy, element přijímá elektrony a doplňuje svou valenční vrstvu. V tomto případě se redukuje, je to oxidační činidlo. Při interakci se silnějšími non-kovy, fosfor daruje několik nebo všechny valence elektrony, také získat kompletní strukturu vnější úrovně. Tyto změny jsou spojeny s aktivními redoxními vlastnostmi prvku. Například atomy v složení jednoduché látky jsou oxidovány při spalování ve vzduchu nebo v kyslíku. Mohou existovat dva druhy sloučenin - oxid fosforu, tri- nebo pentavalentní. Který produkt převládá, závisí na reakčních podmínkách. Typická valence, kterou vykazuje fosfor ve svých sloučeninách, je III (-), III (+), V (+).

"Prvek života a myšlení"

Vynikající ruský geochemista E. Fersman byl jedním z prvních, kdo upoutal pozornost na bohatý obsah atomů fosforu v lidském těle. Jsou součástí nejdůležitějších orgánů, buněčných struktur a látek: kosterního systému, zubů, nervové tkáně, proteinů a adenosintrifosfátu (ATP). Slavná fráze Academic Fersman, že Phosphorus je "živel a myšlenka", se stala uznání "zásluh" v přírodě.

Fosfor je také rozšířen v složení kůry. Ve volné formě se atomy P nevyskytují, protože jsou snadno oxidovány - interagují s kyslíkem, což vede k získání oxidu fosforečného (P ₂ O ₅ ). Existuje několik alotropních úprav elementu, které jsou kombinovány do tří skupin - bílé, červené a černé. Křišťálová mřížka bílý fosfor je tvořen molekulami P4. Laboratorní pokusy ve vzdělávacích institucích se obvykle provádějí s červenou modifikací. Není to jedovatý, na rozdíl od bílé odrůdy.

Příprava a vlastnosti oxidu trojmocného fosforu

Pokud je prostá látka spáleno s nedostatkem vzduchu, pak se získá anhydrid fosforu (P ₂ O ₃ je jeho vzorec). Oxid fosforu (III) - to je moderní název látky. Jedná se o bílý krystalický prášek, který se rozpouští již při teplotě 24 ° C, tj. Je nestabilní při zahřátí. Při nízkých teplotách má složení trojmocného oxidu vzorec R406. Sloučenina se pomalu rozpouští ve vodě za vzniku kyseliny fosforečné H ₃ PO ₃ . Je také méně odolný než pentavalentní sloučeniny fosforu.

Název "anhydrid fosforu" odráží chemickou vlastnost - schopnost oxidu vytvářet kyselé molekuly po hydrataci. Ztráty elektronů jsou atomy P v složení trojmocných sloučenin oxidovány na stabilní pentavalentní stav. Anhydrid fosforu a odpovídající kyselina jsou silné redukční činidla (poskytují valenční elektrony).

Oxid fosforu (V). Laboratorní metoda získání

Tvorba anhydridu kyseliny fosforečné nastává během spalování (oxidace) červeného nebo bílého fosforu. Reakce se může provádět v čistém kyslíku nebo hoří činidlo ve vzduchu. Po ukončení spalovacího procesu, který prochází uvolněním bílého kouře, do sedimentu dochází k uvolnění bílé hmoty. To je oxid fosforu. Získání této látky by se mělo provádět pod kapotou, protože částice dráždí sliznice dýchacích cest.

Můžete napsat červený fosfor v lžíci pro spalování látek, upevněný v gumové zátce s otvorem. Látka by měla být zapálena a po spuštění hoření vložte do žáruvzdorné skleněné baňky. Nádobka, uzavřená zátkou, bude naplněna oblaky kouře skládajících se z dimerových molekul fosforečné kyseliny (P ₄ O ₁₀ - její vzorec). Oxid fosforu (V) je název této látky. Jakmile se spotřebuje veškerý kyslík v nádrži, pálení se zastaví a bílý kouř se usadí.

Interakce oxidu fosforu s vodou. Produkce kyseliny fosforečné

Typicky je složení oxidu fosforečného zaznamenáno v této formě: P ₂ O ₅ . Po přijetí je možné do baňky nalít nějakou vodu a protřepat. Bílý kouř se rozpouští a tvoří kyselinu. Aby bylo možné prokázat její přítomnost, je nutné v roztoku položit papírový proužek univerzálního indikátoru, jeho barva se změní ze žluté na červenou, což je typické pro kyselé kapaliny. V baňce reagují voda a oxid fosforu. Reakce získávání kyselin jsou doprovázena jejich disociací ve vodném roztoku k kyselým zbytkům, stejně jako ionty vodíku, přesněji hydroxonium.

• Při spalování fosforu reaguje sloučenina: 4P + 5O ₂ = P ₄ O _10.
• Rozpuštění výsledného anhydridu ve studené vodě probíhá při tvorbě kyseliny metafosforečné: P ₂ O ₅ + H ₂ O = 2HPO _3.
• Varování roztoku vede k vzplanutí kyseliny ortofosforečné: NPO ₃ + H ₂ O = H ₃ PO ₄ .

Disociace kyseliny probíhá postupně ve vodném roztoku: nejdříve se oddělí jeden protón a vyskytuje se dehydrofosfátový anion H ₂ PO _{4 ^-} . Anhydrid kyseliny fosforečné není sám kyselina fosforečná. Oxid fosforečný (V), když je rozpuštěn ve vodě, poskytuje směs kyselin.

Reakce s oxidy kovů

Oxid sodný reaguje s látkou P ₂ O ₅ . Oxid fosforu také interaguje s podobnými sloučeninami zahříváním (fusing). Složení výsledných fosfátů závisí na činidlech a podmínkách reakce.
3Na2O + P ₂ O ₅ = 2Na ₃ PO ₄ - ortofosforečnan sodný (střední sůl). Interakce analytu s alkáliemi je tvorba soli a vody.

Průmyslová metoda získání anhydridu kyseliny fosforečné

Produkujte R ₂ O ₅ spalováním technického fosforu. Jedná se o hygroskopickou látku, takže je předsušená. Ve speciální komoře při vysoké teplotě se fosfor oxiduje na různé formy P4O10. Tato bílá parní hmota je vyčištěna a používána jako odvápňovací prostředek pro sušení různých průmyslových plynů. Kyselina orthofosforečná se získá z anhydridu kyseliny fosforečné. Metoda spočívá v redukci přírodních surovin na molekulární fosfor, jeho spalování a rozpouštění spalovacího produktu ve vodě.

Fosforečná hnojiva

"Prvek života" hraje důležitou roli při tvorbě ATP a proteinů v buňkách, výměna energie v těle rostlin. Ale každý rok se sklizní z půdy vylučuje významnou část živin. Pro doplnění jejich minerálních a organických hnojiv. Fosfor je jedním ze tří makronutrientů, kromě toho zahrnuje i dusík a draslík.

Fosfátová hnojiva - superfosfáty - jsou získávány z hornin a minerálů, když jsou ošetřovány kyselinami. V posledních letech se hlavní úsilí tabákového průmyslu zaměřuje na výrobu komplexních a komplexních hnojiv. Obsahují několik baterií, které činí jejich použití hospodárnější.