Fosforo hidroksidas - formulė, savybės

Yra trys sudėtingų neorganinių junginių klasės: oksidai, hidroksidai (įskaitant rūgštis ir bazes), taip pat druskos. Daugelis metalų ir nemetalų gali sudaryti oksidus, hidroksidus ir taip pat patekti į rūgščių likučių sudėtį. Taigi, fosforas yra įtrauktas į PO ₄ rūgščiąsias liekanas. Yra keletas fosforo oksido rūšių. Atitinkamai yra įvairių jo hidroksidų, kurių iš šių oksidų susidaro. Didžiausias fosforo hidroksidas yra fosforo rūgštis. Šiame straipsnyje nagrinėjame elemento ir jo junginių fizines ir chemines savybes, jo gausumą gamtoje ir kitus įdomius faktus.

Fosforo fizinės savybės

Tai gali egzistuoti įvairiais variantais. Fosforas yra medžiaga, susidedanti iš vieno cheminio elemento. Jo atomai nesiderinami su molekulėmis. Fosforo formulė yra P. Tačiau priklausomai nuo kristalinės grotelės struktūros šis elementas gali egzistuoti kaip trys medžiagos.

Labiausiai paplitęs baltasis fosforas - jis turi vašką struktūrą ir didelį toksiškumą. Šios medžiagos lydymosi temperatūra yra keturiasdešimt keturi laipsniai Celsijaus, virimo taškas yra du šimtai aštuoniasdešimt laipsnių. Trenuodami šią medžiagą, ji greitai užsidega, taigi supjaustykite ją tik į vandeninę terpę. Jei per ilgesnį laiką šildant temperatūrą dvidešimt penkiasdešimt laipsnių pagal Celsijaus skalę, jis virsta raudonuoju fosforu. Ši medžiaga pateikiama rusvai raudonos spalvos miltelių pavidalu. Raudonas fosforas, kitaip nei baltas, nėra nuodingas.

Labiausiai stabili šio elemento buvimo forma gali būti vadinama juodu fosforu, kuris kai kuriais išoriniais požymiais yra panašus į metalą: jis turi unikalų blizgesį, didelį kietumą, elektros ir šilumos laidumą.

Nuo chemijos požiūriu

Fosforas yra cheminis elementas, kuris yra penktojoje grupėje ir trečiasis laikotarpis periodinėje lentelėje. Iš to galime daryti išvadą, kad jo valencija yra penkios. Be to, iš periodinės lentelės matyti, kad elemento fosforas turi atominę masę, lygią trisdešimt vienam gramui vienam moliui. Tai reiškia, kad 1 molio medžiaga sveria 31 gramą. Atsižvelgiant į cheminę fosforo savybes, mes kalbėsime apie jo reakcijas paprastais ir sudėtingais junginiais.

Sąveika su paprastomis medžiagomis

Pirmas dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra fosforo oksidacija. Tai jo reakcija su deguonimi. Dėl to gali susidaryti dvi skirtingos medžiagos - viskas priklausys nuo šių komponentų proporcijų.

Pirmasis variantas - iš dviejų molių fosforo ir trijų molių deguonies sudaro du moliai fosforo trioksido. Mes galime parašyti panašią cheminę sąveiką pagal šią lygtį: 4P + 3O ₂ = 2P ₂ O ₃ .

Antrasis variantas yra keturių molių fosforo ir penkių molių deguonies sudarymas iš dviejų molių fosforo pentoksido. Ši reakcija gali būti išreikšta lygtimi: 4P + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅ .

Abiejose cheminėse reakcijose pasireiškia didelis šviesos išsiskyrimas. Be to, fosforas gali sąveikauti su tokiomis paprastomis medžiagomis kaip metalai, halogenai (fluoras, jodas, bromas, chloras), siera. Šis cheminis elementas gali parodyti tiek redukcines, tiek oksidacines savybes. Sąveikos su halogenais pavyzdys yra chlorinimas. Tai vyksta dviem etapais. Pirmasis yra dviejų molių fosforo trichlorido susidarymas iš dviejų molių iš nagrinėjamo nemetalo ir trijų molių chloro. Ši sąveika gali būti išreikšta naudojant šią lygtį: 2P + 3Cl ₂ = 2PCl ₃ .

Antrasis šio proceso etapas yra chloro atomų pridėjimas prie jau gauto fosforo trichlorato. Taigi, kai vienas chloras pridedamas prie vieno tokio paties tūrio molių, susidaro vienas molis fosforo pentachlorato. Mes užrašome šios reakcijos lygtį tokiu būdu: PCl ₃ + Cl ₂ = PCl ₅ .

Šiame pavyzdyje galima atsižvelgti į fosforo sąveikos su metalais modelius. Jei mes paimame tris molius kalio ir vieno molio fosforo, gauname vieną molio kalio fosfido. Užsirašykite šį procesą naudodami šią reakcijos lygtį: 3K + P = K ₃ P.

Sąveika su sudėtingomis medžiagomis

Sudėtingiems cheminiams junginiams, su kuriais fosforas gali reaguoti, yra rūgščių ir druskų. Leiskite mums apibūdinti tam tikros elemento kontakto ypatybes su šiomis cheminių medžiagų grupėmis.

Fosforas ir rūgštys

Tarp visų kitų svarbu yra fosforo ir azoto rūgšties sąveika. Norint atlikti tokio tipo reakciją, reikia imtis šių komponentų: trijų molių fosforo, penkių molių azoto rūgšties ir vandens - dviejų molių. Dėl šios cheminės sąveikos gauname šiuos produktus: fosforo rūgštį ir azoto oksidą. Šios reakcijos lygtis parašyta taip: 3P + 5HNO3 + 3H2O = 3H3PO4 + 5NO.

Fosforas ir druskos

Tokia cheminė sąveika gali būti nagrinėjama nagrinėjamo nemetalo reakcijos su kupramo sulfatu pavyzdžiu. Norėdami atlikti šį procesą, reikia paimti du molius fosforo, penkių molių vario sulfato, aštuonių molių vandens. Dėl šių medžiagų sąveikos gauname tokius cheminius junginius: sulfato rūgštį sudaro penki moliai, grynas varis - tiek pat, o fosforo rūgštis - du molai. Procesas gali būti parašytas tokia formule: 2P + 5CuSO4 + 8H2O = 5H2SO4 + 5Cu + 2H3PO4.

Paruošimas šiam nemetalui

Pramonėje aptariama medžiaga yra išgaunama iš cheminio junginio, tokio kaip kalcio fosfatas. Norėdami tai padaryti, atliekama tokia cheminė reakcija: minėtos druskos sumaišymas su smėliu (silicio oksidu) ir anglimi, molinėse proporcijose yra 1: 3: 5, todėl kalcio silikatas, fosforas ir dujos moliais santykiu 3: 2: 5.

Fosforo junginiai ir jų savybės

Dažniausiai aptariamo nemetalo junginiai yra fosforo hidroksidas. Jis gali būti kelių rūšių priklausomai nuo oksido, iš kurio jis susidaro. Fosforo hidroksidą galima gauti atliekant cheminę reakciją tarp jo oksido ir vandens. Dėl tokių reakcijų susidaro įvairios medžiagos. Taigi iš trioksido galima gauti hidroksidą (3) ir fosforo hidroksidą (5) iš pentoksido. Šios medžiagos turi rūgščių savybių ir sugeba reaguoti į metalus, druskas, bazes ir kt.

Didžiausias fosforo hidroksidas yra fosforo rūgštis. Tai yra deguonies turintis ir tribasinis. Jo formulė yra H ₃ PO ₄ .

Pagrindinės cheminės savybės

Fosforo hidroksidas, kurio formulė nurodyta aukščiau, gali reaguoti tiek su paprasta, tiek sudėtinga medžiaga. Pažiūrėkime apie šiuos procesus išsamiau.

Fosforo rūgšties reakcijos su metalais

Kaip ir kiti šios klasės cheminiai junginiai, fosforo hidroksidas gali sąveikauti su metalais. Šio proceso metu vyksta pakaitinė reakcija, kai metaliniai atitai išstumia vandenilio atomus, tokiu būdu susidaro druskos ir vandenilio, išsiskiriančių į dujas su nemaloniu kvapu. Kad ši reakcija vyktų, metalas turi būti kairėje nuo vandenilio elektrocheminių aktyvų serijoje. Tai reiškia, kad medžiagos, tokios kaip varis, sidabras ir pan., Negali reaguoti su fosforo rūgštimi, nes dėl jų nedidelio cheminio aktyvumo jie negali išstumti vandenilio atomų iš jų junginių.

Pavyzdžiui, apsvarstykite aliuminį. Kai du moliai šio elemento pridedami prie dviejų molių fosforo hidroksido, gauname aliuminio fosfatą ir vandenilį atitinkamai 2 ir 3 molius. Šios reakcijos lygtis parašyta taip: 2Al + 2H ₃ PO ₄ = 2AlPO ₄ + 3H ₂ .

Sąveika su bazėmis

Fosforo hidroksidas, kaip ir daugelis kitų rūgščių, gali patekti į cheminę reakciją su bazėmis. Tokie procesai vadinami mainų reakcijomis. Dėl to susidaro naujas hidroksidas, taip pat nauja rūgštis. Tokios reakcijos gali būti atliekamos tik tuo atveju, jei vienas iš gautų produktų netirpsta vandenyje, tai yra, išsiskiria, išgaruoja kaip dujos arba yra vanduo arba labai silpnas elektrolitas.

Fosforo rūgštis ir druskos

Šiuo atveju yra ir keitimo reakcija. Dėl to galite gauti naują rūgštį ir druską. Norint, kad tokia reakcija vyktų, taip pat reikėtų laikytis taisyklės, kuri buvo apibūdinta tik aukščiau.

Fosforo ir jo junginių naudojimas pramonėje

Visų pirma šio cheminio elemento junginiai naudojami mišinio gamybai, kuris yra pritaikytas rungtynių dėžutės šoniniam paviršiui. Taip pat apdorojamas mišinys su fosforo kiekiu ir pačios rungtynių vadovai. Nemetalo pentoksidas yra plačiai naudojamas kaip dujų dehumidatorius. Jis taip pat naudojamas chemijos pramonėje fosforo hidroksido gamybai, kurio formulė ir savybės buvo aptarta aukščiau. Be to, jis naudojamas stiklo gamybai.

Fosforo hidroksidas taip pat yra taikomas daugelyje pramonės šakų. Visų pirma, jis naudojamas trąšų gamybai. Taip yra dėl to, kad augalų fosforas yra tiesiog gyvybiškai svarbus. Todėl yra keletas skirtingų trąšų, pagamintų remiantis nagrinėjamo nemetalo junginio. Šiais tikslais naudojamos tokios medžiagos kaip kalcio fosfatas. Druska naudojama trąšose žemės pavidalu. Be to, naudojamas įprastas ir dvigubas superfosfatas. Kadangi trąšos gali būti ammofosas ir nitroamofosas. Be to, kaip nurodyta aukščiau, druskos ar fosforo hidroksidas yra naudojami kaip reagentas, siekiant nustatyti, ar yra sidabro junginių tirpale. Taigi į tirpalą pridedama medžiaga, kurioje yra PO ₄ rūgščiosios liekanos. Jei pastarajame yra druskų arba sidabro hidroksido, atsiras gausios geltonos spalvos nuosėdos. Tai argento fosfatas, kurio cheminė formulė yra AgNO ₃ .

Fosforo atomo struktūra

Kaip žinoma, visi atomai susideda iš branduolio ir elektronų, sukasi aplink jį. Branduolys turi protonus ir neutronus. Elektronai turi neigiamą įkrovą, protonai - teigiami, o neutronai - nuliui. Fosforo eilinis numeris periodinėje lentelėje yra penkiolika. Iš to galime daryti išvadą, kad jo branduolyje yra penkiolika protonų. Jei atomas yra neutralus, o ne jonas, tada elektronai yra tokie patys kaip protonai. Tai reiškia, kad fosforo atveju jie yra penkiolika.

Jei vienas iš elektronų palieka savo orbitą, atomas virsta teigiamu krūviu jonu, ty katijonu. Jei prisijungia vienas elektronas, susidaro neigiamai įkrautas jonų anijonas.

Periodinėje cheminių elementų sistemoje galima pamatyti, kad fosforas priklauso trečiajam laikotarpiui. Iš to aišku, kad aplink branduolį yra trys orbitai, ant kurių elektronai vienodai paskirstomi. Pirmajame - du, antrame - aštuoni elektronai, o trečia - penkta.

Paplitimas gamtoje

Fosforo masės dalis žemės plutoje yra 0,08%. Tai nėra labai plačiai paplitęs cheminis elementas gamtoje. Tačiau yra visa mineralų grupė, kurią sudaro fosforas. Tai yra apatitai, taip pat fosforitai. Dažniausiai iš pirmosios grupės yra fluorapatitas. Jo cheminė formulė yra tokia: 3Ca ₃ (PO4) ₂ • CaF ₂ . Tai gali būti skaidri, žalia ir turkio spalva. Tarp fosforitų yra dažniausiai kalcio fosfatas, kurio cheminė formulė yra Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ . Be to, fosforo junginiai randami įvairių gyvų organizmų audiniuose.

Fosforo ir jo junginių vaidmuo gamtoje ir kūne

Šis cheminis elementas yra labai svarbus, kad normaliai veiktų beveik visi organai ir jų sistemos. Visų pirma, be jo, nepertraukiamas inkstų darbas yra neįmanomas. Šis elementas dalyvauja kūno medžiagų apykaitos procesuose. Tai taip pat skatina greitą audinių atsinaujinimą. Be to, kai kurie vitaminai tiesiog negali aktyvuoti, kad būtų naudinga organizmui - todėl beveik visi vitaminų preparatai dažnai papildomi fosforu. Be to, tai yra vienas iš cheminių elementų, užtikrinančių normalią širdies veiklą. Jis, be minėtų dalykų, dalyvauja ląstelių dalijimosi procese, todėl be šio mikroelemento gyvybė Žemėje yra neįmanoma.

Vandens ir druskos balanso reguliavimas yra kita funkcija, atliekama šiame straipsnyje aptariamame nemetalo junginio korpuse. Be to, tai yra viena iš pagrindinių kaulų ir raumenų audinio sudedamųjų dalių. Didelė jo dalis yra dantis. Be kita ko, taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad fosforas dalyvauja normaliame nervų sistemos veikime. Tokių mikroelementų trūkumo simptomai yra šie: padidėjęs nuovargis, blogas darbingumas, nervų sistemos veikimo sutrikimai (neurozės, isterija ir kt.), Per dažnas peršalimas, širdies raumens išsekimas, kaulų ir raumenų skausmas, labai silpnas apetitas. Norėdami išvengti tokio reiškinio kaip fosforo trūkumas organizme, turite žinoti, kokius produktus jis turi. Visų pirma, tarp produktų, turinčių daug cheminių elementų, žuvys turėtų būti izoliuotos. Ypač didelė fosforo koncentracija pastebima tokiose rūšyse kaip eršketai, skumbrės, arkliai, tunai, tunai, sardinės, jūrų liežuviai, sumalkai, lydytojai. Be to, šiame straipsnyje aptariamas mikroelementas yra krabinės mėsos, krevečių ir pieno produktų, tokių kaip varškė, lydytas sūris ir brynza.

Išvados

Fosforas, nors ir nėra labai paplitęs planetoje, yra cheminis elementas, tačiau jis labai svarbus tiek pramoniniu, tiek biologiniu požiūriu. Jis ir jo junginiai, ypač fosforo hidroksidas, naudojami gaminant įvairius gaminius. Taip pat aprašytos fosforo hidroksido (fosforo rūgšties) savybės ir sąveika su metalais, bazėmis ir druskomis.