Элемент фосфор образует ряд оксидов, наиболее важными из них являются оксид фосфора (III) P2O3 и оксид фосфора (V) P2O5 .

Оксид фосфора (III), или фосфористый ангидрид (P2O3) получают при медленном окислении фосфора, сжигая его в недостатке кислорода. Представляет собой воскообразную кристаллическую белую массу с температурой плавления 22,5 °C. Ядовит.

Химические свойства:

1) вступает в реакцию с холодной водой, образуя при этом фосфористую кислоту H3PO3;

2) взаимодействуя с щелочами, образует соли – фосфиты;

3) является сильным восстановителем.

Взаимодействуя с кислородом, окисляется до оксида фосфора (V) P2O5.

Оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид (P2O5) получают при горении фосфора на воздухе или в кислороде. Представляет собой белый кристаллический порошок, с температурой плавления 36 °C.

Химические свойства:

1) взаимодействуя с водой, образует орто-фосфорную кислоту H3PO4;

2) имея свойства кислотного оксида, вступает в реакции с основными оксидами и гидроксидами;

3) способен к поглощению паров воды.

Фосфорные кислоты.

Фосфорному ангидриду соответствует несколько кислот. Главная из них – ортофосфорная кислота H3PO4 . Фосфорная кислота обезвоженная представлена в виде бесцветных прозрачных кристаллов, имеющих температуру плавления 42,35 °C и хорошо растворяющихся в воде.

Образует три вида солей:

1) средние соли – ортофосфаты;

2) кислые соли с одним атомом водорода;

3) кислые соли с двумя атомами водорода.

Получение фосфорной кислоты:

1) в лаборатории: 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 +5NO?;

2) в промышленности: а) термический метод; б) экстракционный метод: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = CaSO4? + 2 H3PO4.

Природные фосфаты восстанавливают до свободного фосфора, который сжигают на воздухе, либо в кислороде. Продукт реакции растворяют в воде.

Остальные фосфорные кислоты в зависимости от способа соединения групп PO4 образуют 2 вида кислот: полифосфорные кислоты, которые состоят из цепочек – PO3-О-PO3-... и метафосфорные кислоты, которые состоят из колец, образованных PO4.

Применение: ортофосфорную кислоту используют при производстве удобрений, химических реактивов, органических соединений, для приготовления защитных покрытий на металлах. Фосфаты используют в производстве эмалей и фармацевтике. Метафосфаты входят в состав моющих средств.

– NH4H2PO4 или (NH4)2H2PO4.

Нитрофоска получается при сплавлении гидрофосфата аммония, нитрата аммония и хлорида (сульфата) натрия.

38. Углерод и его свойства

Углерод (С) – типичный неметалл; в периодической системе находится в 2-м периоде IV группе, главной подгруппе. Порядковый номер 6, Ar = 12,011 а.е.м., заряд ядра +6. Физические свойства: углерод образует множество аллотропных модификаций: алмаз – одно из самых твердых веществ, графит, уголь, сажа .

Химические свойства: электронная конфигурация: 1s2 2 s2 2p2 . На электронной оболочке атома – 6 электронов; на внешнем валентном уровне – 4 электрона. Наиболее характерные степени окисления: +4, +2 – в неорганических соединениях, – 4, -2 – в органических. Углерод в любом гибридном состоянии способен использовать все свои валентные электроны и орбитали. У 4-валентного углерода нет неподеленных электронных пар и нет свободных орбиталей – углерод химически относительно устойчив. Характерно несколько типов гибридизации: sp, s p2 , s p3. При низких температурах углерод инертен, но при нагревании его активность возрастает. Углерод – хороший восстановитель, но соединяясь с металлами и образуя карбиды , он выступает окислителем:

Углерод (кокс) вступает в реакции с оксидами металлов:

Таким образом выплавляют металл из руды. При очень высоких температурах углерод реагирует со многими неметаллами. Огромное количество органических соединений он образует с водородом – углеводороды. В присутствии никеля (Ni) углерод, реагируя с водородом, образует предельный углеводород – метан: С + Н2 = СН4.

При взаимодействии с серой образует сероуглерод: С + 2S2 = СS2.

При температуре электрической дуги углерод соединяется с азотом, образуя ядовитый газ дициан : 2С + N2 = С2N2?.

В соединении с водородом дициан образует синильную кислоту – НСN. С галогенами углерод реагирует в зависимости от их химической активности, образуя галогениды. На холоде реагирует со фтором: С + 2F2 = СF2.

При 2000 °C в электропечи углерод соединяется с кремнием, образуя карборунд: Si + C = SiC.

Нахождение в природе: свободный углерод встречается в виде алмаза и графита. В виде соединений углерод находится в составе минералов: мела, мрамора, известняка – СаСО3, доломита – MgCO3?CaCO3; гидрокарбонатов – Mg(НCO3)2 и Са(НCO3)2, СО2 входит в состав воздуха; углерод является главной составной частью природных органических соединений – газа, нефти, каменного угля, торфа, входит в состав органических веществ, белков, жиров, углеводов, аминокислот, входящих в состав живых организмов.

Фосфор был открыт и выделен в 1669 году немецким химиком Х. Брандом. В природе этот элемент встречается только в виде соединений. Основные минералы — фосфорит Ca3(PO4)2 и апатит 3Ca3(PO4)2 . CaF2 или Ca5F(PO4)3. Кроме того, элемент входит в состав белков, а также содержится в зубах и костях. Фосфор легче всего взаимодействует с кислородом и хлором. При избытке этих веществ образуются соединения со (для P) +5, а при недостатке — со степенью окисления +3. Оксид фосфора может быть представлен несколькими формулами, отображающими разные химические вещества. Среди них самые распространенные — это P2O5 и P2O3. К другим редким и малоизученным оксидам относятся: P4O7, P4O8, P4O9, PO и P2O6.

Реакция окисления элементарного фосфора кислородом протекает медленно. Интересны ее различные стороны. Во-первых, в темноте хорошо видно свечение, которым она сопровождается. Во-вторых, процесс окисления этого происходит всегда с образованием озона. Это обусловлено получением промежуточного соединения — фосфорила PO — по схеме: P + O2 → PO + O, а затем: O + O2 → O3. В-третьих, окисление связано с резким изменением электропроводности окружающего воздуха из-за его ионизации. Выделение света без заметного разогревания, при протекании химических реакций, называется хемилюминесценцией. Во влажных средах зеленая хемилюминесценция обусловлена образованием промежуточного вещества PO.

Окисление фосфора протекает только при определенной концентрации кислорода. Она не должна быть ниже минимального и выше максимального порогов O2. Сам интервал зависит от температур и ряда других факторов. Например, при стандартных условиях окисления чистым кислородом фосфора возрастает до достижения 300 мм рт. ст. Затем она уменьшается и падает почти до нуля, когда парциальное давление кислорода достигнет 700 мм рт. ст. и выше. Таким образом, оксид при обычных условиях не образуется, так как фосфор практически не окисляется.

Пятиокись фосфора

Наиболее характерным окислом является фосфорный ангидрид, или фосфора, P2O5. Это белый порошок с едким запахом. При определении в парах его молекулярного веса, установлено, что более правильной записью его формулы является P4O10. Это негорючее вещество, оно плавится при температуре 565,6 С. Ангидрид P2O5 —кислотный оксид со всеми характерными свойствами, но он жадно поглощает влагу, поэтому применяется в качестве осушителя жидкостей или газов. Оксид фосфора может отнимать воду, которая входит в состав химических веществ. Ангидрид образуется в результате сгорания фосфора в атмосфере кислорода или воздуха, при достаточном количестве O2 по схеме: 4P + 5O2 → 2P2O5. Его применяют в производстве кислоты H3PO4. При взаимодействии с водой может образовывать три кислоты:

• метафосфорную: P2O5 + H2O → 2HPO3;
• пирофосфорную: P2O5 + 2H2O → H4P2O7;
• ортофосфорную: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4.

Пятиокись фосфора бурно реагирует с водой и веществами, содержащими воду, такими, как дерево или хлопок. При этом образуется большое количество тепла, что может даже привести к пожару. Он вызывает коррозию металла и очень раздражает (возникают серьезные ожоги глаз, кожи) дыхательные пути и слизистые оболочки, даже при таких низких концентрациях, как 1 мг/м³.

Трехокись фосфора

Фосфористый ангидрид, или триоксид фосфора, P2O3 (P4O6) — это белое кристаллическое вещество (внешне похоже на воск), которое плавится при температуре 23,8 С и кипит при температуре 173,7 С. Как и P2O3 является очень ядовитым веществом. Это кислотный оксид, со всеми присущими свойствами. Оксид фосфора 3 образуется благодаря медленному окислению или горению свободного вещества (P) в среде, где имеет место недостаток кислорода. Трехокись фосфора медленно взаимодействует с холодной водой, образуя кислоту: P2O3 + 3H2O → 2H3PO3. Этот оксид фосфора энергично реагирует с горячей водой, при этом реакции протекают по-разному, в результате может образоваться красный фосфор (аллотропически видоизмененный подукт), гидрид фосфора, а также кислоты: H3PO3 и H3PO4. Термическое разложение ангидрида P4O6 сопровождается отщеплением атомов фосфора, при этом образуются смеси окислов P4O7, P4O8, P4O9. По строению они напоминают P4O10. Наиболее изученный из них P4O8.

Тема: Оксид фосфора(V). Ортофосфорная кислота и ее соли. Минеральные удобрения.

Цель : формирование знаний о свойствах оксида фосфора(V), фосфорной кислоты, кислых солях фосфорной кислоты, реакциях неполной нейтрализации; продолжение формирования умений составлять уравнения химических реакций.

Задачи :

Образовательная: сформировать знания об оксиде фосфора(V), о фосфорной кислоте, ее физических и химических свойствах, получении и применении; обеспечить в ходе урока усвоение знаний о солях фосфорной кислоты, их свойствах, получении и применении.

Развивающая: способствовать развитию познавательного интереса, развитию выделять главное, логически излагать свои мысли.

Воспитательная: содействовать в ходе урока формированию научной картины мира, содействовать нравственному воспитанию школьников.

Методы обучения : беседа, рассказ, словесно – наглядный (изложение учебного материала с использованием презентации Microsoft Power Point)

Тип урока : комбинированный

Структура урока

I. Организационный момент

II. Актуализация опорных знаний

III. Изучение нового материала

IV. Закрепление

V. Подведение итогов урока, постановка домашнего задания

Оксид фосфора (V) – фосфорный ангидрид

Физические свойства: Оксид фосфора (V) Р 2 О 5 - белый гигроскопичный порошок (поглощает воду), следует хранить в плотно закрытых сосудах.

Получение: Получается при горении фосфора в избытке воздуха или кислорода

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

Применение: Оксид фосфора (V) очень энергично соединяется с водой, а также отнимает воду от других соединений. Применяется как осушитель газов и жидкостей.

Химические свойства: Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид , взаимодействует, подобно другим кислотным оксидам с водой, основными оксидами и основаниями.

Фосфорный ангидрид особым образом взаимодействует с водой, взаимодействуя с водой при обычных условиях (без нагревания) , образует в первую очередь метафосфорную кислоту НРО 3:

P 2 O 5 + H 2 O = HPO 3

при нагревании образуется ортофосфорная кислота H 3 PO 4:

Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра - образуется жёлтый осадок :

Н 3 РО 4 + 3AgNO 3 = Ag 3 PO 4 ↓+ 3HNO 3

3. Играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав АТФ. При разложении АТФ выделяется большое количество энергии, что очень важно для живых организмов.

Применение:

В основном для производства .

А также, используется при пайке, для очищения от ржавчины металлических поверхностей. Также применяется в составе фреонов, в промышленных морозильных установках как связующее вещество. Ортофосфорная кислота зарегистрирована в качестве пищевой добавкиE338 . Применяется как регулятор кислотности в газированных напитках.

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1.
Тренажёр №2.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Составьте уравнения реакций оксида фосфора (V) с
1. Na 2 O
2. NaOH
3. H 2 O при нагревании
4. H 2 O без нагревания
Для 2 реакции запишите полное и краткое ионное уравнение.

№2. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций ортофосфорной кислоты с:
1. калием
2. оксидом калия
3. гидроксидом калия
4. сульфитом калия

№3. Осуществите превращения по схеме:
Сa 3 (PO 4) 2 -> P -> PH 3 -> P 2 O 5 -> H 3 PO 4 -> Ca 3 (PO 4) 2
Назовите вещества

2) Работа по карточкам с цепочками превращений по вариантам

I – в

Р 2 О 5 → Н 3 РО 4 → Na3PO4 → Ca3(PO4)2 → H3PO4 → Zn3(PO4)2

II – в

P → Ca3P2 → PH3 → Р 2 О 5 → Na3PO4 → Ag3PO4

III - в

Ca3(PO4)2 → P → PCl5 → Н 3 РО 4 → K3PO4 → Fe3(PO4)2

Решение:

I – в

1) P2O5 + 3H2O  2H3PO4

2) H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

3) 2Na3PO4 + 3CaCI2 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl

4) Ca3(PO4)2 + 3H2SO4  3CaSO4 + 2H3PO4

5) 2H3PO4 + 3ZnCI2 → Zn3(PO4)2 + 6HCl

II – в

1) 2 Р + 3 Са → Са 3 Р 2

2) Са 3 Р 2 + 6 Н CI → 3CaCI2 + 2PH3

3) 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

4) P2O5 +6NaOH → 2Na3PO4 + 3H2O

5) Na3PO4 + 3AgNO3 → Ag3PO4 ↓ + 3NaNO3

III – в

1) Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 2P + 3CaSiO3 + 5CO

2) 2P + 5CI2 → 2PCI5

3) PCI5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCI

4) H3PO4 + 3KOH → K3PO4 + 3H2O

5) 2K3PO4 + 3FeCI2 → Fe3(PO4)2 + 6KCI

№4. Вычислите (в %), какое из фосфорных удобрений: двойной суперфосфат или преципитат богаче фосфором? Химические формулы удобрений найдите в схеме самостоятельно.

Оксиды фосфора. Фосфор образует несколько оксидов. Важнейшими из них являются Р4O6 и Р4О10. Часто их формулы пишут в упрощенном виде как Р2О3 и P2O5 (индексы предыдущих разделены на 2).

Оксид фосфора (III) Р4O6 - воскообразная кристаллическая масса, плавящаяся при 22,5° С. Получается сжиганием фосфора при недостатке кислорода. Сильный восстановитель. Очень ядовит.

Оксид фосфора (V) Р4О10 - белый гигроскопичный порошок. Получается при горении фосфора в избытке воздуха или кислорода. Он очень энергично соединяется с водой, а также отнимает воду от других соединений. Применяется как осушитель газов и жидкостей.

Оксиды и все кислородные соединения фосфора намного прочнее аналогичных соединений азота, что следует объяснить ослаблением неметаллических свойств у фосфора по сравнению с азотом.

Оксид фосфора (V). P2O5 энергично взаимодействует с водой, а также отнимает воду от других соединений. Именно поэтому P2O5 широко используется как осушитель различных веществ от паров воды.

Фосфорный ангидрид, взаимодействуя с водой, образует в первую очередь метафосфорную кислоту НРО3:

при кипячении раствора метафосфорной кислоты образуется ортофосфорная кислота H3PO4:

При нагревании H3PO4 можно получить пирофосфорную кислоту H4P2O7:

Р2О5 белое снегообразное вещество, жадно поглоща-

ет воду, используется для осушки газов и жидкостей, а в отдельных случа-

ях для отщепления от веществ химически связанной воды:

2 НNO3 + Р2О5 = N2О5 + 2 НРO3

4HClO4 + P4O10 → (НРО3)4 + 2Cl2O7.

Оксид фосфора(V) широко применяется в органическом синтезе. Он реагирует с амидами, превращая их в нитрилы:

P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN

Карбоновые кислоты переводит в соответствующие ангидриды:

P4O10 + 12RCOOH → 4H3P04 + 6(RCO)2O

P2O5 + 6RCOOH → 2H3P04 + 3(RCO)2O

Также взаимодействует со спиртами, эфирами, фенолами и другими органическими соединениями. При этом происходит разрыв связей P-О-P и образуются фосфорорганические соединения. Реагирует с NH3 и с галогеноводородами, образуя фосфаты аммония и оксигалогениды фосфора:

P4O10 + 8PCl3 + O2 → 12Cl3PO

При сплавлении P4O10 с основными оксидами образует различные твердые фосфаты, природа которых зависит от условий реакции.

Похожая информация:

1. Биологические ритмы. В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. - М.: Мир, 1984.- 414 с. тепла или после отдельного 12-часового воздействия низкой температурой в ритме стрекотания отмечалось несколько переходных циклов
2. Биологические ритмы. В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. - М.: Мир, 1984.- 414 с. щие и что исчезнувшие ритмы иногда восстанавливаются спустя несколько недель {43]
3. В какие сроки выставляются счета-фактуры, если услуги оказываются либо отгрузка осуществляется несколько раз в течение одного налогового периода (п. 3 ст. 168 НК РФ)?

Определение и формула оксида фосфора 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксид фосфора (V) (фосфорный ангидрид) в обычных условиях представляет собой белые, очень гигроскопичные (сильнейший дегидратирующий агент) кристаллы (рис. 1)

Также существует в аморфном (в виде хлопьев) и стеклообразном состоянии. При нагревании кристаллический оксид фосфора (V) возгоняется. Плавится только под избыточным давлением, переходит в легкоподвижную жидкость.

Рис. 1. Оксид фосфора (V). Внешний вид.

При дальнейшем нагревании полимеризуется, при охлаждении жидкости образуется стеклообразный продукт. Температура плавления 422 o C, кипения 591 o C.

Проявляет кислотные свойства, энергично реагирует с водой и щелочами.

Химическая формула оксида фосфора 5

Химическая формула оксида фосфора (V) P 2 O 5 . Она показывает, что в состав данной молекулы входят два атома фосфора (Ar = 31 а.е.м.) и пять атомов кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу оксида фосфора (V):

Mr(P 2 O 5) = 2×Ar(P) + 5×Ar(O);

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

Графическая (структурная) формула оксида фосфора 5

Структурная (графическая) формула оксида фосфора (V) является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2). Оксид фосфора (V) может димеризоваться (соответствует химической формуле P 4 O 10) и существование его в такой форме наиболее предпочтительно.

Рис. 2. Графическая формула оксида фосфора (V).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Составьте формулу соединения натрия, фосфора и кислорода, если массовые доли элементов в нём: ω(Na) = 34,6%, ω(P) = 23,3%, ω(O) = 42,1%.
Решение	Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (натрий), «у» (фосфор), «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел): 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 Значит формула соединения натрия, фосфора и кислорода будет иметь вид Na 2 PO 3 .
Ответ	Na 2 PO 3

ПРИМЕР 2

Задание	Какова молекулярная формула спирта, если массовые отношения m(C):m(H):m(O) = 3:1:4 и относительная молекулярная масса Mr = 32?
Решение	Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу: Найдем молярные массы углерода, водорода и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(C) = 12 г/моль, М(H) = 1 г/моль, а M(O) = 16 г/моль. Тогда, количество вещества этих элементов равно: n (C) = m (C) / M (C); n (C) = 3 / 12 = 0,25 моль n (H) = m (H) / M (H); n (H) = 1 / 1 = 1 моль n (O) = m (O) / M (O); n (O) = 4 / 16 = 0,25 моль Найдем мольное отношение: n(C) :n(H):n(O) = 0,25: 1: 0, 25 = 1:4: 1, т.е. формула соединения спирта имеет вид CH 3 OH. Это метанол
Ответ	CH 3 OH