Каким свойством обладает оксид фосфора
Оксид
фосфора (V) – фосфорный ангидрид
Физические свойства: Оксид фосфора (V) Р2О5 — белый гигроскопичный порошок (поглощает воду),
следует хранить в плотно закрытых сосудах.
Получение: Получается при горении фосфора в избытке воздуха или
кислорода
4P + 5O2 = 2P2O5
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 НРО3:
P2O5 + H2O = HPO3
при нагревании образуется ортофосфорная кислота H3PO4:
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (t˚C)
При нагревании H3PO4
можно получить пирофосфорнуюкислоту H4P2O7:
2H3PO4 = H2O + H4P2O7 (t˚C)
Ортофосфорная
кислота
Наибольшее
практическое значение имеет ортофосфорная кислота Н3РO4.
Строение
молекулы: В молекуле фосфорной
кислоты атомы водорода соединены с атомами кислорода:
Физические
свойства: Фосфорная кислота
представляет собой бесцветное, гигроскопичное твердое вещество, хорошо
растворимое в воде.
Получение:
1) Взаимодействие
оксида фосфора (V) с водой при нагревании:
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (t˚C)
2) Взаимодействие
природной соли – ортофосфата кальция с
серной кислотой при нагревании:
Сa3(PO4)2
+ 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4 (t˚C)
3) При
взаимодействии фосфора с концентрированной азотной кислотой
3P + 5HNO3+
2H2O = 3H3PO4+
5NO
Химические
свойства:
Свойства, общие с другими кислотами | Специфические |
1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов Ортофосфорная кислота диссоциирует H3PO4 H2PO4- ↔ H+ + HPO42- (гидроортофосфат-ион) HPO42- ↔ H+ + PO43- (ортофосфат-ион) 2. Взаимодействует металл+ H3PO4=соль+Н2↑ 3. оксид металла + H3PO4 = соль + Н2О 4. основание + H3PO4 = соль + Н2О если H3PO4(изб) + NaOH = NaH2PO4 + H2O или H3PO4(изб) + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O 5. H3PO4 H3PO4 H3PO4 + 3NH3 = (NH3)3PO4 6. 2H3PO4+3Na2CO3 = 2Na3PO4 | 1. При 2H3PO4 (t˚C) → H2O + H4P2O7 H4P2O7 (t˚C)→ H2O + 2HPO3 2. Качественная реакция на PO43- — фосфат Отличительной реакцией ортофосфорной Н3РО4 3. Играет |
Применение:
В основном для
производства минеральных удобрений.
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
добавки E338. Применяется как регулятор кислотности в газированных напитках.
ТРЕНАЖЁРЫ
Тренажёр №1. «Свойства фосфора и его соединений»
Тренажёр №2. Тестовые задания по теме: «Азот и фосфор, их соединения»
№1. Составьте уравнения реакций оксида фосфора (V) с
1. Na2O
2. NaOH
3. H2O при нагревании
4. H2O 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:
Сa3(PO4)2 -> P -> PH3 -> P2O5 -> H3PO4 -> Ca3(PO4)2
Назовите вещества
№4.
Вычислите (в %), какое из фосфорных удобрений: двойной суперфосфат или
преципитат богаче фосфором? Химические формулы удобрений найдите в схеме
самостоятельно.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 мая 2020;
проверки требуют 3 правки.
Пентаоксид фосфора, также оксид фосфора(V) (фосфорный ангидрид, пятиокись фосфора) — неорганическое химическое соединение класса кислотных оксидов с формулами P4O10 и P2O5. Бесцветный кристаллический порошок, реагирует с водой; ядовит.
Строение[править | править код]
Пары оксида фосфора(V) имеют состав P4O10. Твердый оксид склонен к полиморфизму. Существует в аморфном стекловидном состоянии и кристаллическом. Для кристаллического состояния известны две метастабильные модификации пентаоксида фосфора — гексагональная Н-форма (а = 0,744 нм, = 87°, пространств, гр. R3С) и орторомбическая О-форма (а = 0,923 нм, b = 0,718 нм, с = 0,494 нм, пространств, гр. Рпат), а также одна стабильная орторомбическая О-форма (а =1,63 нм, b= 0,814 нм, с =0,526 нм, пространств. гр. Fdd2). Молекулы P4O10 (Н-форма) построены из 4 групп PO4 в виде тетраэдра, вершины которого занимают атомы фосфора, 6 атомов кислорода располагаются вдоль ребер, а 4 — по оси третьего порядка тетраэдра. Эта модификация легко возгоняется (360°С) и активно взаимодействует с водой.
Другие модификации имеют слоистую полимерную структуру из тетраэдров PO4, объединенные в 10-членные (О-форма) и 6-членные (О’-форма) кольца. Эти модификации имеют более высокую температуру возгонки (~580°С) и менее химически активны. H-форма переходит в О-форму при 300—360оC.
Свойства[править | править код]
P4O10 очень активно взаимодействует с водой (H-форма поглощает воду даже со взрывом), образуя смеси фосфорных кислот, состав которых зависит от количества воды и других условий:
При сильном нагревании распадается на:
Он также способен извлекать воду из других соединений, представляя собой сильное дегидратирующее средство:
Оксид фосфора(V) широко применяется в органическом синтезе. Он реагирует с амидами, превращая их в нитрилы:
Карбоновые кислоты переводит в соответствующие ангидриды:
Оксид фосфора(V) 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:
При сплавлении P4O10 с основными оксидами образует различные твёрдые фосфаты, природа которых зависит от условий реакции.
Получение[править | править код]
Оксид фосфора(V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода или воздуха. Технологический процесс происходит в камере сжигания и включает в себя окисление элементарного P предварительно осушенным воздухом, осаждение P4O10 и очистку отходящих газов. Очищают полученный пентаоксид возгонкой.
Технический продукт имеет вид белой снегообразной массы, состоящей из смеси разных форм P4O10.
Основные сферы использования[править | править код]
P4O10 применяют как осушитель газов и жидкостей. Также он является промежуточным продуктом в производстве ортофосфорной кислоты H3PO4 термическим способом.
Широко используется в органическом синтезе в реакциях дегидратации и конденсации.
Физиологическое значение[править | править код]
Пентаоксид фосфора особо токсичен; относится ко второму классу опасности и в высоких концентрациях раздражает кожу и слизистые оболочки глаз.
ПДК в рабочей зоны — 1 мг/м³ (в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76).
ЛД50 на крысах и белых мышах при пероральном введении составляет 140 мг/кг.
Литература[править | править код]
- Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
- Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
- Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон «Современная неорганическая химия» М.: Мир, 1969
- Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
Оксид фосфора (V), свойства, получение, химические реакции.
Оксид фосфора (V) – неорганическое вещество, имеет химическую формулу P4O10 и P2O5.
Краткая характеристика оксида фосфора (V)
Модификации оксида фосфора (V)
Физические свойства оксида фосфора (V)
Получение оксида фосфора (V)
Химические свойства оксида фосфора (V)
Химические реакции оксида фосфора (V)
Применение и использование оксида фосфора (V)
Краткая характеристика оксида фосфора (V). Формула оксида фосфора (V):
Оксид фосфора (V) – неорганическое вещество белого цвета.
Оксид фосфора (V) содержит четыре атома фосфора и десять атомов кислорода.
Химическая формула оксида фосфора (V) P4O10 и P2O5. Для простоты записи используют последнюю формулу.
В воде не растворяется, а взаимодействует с ней, образуя кислоты.
Кислотный оксид.
Модификации оксида фосфора (V):
Твердый оксид фосфора (V) склонен к полиморфизму. Существуют три формы-модификации оксида фосфора (V): H, O`, O и G формы-модификации.
| гексагональная H-форма | орторомбическая O`-форма | орторомбическая O-форма | G-форма | |
| Состояние вещества | Кристаллический вид | Кристаллический | Кристаллический вид | Стекловидный вид |
| Характер стабильности формы | Метастабильная форма | Стабильная форма | Метастабильная форма | |
| Другие характеристики | a=0,744 нм, угол = 87°, пространственная группа R3C | a=1,63 нм, b=0,814 нм, c=0,526 нм, пространственная группа Fdd2 | a=0,923 нм, b = 0,718 нм, c = 0,494 нм, пространственная группа Pnam |
H-форма переходит в O-форму при 300-360 °C (процесс заканчивается при 378 °C).
Физические свойства оксида фосфора (V). Масса, цвет, плотность, температура и пр.:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула оксида фосфора (V) | P4O10 и P2O5 |
| Синонимы и названия иностранном языке | phosphorus (V) oxide (англ.) тетрафосфора декаоксид (рус.) фосфора пентаоксид (рус.) фосфорный ангидрид (рус.) |
| Тип вещества | неорганическое |
| Внешний вид | белые тригональные кристаллы |
| Цвет оксида фосфора (V) | белый |
| Вкус | —* |
| Запах | — |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность H-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2300 |
| Плотность H-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,3 |
| Плотность O`-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 3000 |
| Плотность O`-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 3,0 |
| Плотность O-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2720 |
| Плотность O-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,72 |
| Температура сублимации H-формы, °C | 340,5 |
| Температура кипения O`-формы, °C | 605,5 |
| Температура кипения O-формы, °C | 605,5 |
| Температура плавления H-формы, °C | 420,5 (0,48 МПа) |
| Температура плавления O`-формы, °C | 580,5 (74 кПа) |
| Температура плавления O-формы, °C | 562 (58 кПа) |
| Молярная масса оксида фосфора (V), P2O5, г/моль | 141,94 |
| Молярная масса оксида фосфора (V), P4O10, г/моль | 283,88 |
Примечание:
* — нет данных.
Получение оксида фосфора (V):
Оксид фосфора (V) получают путем сжигания фосфора в избытке кислорода или воздуха.
P4 + 5O2 → P4O10 (t = 34-60 °C).
Готовый продукт состоит из смеси разных форм P4O10.
Химические свойства оксида фосфора (V). Химические реакции оксида фосфора (V):
Оксид фосфора (V) относится к кислотным оксидам.
Химические свойства оксида фосфора (V) аналогичны свойствам кислотным оксидов других неметаллов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция оксида фосфора (V) и белого фосфора:
3P4O10 + 2P4 → 5P4O6 (t = 50 °C).
В результате реакции образуются оксид фосфора (III).
2. реакция оксида фосфора (V) и натрия:
3P4O10 + 16Na → 10NaPO3 + 2Na3P (t = 300-400 °C).
В результате реакции образуются соли – метафосфат натрия и фосфид натрия.
3. реакция оксида фосфора (V) и лития:
3P4O10 + 16Li → 10LiPO3 + 2Li3P (t = 300-400 °C).
В результате реакции образуются соли – метафосфат лития и фосфид лития.
4. реакция оксида фосфора (V) и фтора:
P4O10 + 6F2 → 4POF3 + 3O2 (t = 100 °C).
В результате реакции образуются оксид-трифторид фосфора(V) и кислород.
5. реакция оксида фосфора (V) с водой:
P4O10 + 6H2O → 4H3PO4 или P2O5 + 3H2O → 2H3PO4,
P4O10 + 2H2O → 4HPO3 или P2O5 + H2O → 2HPO3.
В результате реакции образуются кислоты: в первом случае – ортофосфорная кислота, во втором – метафосфорная кислота.
6. реакция оксида фосфора (V) с оксидом кальция:
CaO + P2O5 → Ca(PO3)2,
2CaO + P2O5 → Ca2P2O7,
3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 (t°).
В результате реакции образуется соль, в первом случае – метафосфат кальция, во втором – дифосфат кальция, в третьем – фосфат кальция.
7. реакция оксида фосфора (V) с оксидом натрия:
3Na2O + P2O5 → 2Na3PO4.
В результате реакции образуется соль – ортофосфат натрия.
8. реакция оксида фосфора (V) с оксидом бора:
2B2O3 + P4O10 → 4BPO4 (t°).
В результате реакции образуется соль – фосфат бора.
9. реакция оксида фосфора (V) с гидроксидом натрия:
P4O10 + 12NaOH → 4Na3PO4 + 6H2O или P2O5 + 6NaOH → 2Na3PO4 + 3H2O.
В результате реакции образуется соль – ортофосфат натрия и вода. Гидроксид натрия – разбавленный раствор.
10. реакция оксида фосфора (V) с плавиковой кислотой:
P4O10 + 3HF → POF3 + 3HPO3 (t = 120-170 oC).
В результате химической реакции получается оксид-трифторид фосфора и метафосфорная кислота.
11. реакция оксида фосфора (V) с бромистым водородом (бромоводородом):
P4O10 + 3HBr → POBr3 + 3HPO3 (t = 200 oC).
В результате химической реакции получается оксид-трибромид фосфора и метафосфорная кислота.
12. реакция оксида фосфора (V) с азотной кислотой:
4HNO3 + P4O10 → 2N2O5 + 4HPO3 или 2HNO3 + P2O5 → N2O5 + 2HPO3 (t = -10 oC).
В результате химической реакции получается оксид азота и метафосфорная кислота.
13. реакция оксида фосфора (V) с ортофосфорной кислотой:
P4O10 + 8H3PO4 → 6H4P2O7 (t = 80-100 oC).
В результате химической реакции получается дифосфорная кислота. Ортофосфорная кислота – концентрированный раствор.
14. реакция оксида фосфора (V) с пероксидом водорода:
P4O10 + 8H2O2 → 4H3PO2(O2)2 + 2H2O (t = -20 oC).
В результате химической реакции получается дипероксодиоксофосфата водорода и вода. Пероксид водорода – безводный.
15. реакции оксида фосфора (V) с органическими веществами:
Оксид фосфора (V) реагирует с амидами, превращая их в нитрилы, а также со спиртами, эфирами, фенолами и другими органическими соединениями, при этом образуются фосфорорганические соединения.
Применение и использование оксида фосфора (V):
Оксид фосфора (V) используется как осушитель газов и жидкостей в органическом синтезе.
Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com
карта сайта
оксид фосфора (V) реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода
уравнение реакций соединения масса взаимодействие оксида фосфора (V)
реакции с оксидом фосфора (V)
Коэффициент востребованности
4 019
Полный курс химии вы можете найти на моем сайте CHEMEGE.RU. Чтобы получать актуальные материалы и новости ЕГЭ по химии, вступайте в мою группу в ВКонтакте или на Facebook. Если вы хотите подготовиться к ЕГЭ по химии на высокие баллы, приглашаю на онлайн-курс «40 шагов к 100 баллам на ЕГЭ по химии«.
Создать карусель Добавьте описание
Фосфор
Положение в периодической системе химических элементов
Фосфор расположен в главной подгруппе V группы (или в 15 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Электронное строение фосфора
Электронная конфигурация фосфора в основном состоянии:
Создать карусель Добавьте описание
Атом фосфора содержит на внешнем энергетическом уровне 3 неспаренных электрона и одну неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии. Следовательно, атом фосфора может образовывать 3 связи по обменному механизму. Однако, в отличие от азота, за счет вакантной 3d орбитали атом фосфора может переходить в возбужденное энергетическое состояние.
Электронная конфигурация фосфора в возбужденном состоянии:
Создать карусель Добавьте описание
При этом один электрон из неподеленной электронной пары на 3s-орбитали переходит на переходит на 3d-орбиталь. Для атома фосфора в возбужденном энергетическом состоянии характерна валентность V.
Таким образом, максимальная валентность фосфора в соединениях равна V (в отличие от азота). Также характерная валентность фосфора в соединениях — III.
Степени окисления атома фосфора – от -3 до +5. Характерные степени окисления -3, 0, +1, +3, +5.
Физические свойства и нахождение в природе
Фосфор образует различные простые вещества (аллотропные модификации).
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Белый фосфор
Покрытие бумаги раствором белого фосфора в сероуглероде. Спустя некоторое время, когда сероуглерод испаряется, фосфор воспламеняет бумагу (процесс лег в основу различных фокусов с самовозгоранием или получением огня из ничего).
Покрытие бумаги раствором белого фосфора в сероуглероде
Белый фосфор можно расплавить в ёмкости с тёплой водой, поскольку он имеет температуру плавления в 44,15 °C.
Плавление белого фосфора
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Черный фосфор – то наиболее стабильная термодинамически и химически наименее активная форма элементарного фосфора. Чёрный фосфор — это чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, полностью нерастворимое в воде или органических растворителях.
Создать карусель Добавьте описание
Черный фосфор
Известны также такие модификации, как желтый фосфор и металлический фосфор. Желтый фосфор – это неочищенный белый фосфор. При очень высоком давлении фосфор переходит в новую модификацию – металлический фосфор, который очень хорошо проводит электрический ток.
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Соединения фосфора
Типичные соединения фосфора:
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Способы получения фосфора
1. Белый фосфор получают из природных фосфатов, прокаливая их с коксом и песком в электрической печи:
2. Вместо фосфатов можно использовать другие неорганические соединения фосфора, например, метафосфорную кислоту.
Создать карусель Добавьте описание
3. Красный и черный фосфор получают из белого фосфора.
Создать карусель Добавьте описание
Химические свойства фосфора
При нормальных условиях фосфор довольно химически активен.
Фосфор проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому фосфор реагирует с металлами и неметаллами.
1.1. При взаимодействии с кислородом воздуха образуются оксиды – ангидриды соответствующих кислот:
Горение белого фосфора
Горение красного фосфора
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
Создать карусель Добавьте описание
1.3. При взаимодействии фосфора с серой образуются сульфиды:
Создать карусель Добавьте описание
1.4. При взаимодействии с металлами фосфор проявляет свойства окислителя, продукты реакции называют фосфидами.
Например, кальций и магний реагируют с фосфором с образованием фосфидов кальция и магния:
Создать карусель Добавьте описание
Еще пример: натрий взаимодействует с фосфором с образованием фосфида натрия:
1.5. С водородом фосфор непосредственно не взаимодействует.
2. Со сложными веществами фосфор реагирует, проявляя окислительные и восстановительные свойства. Фосфор диспропорционирует при взаимодействии с некоторыми веществами.
2.1. При взаимодействии с окислителями фосфор окисляется до оксида фосфора (V) или до фосфорной кислоты.
Например, азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:
Создать карусель Добавьте описание
Реакция красного фосфора с бертолетовой солью.
Этот процесс заложен в принципе возгорания спички при трении её о шершавую поверхность коробка.
Красный фосфор + бертолетова соль
2.2. При растворении в щелочах фосфор диспропорционирует до гипофосфита и фосфина.
Например, фосфор реагирует с гидроксидом калия:
Создать карусель Добавьте описание
Или с гидроксидом кальция: