Горение белого фосфора под водой уравнение реакции

Горение белого фосфора под водой уравнение реакции

Горение белого фосфора под водой

Белый фосфор горит в кислороде. Удивительно, что это может происходить и под водой. Нагреем фосфор в пробирке с водой до начала плавления фосфора. Подадим кислород в пробирку с расплавленным фосфором. Соприкоснувшись с пузырьками кислорода, белый фосфор загорается.

Оборудование: газометр, стакан химический, пробирка.

Техника безопасности. Опыт следует проводить под тягой. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Горение белого фосфора под водой (фото+видео)

Могут ли вещества гореть под водой. Опыт большинства людей говорит нам об обратном. Тем не менее, существует много веществ настолько реакционных, что могут не только гореть в воде, но и загораться при контакте с водой. В статье рассматривается и обсуждается явление горение белого фосфора под слоем воды. Приведены фото и видеоматериалы.

Для выполнения опыта нужно взять немного белого фосфора, нагреть его под слоем воды и для возникновения горения подать струю кислорода.

Немного о белом фосфоре

В рамках данной статьи ограничимся двумя рассмотрением двух аллотропных модификаций фосфора.

Белый фосфор – это вещество белого цвета, имеющее температуру плавления 44,1 °С. По виду он похожи на воск, легко деформируется. Белый фосфор является веществом с молекулярной структурой – состоит из молекул P4.

Белый фосфор – очень активное вещество. К примеру, он взаимодействует с кислородом воздуха при комнатной температуре – этим обусловлено его свечение. Белый фосфор очень ядовит – приводит к поражению костей, костного мозга и т.д. Смертельная доза около 0.05 г

Неочищенный белый фосфор также называют «жёлтым фосфором». В воде он не растворяется, а на воздухе весьма легко самовоспламеняется. Желтый фосфор имеет температуру плавление 34°C, кипит при 280 °C. Во избежание самовозгорания желтый фосфор хранят и перевозят под слоем воды, или раствора CaCl2.

Красный фосфор — это более стабильная модификация элементарного фосфора. Красный фосфор это полимер со структурой формулу Рn. В зависимости от метода получения может иметь цвет от красного до фиолетового, а виде слитка имеет еще и тёмно-фиолетовый металлический блеск.

Далее собственно опыт.

Напомним, что практическая химия — крайне опасное занятие. Выполнение химических опытов допускается только в присутствии опытных химиков, например, учителя химии!

Как видно, даже под слоем воды, но в присуствии кислорода, белый фосфор самовоспламеняется. Белый фосфор частично переходит в красный и сгорает с образованием оксида фосфора (V):
4P+ 5O2 = 2P2O5

Горение белого фосфора под водой уравнение реакции

Данный опыт если и не принадлежит к числу самых красивых, то, по крайней мере, один из самых необычных. Для начала приведем описание эксперимента из книги Рипан Р. Четяну И. Руководство к практическим работам по неорганической химии ссылка.

В рюмку или стакан Берцелиуса емкостью 200-300 мл насыпают около 10 г хлората калия KClO₃, наливают 140-200 мл воды и бросают 3-4 кусочка фосфора величиной с пшеничное зерно.

При помощи длинной воронки или пипетки наливают на бертолетову соль с фосфором концентрированную серную кислоту.

Выделяющийся при взаимодействии хлората калия и концентрированной серной кислоты двуокись хлора окисляет фосфор (в жидкости появляются яркие искры).

Плавлению и загоранию белого фосфора способствует тепло, выделяющееся при введении в воду концентрированной серной кислоты и в результате реакции между хлоратом и серной кислотой.

Разлагающаяся с небольшими взрывами двуокись хлора обуславливает потрескивание в рюмке, при этом происходят следующие реакции:

Между двуокисью хлора и фосфором протекает следующая реакция:

В приведенной выше методике из практикума Рипана и Четяну рекомендуется взять 10 г бертолетовой соли. К сожалению, у нас такого количества хлората калия не было, поэтому пришлось рекомендованное количество хлората поделить на 10.

Опыт провели в большой пробирке. На дно насыпали чуть больше 1 г хлората калия, налили примерно 10 мл воды, на бертолетову соль поместили кусочек желтого фосфора размером с пшеничное зерно и добавили пипеткой концентрированную серную кислоту.

Были слышны звуки, похожие на вскипание капелек воды, которые попали в горячее масло, от осадка хлората калия начали выделяться пузырьки газа, раствор стал желтовато-зеленым. Отчетливо был слышен запах хлора (так пахнет и диоксид хлора). Фосфор расплавился и превратился в желтую капельку. Возле капли начались желтые вспышки, по всему объему раствора появились желтые искры, раздавался треск. Капелька подпрыгивала и разделялась на более мелкие.

Скоро стало очевидно, что в пробирке не хватает трех вещей: бертолетовой соли, фосфора и серной кислоты. Горение фосфора под водой шло, но оно было не особо активным и слишком растянутым во времени. Другими словами, не следовало уменьшать рекомендованные количества веществ.

Делать нечего: в пробирку пришлось добавлять новые порции хлората калия и кусочки белого фосфора. Пару раз также добавили серную кислоту. В результате горение активизировалось: по всему объему жидкости плавали шарики фосфора, время от времени вспыхивая. Некоторые шарики всплывали на поверхность, где сгорали ярким желтым пламенем, образуя белый дым.

В темноте опыт выглядел красивее, но снимать его было труднее.