Оксид фосфора (V): получение и свойства
Оксиды азота | Цвет | Фаза | Характер оксида |
P2O3 Оксид фосфора (III), фосфористый ангидрид | белый | твердый | кислотный |
P2O5 Оксид фосфора(V), фосфорный ангидрид | белый | твердый | кислотный |
Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид. В нормальных условиях образует белые кристаллы. В парах состоит из молекул P4О10. Очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и жидкостей).
Способы получения. Оксид фосфора (V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода.
Химические свойства
1. Оксид фосфора (V) – очень гигроскопичное вещество, которое используется для осушения газов. Обладая высоким сродством к воде, оксид фосфора (V) дегидратирует до ангидридов неорганические и органические кислоты.
Например , оксид фосфора (V) дегидратирует серную, азотную и уксусную кислоты:
2. Фосфорный ангидрид является типичным кислотным оксидом , взаимодействует с водой с образованием фосфорных кислот:
В зависимости от количества воды и от других условий образуются мета-фосфорная, орто-фосфорная или пиро-фосфорная кислота:
Видеоопыт взаимодействия оксида фосфора с водой можно посмотреть здесь.
3. Как кислотный оксид, оксид фосфора (V) взаимодействует с основными оксидами и основаниями .
Например , оксид фосфора (V) взаимодействует с гидроксидом натрия. При этом образуются средние или кислые соли:
Еще пример : оксид фосфора взаимодействует с оксидом бария (при сплавлении):
Р2О3 — кислотный оксид
Как кислотный оксид при взаимодействии с водой образует фосфористую кислоту:
Но при растворении в горячей воде происходит очень бурная реакция диспропорционирования Р2О3:
Взаимодействие Р2О3 со щелочами приводит к образованию солей фосфористой кислоты:
Р2О3 — очень сильный восстановитель
1. Окисление кислородом воздуха:
2. Окисление галогенами:
Р2О5 — оксид фосфора (V)
При обычной температуре — белая снегоподобная масса, не имеет запаха, существует в виде димеров Р4О10. При соприкосновении с воздухом расплывается в сиропообразную жидкость (НРO3). Р2О5 — самое эффективное осушающее средство и водоотнимающий агент. Применяется для осушения нелетучих веществ и газов.
Способ получения
Фосфорный ангидрид образуется в результате сжигания фосфора в избытке воздуха:
Химические свойства
Р2О5 — типичный кислотный оксид
Как кислотный оксид Р2О5 взаимодействует:
а) с водой, образуя при этом различные кислоты
б) с основными оксидами, образуя фосфаты Р2О5 + ЗВаО = Ва3(PO4)2
в) со щелочами, образуя средние и кислые соли
Р2О5 — водоотнимающий агент
Фосфорный ангидрид отнимает у других веществ не только гигроскопическую влагу, но и химически связанную воду. Он способен даже дегидратировать оксокислоты:
Это используется для получения ангидридов кислот.
Фосфорные кислоты
Фосфор образует только 2 устойчивых оксида, но большое число кислот, в которых он находится в степенях окисления +5, +4, +3, +1. Строение наиболее известных кислот выражается следующими формулами
Как видно из этих формул, фосфор во всех случаях образует пять ковалентных связей, т.е. имеет валентность, равную V. В то же время степени окисления фосфора и основность кислот различаются.
Наибольшее практическое значение имеют ортофосфорная (фосфорная) и ортофосфористая (фосфористая) кислоты.
H3PO4 — фосфористая кислота
Важная особенность фосфористой кислоты обусловлена строением ее молекул. Один из 3-х атомов водорода связан непосредственно с атомом фосфора, поэтому не способен к замещению атомами металла, вследствие чего эта кислота является двухосновной. Формулу фосфористой кислоты записывают с учетом этого факта следующим образом: Н2[НРО3]
Является слабой кислотой.
Способы получения
1. Растворение Р2О3 в воде (см. выше).
2. Гидролиз галогенидов фосфора (III): PCl3 + ЗН2О = Н2[НРО3] + 3HCl
3. Окисление белого фосфора хлором: 2Р + 3Cl2 + 6Н2О = 2Н2[НРО3] + 6HCl
Физические свойства
При обычной температуре H3PO3 — бесцветные кристаллы с т. пл. 74°С, хорошо растворимые в воде.
Химические свойства
Кислотные функции
Фосфористая кислота проявляет все свойства, характерные для класса кислот: взаимодействует с металлами с выделением Н2; с оксидами металлов и со щелочами. При этом образуются одно — и двухзамещенные фосфиты, например:
Восстановительные свойства
Кислота и ее соли — очень сильные восстановители; они вступают в окислительно-восстановительные реакции как с сильными окислителями (галогены, H2SО4 конц., К2Сr2O2), так и с достаточно слабыми (например, восстанавливают Au, Ag, Pt, Pd из растворов их солей). Фосфористая кислота при этом превращается в фосфорную.
При нагревании в воде Н3РO3 окисляется до H3PO4 с выделением водорода:
Восстановительные свойства
При нагревании безводной кислоты происходит диспропорционирование: 4Н3РO3 = ЗН3РO4 + РН3
Фосфиты — соли фосфористой кислоты
Двухосновная фосфористая кислота образует два типа солей:
а) однозамещенные фосфиты (кислые соли), в молекулах которых атомы металлов связаны с анионами Н2Р03.
б) двухзамещенные фосфиты (средние соли), в молекулах которых атомы металлов связаны с 2- 1 анионами HPO3.
Большинство фосфитов плохо растворимы в во-де, хорошо растворяются только фосфиты щелочных металлов и кальция.
Н3РO4 — ортофосфорная кислота
3-основная кислота средней силы. Диссоциация протекает в основном по 1-й ступени:
По 2-й и 3-й ступеням диссоциация протекает в ничтожно малой степени:
Физические свойства
При обычной температуре безводная Н3РO4 представляет собой прозрачное кристаллическое вещество, очень гигроскопичное и легкоплавкое (т. пл. 42°’С). Смешивается с водой в любых соотношениях.
Способы получения
Исходным сырьем для промышленного получения Н3РO4 служит природный фосфат Са3(РO4)2:
I. 3-стадийный синтез:
II. Обменное разложение фосфорита серной кислотой
Получаемая по этому способу кислота загрязнена сульфатом кальция.
III. Окисление фосфора азотной кислотой (лабораторный способ):
Химические свойства
Н3РO4 проявляет все общие свойства кислот — взаимодействует с активными металлами, с основными оксидами и основаниями, образует соли аммония.
Кислотные функции
в) со щелочами, образуя средние и кислые соли
В отличие от аниона NO3 — в азотной кислоте, анион РO4 3- окисляющим действием не обладает.
Качественная реакция на анион РO4 3-
Реактивом для обнаружения анионов РO4 3- (а также НРO4 2- , Н2РO4 — ) является раствор AgNO3, при добавлении которого образуется нерастворимый желтый фосфат серебра:
Образование сложных эфиров
Сложные эфиры нуклеозидов и фосфорной кислоты являются структурными фрагментами природных биополимеров — нуклеиновых кислот.
Фосфатные группы входят также в состав ферментов и витаминов.
Фосфаты. Фосфорные удобрения.
Н3РO4 как 3-основная кислота образует 3 типа солей, которые имеют большое практическое значение.
Растворимость в воде
большинство нерастворимо (кроме фосфатов щелочных Me и аммония)
Напишите уравнения: а) фосфора с кислородом; б) фосфина (ph3) с хлороводородом; в) раствора фосфорной кислоты с гидроксидом калия (в молекулярной и ионной формах).
Ваш ответ
решение вопроса
Похожие вопросы
- Все категории
- экономические 43,300
- гуманитарные 33,630
- юридические 17,900
- школьный раздел 607,282
- разное 16,837
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
http://examchemistry.com/content/lesson/neorgveshestva/oksydfosfora.html
http://www.soloby.ru/468948/%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%BC-%D1%85%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%BC-%D1%84%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D0%BE%D0%BC-%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9