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):
Напишите уравнение реакции оксида фосфора (V) с избытком воды и вычислите соотношение масс элементов в реагирующих веществах.
Почему в условии задания указан избыток воды? Дело в том, что оксид фосфора (V) с водой могут образовывать две кислоты: метафосфорную (HPO3) и ортофосфорную (H3PO4):
P2O5 + H2O = 2HPO3
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
Составим схему реакции:
P2O5 + H2O → H3PO4
Как видим, слева у нас 2 атома фосфора в оксиде, а справа – один в молекуле фосфорной кислоты. Ставим коэффициент:
P2O5 + H2O = 2H3PO4
Для P2O5:
P : O = 2 * Ar (P) : 5 * Ar (O) = 2*31 : 5*16 = 62 : 80 = 31 : 40
Для H2O:
H : O = 2 * Ar (H) : 1 * Ar (O) = 2*1 : 16 = 1 : 8
Химические свойства оксида фосфора 5 и его применение
Оксид фосфора (V) — что это такое
Оксид фосфора (V) является кислотным оксидом. Представляет собой кристаллическое вещество белого цвета молекулярного строения.
В обычных условиях оксид фосфора (V) имеет вид белых кристаллов. В парах вещество состоит из молекул P 4 О 10 . Соединение обладает высокой степенью гигроскопичности.
Химическая формула оксида фосфора (V):
P 4 O 10 и P 2 O 5
Формулу вещества в химии записывают двумя способами. С целью упростить запись чаще используют второй вариант P 2 O 5 .
Структурные модификации оксида фосфора (V):
- кристаллическая;
- полимерная стекловидная.
В кристаллической модификации в узлах кристаллической решетки находятся молекулы P 2 O 5 , связанные попарно.
Характеристика модификаций оксида фосфора (V) с разным строением:
Химические и физические свойства
Список физических свойств оксида фосфора (V):
- соединение относят к типу неорганических веществ;
- имеет вид белых тригональных кристаллов;
- твердое агрегатное состояние при 20°C и атмосферном давлении 1 атм.;
- плотность каждой H-формы при условии, что вещество находится в твердом состоянии при комнатной температуре, равна 2 , 3 г / с м 3 ;
- плотность O`-формы при условии, что вещество находится в твердом состоянии при комнатной температуре, равна 3 г / с м 3 ;
- плотность O-формы при условии, что вещество находится в твердом состоянии при комнатной температуре, равна 2 , 72 г / с м 3 ;
- температура сублимации H-формы — 340 , 5 ° C ;
- температура кипения O`-формы — 605 , 5 ° C ;
- температура кипения O-формы — 605 , 5 ° C ;
- температура плавления H-формы — 420 , 5 ° C ( 0 , 48 М П а ) ;
- температура плавления O`-формы — 580 , 5 ° C ( 74 к П а ) ;
- температура плавления O-формы — 562 ° C ( 58 к П а ) ;
- молярная масса оксида фосфора (V) P 2 O 5 — 141 , 94 г / м о л ь ;
- молярная масса димера оксида фосфора (V) P 4 O 10 — 283 , 88 г / м о л ь .
Оксид фосфора (V) относят к группе кислотных оксидов неметаллов. К примеру, оксид кремния (IV) и оксид серы (VI) также являются кислотными оксидами.
Взаимодействие оксида фосфора (V) с белым фосфором можно описать с помощью уравнения:
3 P 4 O 10 + 2 P 4 → 5 P 4 O 6 ( t = 50 ° C )
Результатом реакции является образование оксида фосфора (III).
При соединении оксида фосфора (V) с натрием образуются соли метафосфат натрия N a P O 3 и фосфид натрия N a 3 P :
3 P 4 O 10 + 16 N a → 10 N a P O 3 + 2 N a 3 P ( t = 300 — 400 ° C )
Химическая реакция оксида фосфора (V) и лития приводит к образованию солей в виде метафосфата лития L i P O 3 и фосфида лития L i 3 P :
3 P 4 O 10 + 16 L i → 10 L i P O 3 + 2 L i 3 P ( t = 300 — 400 ° C )
При контакте оксида фосфора (V) со фтором образуются оксид-трифторид фосфора(V) и кислород:
P 4 O 10 + 6 F 2 → 4 P O F 3 + 3 O 2 ( t = 100 ° C )
Химическая реакция оксида фосфора (V) и воды протекает таким образом:
P 4 O 10 + 6 H 2 O → 4 H 3 P O 4 или P 2 O 5 + 3 H 2 O → 2 H 3 P O 4
P 4 O 10 + 2 H 2 O → 4 H P O 3 или P 2 O 5 + H 2 O → 2 H P O 3
В результате взаимодействия вещества с водой образуются кислоты. В первом примере продуктом реакции является ортофосфорная кислота H 3 P O 4 , а во втором — метафосфорная кислота H P O 3
Взаимодействие оксида фосфора (V) с оксидом кальция приводит к образованию солей:
C a O + P 2 O 5 → C a ( P O 3 ) 2
2 C a O + P 2 O 5 → C a 2 P 2 O 7
3 C a O + P 2 O 5 → C a 3 ( P O 4 ) 2 ( t ° )
В первом случае образуется метафосфат кальция C a ( P O 3 ) 2 . В результате второй химической реакции синтезируется пирофосфат кальция C a 2 P 2 O 7 , в результате третьей — фосфат кальция C a 3 ( P O 4 ) 2 .
Взаимодействие оксида фосфора (V) с оксидом натрия приводит к образованию соли в виде ортофосфата натрия:
3 N a 2 O + P 2 O 5 → 2 N a 3 P O 4
Реакция оксида фосфора (V) и оксида бора является процессом образования фосфата бора:
2 B 2 O 3 + P 4 O 10 → 4 B P O 4 ( t ° )
В процессе реакции оксида фосфора (V) и гидроксида натрия образуются соль ортофосфат натрия и вода:
P 4 O 10 + 12 N a O H → 4 N a 3 P O 4 + 6 H 2 O или P 2 O 5 + 6 N a O H → 2 N a 3 P O 4 + 3 H 2 O
Оксид фосфора (V) вступает в реакцию с плавиковой кислотой, что приводит к образованию оксида-трифторида фосфора и метафосфорной кислоты:
P 4 O 10 + 3 H F → P O F 3 + 3 H P O 3 ( t = 120 — 170 ° C ) .
Оксид фосфора (V) реагирует с бромоводородом, что в результате позволяет получить оксид-трибромид фосфора и метафосфорную кислоту:
P 4 O 10 + 3 H B r → P O B r 3 + 3 H P O 3 ( t = 200 ° C )
Взаимодействие оксида фосфора (V) с азотной кислотой с образованием оксида азота и метафосфорной кислоты:
4 H N O 3 + P 4 O 10 → 2 N 2 O 5 + 4 H P O 3 или 2 H N O 3 + P 2 O 5 → N 2 O 5 + 2 H P O 3 ( t = – 10 ° C )
Оксид фосфора (V) взаимодействует с ортофосфорной кислотой, что сопровождается образованием дифосфорной (пирофосфорной) кислоты:
P 4 O 10 + 8 H 3 P O 4 → 6 H 4 P 2 O 7 ( t = 80 — 100 ° C )
Взаимодействие оксида фосфора (V) и пероксида водорода с образованием дипероксодиоксофосфата водорода и воды:
P 4 O 10 + 8 H 2 O 2 → 4 H 3 P O 2 ( O 2 ) 2 + 2 H 2 O ( t = – 20 ° C )
В процессе реакции оксида фосфора (V) с амидами они превращаются в нитрилы. При взаимодействии вещества со спиртами, эфирами, фенолами, другими органическими соединениями образуются фосфорорганические соединения.
Получение и использование оксида фосфора (V)
Получение оксида фосфора (V) основано на горении и окислении фосфора при наличии избытка кислорода или воздуха. В результате образуется продукт, состоящий из семи различных форм P 4 O 10 .
P 4 + 5 O 2 → P 4 O 10 ( t = 34 — 60 ° C )
Практическое применение полученного в результате данной химической реакции оксида фосфора (V) заключается в его использовании для осушения газообразных и жидких веществ, в органическом синтезе (как водоотнимающее средство). Соединение активно используют в производстве такой продукции, как:
- фосфорная кислота;
- поверхностно-активные вещества;
- фосфатные стекла.
Другим соединением фосфора является фосфин. Вещество представляет собой ядовитый газ c неприятным запахом, самовоспламеняющийся на воздухе. Фосфин является продуктом разложения органических веществ.
http://himgdz.ru/gdz-rudzitis-8-40-7/
http://wika.tutoronline.ru/himiya/class/9/himicheskie-svojstva-oksida-fosfora-5-i-ego-primenenie