juodasis fosforas. Fosforas: atominė struktūra, cheminės ir fizinės savybės
(pirmasis elektronas)
(pagal Paulingą)
| P | 15 |
| 30,973762 | |
| 3s 2 3p 3 | |
| Fosforas | |
Fosforas- vienas iš labiausiai paplitusių žemės plutos elementų, jo kiekis sudaro 0,08-0,09% jos masės. Laisvoje būsenoje jis nerandamas dėl didelio cheminio aktyvumo. Sudaro apie 190 mineralų, iš kurių svarbiausi yra apatitas Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH) fosforitas Ca 3 (PO 4) 2 ir kt. Fosforo yra visose žalių augalų dalyse, o dar daugiau – vaisiuose ir sėklose (žr. fosfolipidus). Esama gyvūnų audiniuose, yra baltymų ir kitų esminių organinių junginių (ATP) dalis, yra gyvybės elementas.
Istorija
Fosforas atrado Hamburgo alchemikas Hennigas Brandas 1669 m. Kaip ir kiti alchemikai, Brandas bandė rasti gyvybės eliksyrą ar filosofinį akmenį, bet gavo šviečiančią medžiagą.
Kiek vėliau fosforą gavo kitas vokiečių chemikas – Johanas Kunkelis.
Nepriklausomai nuo Brando ir Kunkelio, fosforą gavo R. Boyle'as, kuris jį aprašė 1680 m. spalio 14 d. ir 1693 m. paskelbtame straipsnyje „Fosforo paruošimo iš žmogaus šlapimo metodas“.
Patobulintą fosforo gavimo būdą 1743 m. paskelbė Andreasas Marggrafas.
Yra įrodymų, kad arabų alchemikai galėjo gauti fosforo XII amžiuje.
vardo kilmė
Kvitas
- 4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 (su deguonies pertekliumi),
- 4P + 3O 2 → 2P 2 O 3 (su lėta oksidacija arba su deguonies trūkumu).
Sąveikauja su daugeliu paprastų medžiagų – halogenais, siera, kai kuriais metalais, pasižymėdamas oksiduojančiomis ir redukuojančiomis savybėmis: šarmais
Šarminiuose tirpaluose disproporcija pasireiškia didesniu mastu:
- 4P + 3KOH + 3H 2 O → PH 3 + 3KH 2 RO 2.
Atkuriamosios savybės
Stiprūs oksidatoriai paverčia fosforą fosforo rūgštimi:
- 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO;
- 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O.
Oksidacijos reakcija taip pat vyksta uždegus degtukus; Bertoleto druska veikia kaip oksidatorius:
- 6P + 5KClO 3 → 5KCl + 3P 2 O 5
Taikymas
Fosforas yra svarbiausias biogeninis elementas ir tuo pačiu labai plačiai naudojamas pramonėje. Raudonasis fosforas naudojamas degtukų gamyboje. Jis kartu su smulkiai šlifuotu stiklu ir klijais užtepamas ant dėžutės šoninio paviršiaus. Kai trinama degtuko galvutė, kurioje yra kalio chlorato ir sieros, užsiliepsnoja.
Elementinis fosforas
Galbūt pirmoji fosforo savybė, kurią žmogus panaudojo, yra degumas. Fosforo degumas yra labai didelis ir priklauso nuo alotropinės modifikacijos.
Baltasis („geltonasis“) fosforas yra chemiškai aktyviausias, toksiškiausias ir degiausias, todėl labai dažnai naudojamas (padegamosiose bombose ir kt.).
Raudonasis fosforas yra pagrindinė pramonės gaminama ir vartojama modifikacija. Jis naudojamas degtukų, sprogmenų, padegamųjų medžiagų, degalų ir didelio slėgio tepalų gamyboje bei kaip geteris kaitinamųjų lempų gamyboje.
Fosforas gyvose ląstelėse yra orto- ir pirofosforo rūgščių pavidalu; jis yra nukleotidų, nukleorūgščių, fosfoproteinų, fosfolipidų, kofermentų ir fermentų dalis. Žmogaus kaulai susideda iš hidroksilapatito 3Ca 3 (PO 4) 3 ·CaF 2 . Dantų emalio sudėtis apima fluorapatitą. Pagrindinis vaidmuo fosforo junginių transformacijoje žmonėms ir gyvūnams tenka kepenims. Fosforo junginių mainus reguliuoja hormonai ir vitaminas D. Kasdienis žmogaus fosforo poreikis – 800-1500 mg. Trūkstant fosforo organizme vystosi įvairios kaulų ligos.
Elementinio fosforo toksikologija
raudonasis fosforas praktiškai netoksiškas. Raudonojo fosforo dulkės, patekusios į plaučius, sukelia lėtinį plaučių uždegimą.
Baltojo fosforo MPC fosforo garams ore yra 0,03 mg/m³.
Fosforo junginių toksikologija
Kai kurie fosforo junginiai (fosfinas) yra labai toksiški. Cheminės kovos medžiagos zarinas, somanas ir tabunas yra fosforo junginiai.
Puslapis 1
Raudonojo fosforo savitasis svoris yra 220; lydosi esant 43 atm slėgiui 590 C temperatūroje.
Raudonasis fosforas intensyviai sąveikauja su šarminiais metalais skystame amoniake, sudarydamas įvairaus polimerizacijos laipsnio šarminių metalų fosfidus, priklausomai nuo fosforo ir šarminio metalo santykio, paimto į reakciją. Vėliau į reakcijos mišinį pridedant alkilhalogenidų susidaro atitinkami fosfinai arba polifosfinai, o papildomai veikiant VI grupės elementus tą patį reakcijos mišinį, susidaro penkiavalenčio fosforo dariniai.
Raudonasis fosforas gaunamas kaitinant baltą 280–340 laipsnių temperatūroje be oro. Tai milteliai. Raudonasis fosforas, skirtingai nei baltasis fosforas, nėra nuodingas.
Raudonasis fosforas gaunamas ilgą laiką kaitinant baltąjį fosforą 280 - 340 C temperatūroje be oro. Tai tamsiai raudoni milteliai, netirpūs vandenyje ir anglies disulfide. Raudonasis fosforas yra chemiškai mažiau aktyvus nei baltasis fosforas. Jis užsidega tik maždaug 260 C temperatūroje.
Raudonasis fosforas gaunamas kaitinant baltąjį fosforą nepasiekiant deguonies 280 - 340 C temperatūroje. Ore jis užsidega 240 C temperatūroje, netirpsta anglies disulfide ir yra mažiau reaktyvus nei baltasis fosforas.
Raudonasis fosforas daugeliu atžvilgių skiriasi nuo baltojo fosforo. Jis yra mažiau toksiškas nei baltasis fosforas, labai lėtai oksiduojasi ore, nešviečia tamsoje ir netirpsta anglies disulfide. Stipriai kaitinant, raudonasis fosforas sublimuoja, o jo garai, sutirštėję, duoda baltąjį fosforą.
Raudonasis fosforas gali atlikti tokias pačias chemines reakcijas kaip ir baltas fosforas, tačiau reakcijos su raudonuoju fosforu vyksta daug lėčiau nei su baltuoju fosforu.
Raudonasis fosforas pasižymi kitokiomis savybėmis nei baltasis ir jo cheminis aktyvumas yra daug mažesnis, todėl ore jis savaime neužsidega. Raudonasis fosforas netirpsta anglies disulfide ir eteryje.
Raudonasis fosforas gaunamas iš baltojo ilgai kaitinant be oro 280 - 300 C. Jo kristalinė gardelė atominė, netirpsta organiniuose tirpikliuose, nėra nuodinga. Laikykite jį sandariai uždarytoje talpykloje.
Raudonasis fosforas praktiškai nesioksiduoja ore ir užsidega tik aukštesnėje nei 250 C temperatūroje.
Paryžiaus bibliotekoje yra rankraštis apie alchemiją, kuriame aprašoma fosforo atradimas. Remiantis dokumentu, tai buvo Alkhidas Bakhilas, kuriam pirmą kartą pavyko išskirti elementą gryna forma.
Jis gyveno XII a. Fosforas vyras gavo distiliuojant šlapimą su kalkėmis ir. Alchemikas šviečiančią medžiagą pavadino eskarbukuliu. Šiuolaikinį elemento pavadinimą suteikė Henningas Brandas.
Jis sujungė graikiškus žodžius „šviesa“ ir „meška“. Vokietis išskyrė baltasis fosforas 1669 m., dokumentuodamas savo nuopelnus kalbėdamas su mokslo bendruomene.
Henningas Brandas, kaip ir Alhidas Bahilas, naudojo išgarintą šlapimą, bet šildė jį baltu smėliu. XVII amžiuje ir net XII amžiuje susidariusios medžiagos švytėjimas atrodė kaip stebuklas. Amžininkai apie fizinę fosforo savybės kitokia išvaizda.
Fosforo fizinės ir cheminės savybės
Fosforo elementasšviečia dėl oksidacijos procesų. Sąveika su deguonimi greita, galimas savaiminis užsidegimas.
Greitas ir gausus cheminės energijos išsiskyrimas lemia jos pavertimą šviesos energija. Procesas vyksta net kambario temperatūroje.
Tai yra spindesio paslaptis fosforo. Deguonis labiausiai reaguoja su balto elemento modifikavimu. Jį galima supainioti su vašku, žvakių parafinu. Medžiaga tirpsta jau 44 laipsnių Celsijaus temperatūroje.
Fosforo savybės balta spalva skiriasi nuo kitų elemento modifikacijų savybių. Pavyzdžiui, jie nėra toksiški.
Bespalvis fosforas yra nuodingas, netirpus vandenyje. Ji, kaip taisyklė, blokuoja miltelių oksidaciją. Nereaguoja su vandeniu baltasis fosforas Lengvai tirpsta organinėse medžiagose, tokiose kaip anglies disulfidas.
Pirmoje modifikacijoje medžiaga fosforas mažiausiai tankus. Viename kubiniame metre yra tik 1800 gramų. Tuo pačiu metu mirtina dozė žmogui yra tik 0,1 gramo.
Dar nuodingesnis geltonasis fosforas. Tiesą sakant, tai yra balta, bet ne rafinuota. Medžiagos tankis toks pat, degumas taip pat.
Lydymosi temperatūra šiek tiek žemesnė – 34 laipsniai. Elementas verda 280 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Dėl taršos degimo metu išsiskiria tiršti dūmai. Geltonasis fosforas, kaip ir baltas fosforas, nereaguoja su vandeniu.
Vis dar yra raudonasis fosforas. Pirmą kartą jis buvo gautas 1847 m. Austrijos chemikas Schretteris anglies monoksido atmosferoje įkaitino baltą elemento modifikaciją iki 500 laipsnių.
Reakcija buvo vykdoma sandarioje kolboje. Gauta fosforo forma pasirodė esanti termodinamiškai stabili. Medžiaga tirpsta tik kai kuriuose išlydytuose metaluose.
uždegti fosforo atomas gali tik tada, kai atmosfera įšyla iki 250 laipsnių Celsijaus. Alternatyva yra aktyvi trintis arba sunkus smūgis.
Raudonojo fosforo spalva yra ne tik raudona, bet ir violetinė. Švytėjimo nėra. Beveik jokio toksiškumo. Toksinis elemento raudonosios modifikacijos poveikis yra minimalus. Todėl pramonėje plačiai naudojamas raudonasis fosforas.
Priešpaskutinė elemento modifikacija yra juoda. Gautas 1914 m., yra pats stabiliausias. Medžiaga turi metalinį blizgesį. Juodojo fosforo paviršius yra blizgus, panašus į.
Modifikacija netinka jokiam tirpikliui, ji užsidega tik iki 400 laipsnių įkaitintoje atmosferoje. Fosforo masė juoda yra didžiausia, kaip ir tankis. Medžiaga „gimsta“ iš baltos spalvos esant 13 000 atmosferų slėgiui.
Jei padidinsite slėgį iki itin aukšto, pasirodys paskutinė metalinė elemento modifikacija. Jo tankis siekia beveik 4 gramus kubiniame centimetre. Fosforo formulė nesikeičia, bet kristalinė gardelė transformuojasi. Jis tampa kubinis. Medžiaga pradeda laiduoti elektrą.
Fosforo naudojimas
Fosforo oksidas tarnauja kaip dūmų agentas. Uždegus geltona elemento modifikacija suteikia storą šydą, kuris yra naudingas gynybos pramonėje.
Visų pirma, fosforo dedama į atsekamąsias kulkas. Paliekant dūminį pėdsaką, jie leidžia koreguoti kryptį, pranešimų tikslumą. Kilometrą prižiūrimas „takas“.
Karinėje pramonėje fosforas, kaip ir degiklis, rado vietą. Atlikdamas šį vaidmenį, elementas taip pat veikia taikiais tikslais. Taigi, raudona modifikacija naudojama degtukų gamyboje. Garai sutepami fosforo-sieros, tai yra 15-ojo elemento sulfidas.
Fosforo chloridas reikalingas plastifikatorių gamyboje. Taip vadinami priedai, didinantys plastikų ir kitų polimerų plastiškumą. Chloridą perka ir ūkininkai. Jie sumaišo medžiagą su insekticidais.
Jie naudojami kenkėjams laukuose, ypač vabzdžiams, naikinti. Purkšti sodinukus ir pesticidus. Jie jau turi duetą. kalcio fosforo arba fosfidai.
Jei vabzdžiai naikinami naudojant fosforo mišinius, tada auginami augalai. Taip, poros azotas-fosforas ir kalio fosforo- trąšų lankytojai. 15-asis elementas maitina sodinukus, pagreitina jų vystymąsi, didina produktyvumą. Fosforas reikalingas ir žmogui.
Kauluose, nukleino grandinėse, baltymuose jo slepiasi apie 800 gramų. Nenuostabu, kad elementas pirmą kartą buvo išgaunamas distiliuojant šlapimą. Kūno atsargas reikia kasdien papildyti 1,2–1,5 gramo. Jie tiekiami su jūros gėrybėmis, ankštiniais augalais, sūriais ir duona.
Fosforo rūgštys dedama į produktus ir dirbtinai. Kam? Praskiesta fosforo rūgštis yra sirupų, marmeladų ir gazuotų gėrimų skonio stipriklis. Jei produkto sudėtyje yra nurodytas E338, mes kalbame apie junginį, kuriame dalyvauja 15-asis periodinės lentelės elementas.
Fosforo naudojimas gamta nesusijusi su savo švytėjimu. Kita vertus, žmogus pabrėžė būtent šią savybę. Taigi, liūto dalis elemento atsargų tenka dažų gamybai. Nuo korozijos juos saugo ir automobiliams skirtos kompozicijos. Išrasti dažai blizgiems paviršiams. Yra medienos, betono, plastiko variantų.
Daugelis sintetinių ploviklių neapsieina be 15-ojo elemento. Juose yra magnio. Fosforas suriša jo jonus.
Priešingu atveju kompozicijų efektyvumas sumažėja. Be 15-ojo elemento kai kurių plienų kokybė taip pat prastėja. Jų pagrindas yra geležies. Fosforas- tik .
Priedas padidina lydinio stiprumą. Mažai legiruotoje plienuose fosforas reikalingas siekiant palengvinti jų apdorojimą ir padidinti atsparumą korozijai.
Fosforo kasyba
Periodinėje lentelėje fosforas yra 15-as, bet pagal gausumą Žemėje – 11-as. Medžiaga nėra reta ir už planetos ribų. Taigi meteorituose yra nuo 0,02 iki 0,94% fosforo. Jis taip pat rastas iš Mėnulio paimtuose dirvožemio mėginiuose.
Žemiškieji stichijos atstovai yra 200 mineralų, kuriuos gamta sukūrė jo pagrindu. Fosforo gryna forma nėra. Net litosferoje jį atstovauja ortofosvatas, tai yra, jis yra oksiduotas iki aukščiausio laipsnio.
Norėdami išskirti gryną elementą, pramonininkai dirba su kalcio fosfatu. Jis gaunamas iš fosforitų ir storapatitų. Tai 2 mineralai, turtingiausi 15 elementu. Po redukcijos reakcijos lieka 100 % fosforo.
Koksas, tai yra anglis, veikia kaip reduktorius. Kalcis tuo pačiu metu yra surištas su smėliu. Visa tai atlieka elektrinių krosnių specialistai. Tai reiškia, kad fosforo išsiskyrimo procesas reiškia elektroterminį.
Tokia yra baltojo arba geltonojo fosforo gamyba. Viskas priklauso nuo valymo laipsnio. Ką reikia padaryti norint paversti gaminį raudonos, juodos spalvos, metalo modifikacijomis, aprašyta skyriuje „Cheminės ir fizikinės elemento savybės“.
Fosforo kaina
Yra firmų ir parduotuvių, kurios specializuojasi cheminių žaliavų tiekime. Fosforas dažniausiai siūlomas po 500 gramų ir kilogramų. Už raudoną modifikaciją, sveriančią 1000 gramų, jie prašo apie 2000 rublių.
Baltasis fosforas siūlomas rečiau ir apie 30-40% pigiau. Juodos ir metalinės modifikacijos yra brangios ir dažniausiai parduodamos pagal užsakymą per dideles gamybos įmones.
geltonasis fosforas
Nerafinuotas baltas fosforas paprastai vadinamas „geltonuoju fosforu“. Labai toksiška (MPC atmosferos ore 0,0005 mg/m3), degi kristalinė medžiaga nuo šviesiai geltonos iki tamsiai rudos. Jis netirpsta vandenyje, lengvai oksiduojasi ore ir užsidega savaime. Jis dega akinančia ryškiai žalia liepsna, skleidžiančia tirštus baltus dūmus. Nepaisant to, kad dėl fosforo ir vandens reakcijos
4P + 6H 2 O > PH 3 + 3H 3 RO 2
išsiskiria nuodingos dujos fosfinas (PH 3), fosforui gesinti naudojamas dideliais kiekiais vanduo arba vario sulfato tirpalas (CuSO 4), po gesinimo fosforas užpilamas šlapiu smėliu. Siekiant apsisaugoti nuo savaiminio užsidegimo, geltonasis fosforas laikomas ir transportuojamas po vandens sluoksniu (kalcio chlorido tirpalu).
raudonasis fosforas
Raudonasis fosforas, dar vadinamas violetiniu fosforu, yra termodinamiškai stabilesnė elementinio fosforo modifikacija. Pirmą kartą jis buvo gautas 1847 m. kaitinant baltąjį fosforą 500 ° C temperatūroje anglies monoksido (CO) atmosferoje sandarioje stiklinėje ampulėje.
Raudonąjį fosforą galima ištirpinti tik tam tikruose išlydytuose metaluose (švine ir bismute), kuris kartais naudojamas dideliems jo kristalams gauti. Netirpus vandenyje, taip pat benzene, anglies disulfide ir kituose, tirpsta fosforo tribromide. Sublimacijos temperatūroje raudonasis fosforas virsta garais, kuriems aušinant susidaro daugiausia baltasis fosforas.
juodasis fosforas
Juodasis fosforas yra termodinamiškai ir chemiškai mažiausiai aktyviausia elementinio fosforo forma. Pirmą kartą juodąjį fosforą 1914 metais gavo amerikiečių fizikas P.U. Bridžmenas iš baltojo fosforo juodų blizgančių didelio tankio kristalų pavidalu (2690 kg/m3).
Juodasis fosforas yra juoda medžiaga su metaliniu blizgesiu, riebi liesti ir labai panaši į grafitą, netirpi vandenyje ar organiniuose tirpikliuose.
metalinis fosforas
Esant 8,3 × 10 10 Pa, juodasis fosforas pereina į naują, dar tankesnę ir inertišką metalinę fazę, kurios tankis yra 3,56 g / cm³, o toliau padidinus slėgį iki 1,25 × 10 11 Pa, jis dar labiau sutankina ir įgyja. kubinė kristalinė gardelė, o jos tankis padidėja iki 3,83 g/cm³. Metalinis fosforas labai gerai praleidžia elektrą.
Fosforas ir jo junginiai
Įvadas
I skyrius. Fosforas kaip elementas ir kaip paprasta medžiaga
1.1. Fosforas gamtoje
1.2. Fizinės savybės
1.3. Cheminės savybės
1.4. Kvitas
1.5. Taikymas
II skyrius. Fosforo junginiai
2.1. oksidai
2.2. Rūgštys ir jų druskos
2.3. Fosfinas
III skyrius. Fosfatinės trąšos
Išvada
Bibliografinis sąrašas
Įvadas
Fosforas (lot. Phosphorus) P – Mendelejevo periodinės sistemos V grupės cheminis elementas, atominis skaičius 15, atominė masė 30.973762(4). Apsvarstykite fosforo atomo struktūrą. Fosforo atomo išoriniame energijos lygyje yra penki elektronai. Grafiškai tai atrodo taip:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 3d 0
1699 m. Hamburgo alchemikas X. Brandas, ieškodamas „filosofinio akmens“, tariamai galinčio netauriuosius metalus paversti auksu, išskyrė baltą vaško pavidalo medžiagą, kuri galėjo švytėti, kai šlapimą išgarindavo anglimi ir smėliu.
Pavadinimas „fosforas“ kilęs iš graikų kalbos. „phos“ – šviesa ir „phoros“ – nešiklis. Rusijoje terminą „fosforas“ 1746 m. įvedė M. V. Lomonosovas.
Pagrindiniai fosforo junginiai yra oksidai, rūgštys ir jų druskos (fosfatai, dihidrofosfatai, hidrofosfatai, fosfidai, fosfitai).
Trąšose yra daug fosforo turinčių medžiagų. Tokios trąšos vadinamos fosfatinėmis.
skyrius aš Fosforas kaip elementas ir kaip paprasta medžiaga
1.1 Fosforas gamtoje
Fosforas yra vienas iš įprastų elementų. Bendras kiekis žemės plutoje yra apie 0,08%. Dėl lengvo oksidavimosi fosforas gamtoje randamas tik junginių pavidalu. Pagrindiniai fosforo mineralai yra fosforitai ir apatitai, iš pastarųjų dažniausiai yra fluorapatitas 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2. Fosforitai plačiai paplitę Urale, Volgos srityje, Sibire, Kazachstane, Estijoje, Baltarusijoje. Didžiausi apatito telkiniai yra Kolos pusiasalyje.
Fosforas yra būtinas gyvų organizmų elementas. Jo yra kauluose, raumenyse, smegenų audiniuose ir nervuose. ATP – adenozino trifosforo rūgšties (ATP – energijos surinkėjas ir nešėjas) molekulės yra pagamintos iš fosforo. Suaugusio žmogaus organizme yra vidutiniškai apie 4,5 kg fosforo, daugiausia kartu su kalciu.
Fosforo taip pat yra augaluose.
Natūralų fosforą sudaro tik vienas stabilus izotopas – 31 P. Šiandien žinomi šeši radioaktyvūs fosforo izotopai.
1.2 Fizinės savybės
Fosforas turi keletą alotropinių modifikacijų – baltą, raudoną, juodą, rudą, violetinį fosforą ir kt. Pirmieji trys iš jų yra labiausiai ištirti.
Baltasis fosforas- bespalvė, gelsva kristalinė medžiaga, švytinti tamsoje. Jo tankis yra 1,83 g/cm3. Netirpus vandenyje, tirpus anglies disulfide. Jis turi būdingą česnako kvapą. Lydymosi temperatūra 44°C, savaiminio užsidegimo temperatūra 40°C. Siekiant apsaugoti baltąjį fosforą nuo oksidacijos, jis laikomas po vandeniu tamsoje (šviesoje vyksta raudonasis fosforas). Šaltyje baltas fosforas yra trapus, aukštesnėje nei 15°C temperatūroje tampa minkštas ir gali būti pjaustomas peiliu.
Baltojo fosforo molekulės turi kristalinę gardelę, kurios mazguose yra P 4 molekulės, turinčios tetraedro formą.
Kiekvienas fosforo atomas yra sujungtas trimis σ ryšiais su kitais trimis atomais.
Baltasis fosforas yra nuodingas ir sukelia sunkiai gyjančius nudegimus.
raudonasis fosforas- miltelių pavidalo medžiaga tamsiai raudonos spalvos, bekvapė, netirpsta vandenyje ir anglies disulfide, nešvyti. Uždegimo temperatūra 260°C, tankis 2,3 g/cm 3 . Raudonasis fosforas yra kelių alotropinių modifikacijų, kurios skiriasi spalva (nuo raudonos iki violetinės), mišinys. Raudonojo fosforo savybės priklauso nuo jo paruošimo sąlygų. Nenuodingas.
juodasis fosforas savo išvaizda panašus į grafitą, liesti, turi puslaidininkių savybių. Tankis 2,7 g/cm 3 .
Raudonasis ir juodasis fosforas turi atominę kristalinę gardelę.
1.3 Cheminės savybės
Fosforas yra nemetalas. Junginiuose dažniausiai būna +5, rečiau - +3 ir -3 (tik fosfiduose).
Reakcijos su baltuoju fosforu yra lengvesnės nei su raudonuoju.
I. Sąveika su paprastomis medžiagomis.
1. Sąveika su halogenais:
2P + 3Cl2 = 2PCl3 (fosforo (III) chloridas),
PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (fosforo (V) chloridas).
2. Sąveika su nemetalais:
2P + 3S = P 2 S 3 (fosforo (III) sulfidas.
3. Sąveika su metalais:
2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (kalcio fosfidas).
4. Sąveika su deguonimi:
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (fosforo (V) oksidas, fosforo anhidridas).
II. Sąveika su sudėtingomis medžiagomis.
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO.
1.4 Kvitas
Fosforas gaunamas iš susmulkintų fosforitų ir apatitų, pastarieji sumaišomi su akmens anglimi ir smėliu ir kaitinami krosnyse 1500 °C temperatūroje:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2
6CaSiO3 + P4 + 10CO.Fosforas išsiskiria garų pavidalu, kurie kondensuojasi imtuve po vandeniu, sudarydami baltąjį fosforą.
Kaitinamas iki 250-300°C, kai nėra oro, baltas fosforas parausta.
Juodasis fosforas gaunamas ilgai kaitinant baltąjį fosforą esant labai aukštam slėgiui (200°C ir 1200 MPa).
1.5 Taikymas
Raudonasis fosforas naudojamas degtukų gamyboje (žr. pav.). Tai dalis mišinio, tepamo ant degtukų dėžutės šoninio paviršiaus. Pagrindinis degtukų galvutės sudėties komponentas yra Bertoleto druska KClO 3 . Nuo degtuko galvutės trinties ant sklaidos, fosforo dalelės užsidega ore. Dėl fosforo oksidacijos reakcijos išsiskiria šiluma, dėl kurios skyla Berthollet druska.
KCl +.Gautas deguonis prisideda prie degtuko galvutės užsidegimo.
Fosforas naudojamas metalurgijoje. Jis naudojamas laidininkams gauti ir yra kai kurių metalinių medžiagų, pavyzdžiui, alavo bronzos, dalis.
Fosforas taip pat naudojamas fosforo rūgšties ir pesticidų (dichlorvoso, chlorofoso ir kt.) gamyboje.
Baltasis fosforas naudojamas dūmų uždangoms kurti, nes degdamas išskiria baltus dūmus.
skyrius II . Fosforo junginiai
2.1 Oksidai
Fosforas sudaro keletą oksidų. Svarbiausi iš jų yra fosforo oksidas (V) P 4 O 10 ir fosforo oksidas (III) P 4 O 6 . Dažnai jų formulės rašomos supaprastinta forma - P 2 O 5 ir P 2 O 3. Šių oksidų struktūra išlaiko tetraedrinį fosforo atomų išsidėstymą.
Fosforo oksidas(III) P 4 O 6 yra vaško pavidalo kristalinė masė, kuri lydosi 22,5°C temperatūroje ir virsta bespalviu skysčiu. nuodingas.
Ištirpinus šaltame vandenyje, susidaro fosforo rūgštis:
P 4 O 6 + 6H 2 O \u003d 4H 3 PO 3,
o reaguojant su šarmais – atitinkamos druskos (fosfitai).
Stiprus reduktorius. Sąveikaujant su deguonimi, jis oksiduojamas iki P 4 O 10.
Fosforo (III) oksidas gaunamas oksiduojant baltąjį fosforą, kai nėra deguonies.
Fosforo oksidas(V) P 4 O 10 – balti kristaliniai milteliai. Sublimacijos temperatūra yra 36°C. Jis turi keletą modifikacijų, iš kurių vienos (vadinamosios lakiosios) sudėtis yra P 4 O 10 . Šios modifikacijos kristalinę gardelę sudaro P 4 O 10 molekulės, tarpusavyje sujungtos silpnomis tarpmolekulinėmis jėgomis, kurios kaitinant lengvai skyla. Taigi šios veislės nepastovumas. Kitos modifikacijos yra polimerinės. Juos sudaro begaliniai PO 4 tetraedrų sluoksniai.
Kai P 4 O 10 sąveikauja su vandeniu, susidaro fosforo rūgštis:
P 4 O 10 + 6H 2 O \u003d 4H 3 PO 4.
Būdamas rūgštus oksidas, P 4 O 10 reaguoja su baziniais oksidais ir hidroksidais.
Jis susidaro aukštos temperatūros fosforo oksidacijos metu deguonies pertekliaus (sausame ore).
Dėl išskirtinio higroskopiškumo fosforo (V) oksidas naudojamas laboratorijose ir pramoninėse technologijose kaip džiovinimo ir sausinimo priemonė. Savo džiovinamuoju poveikiu jis pranoksta visas kitas medžiagas. Chemiškai surištas vanduo pašalinamas iš bevandenės perchlorido rūgšties, susidarant jos anhidridui:
4HClO 4 + P 4 O 10 \u003d (HPO 3) 4 + 2Cl 2 O 7.
2.2 Rūgštys ir jų druskos
a) Fosforo rūgštis H3PO3. Bevandenė fosforo rūgštis H 3 PO 3 sudaro 1,65 g/cm 3 tankio kristalus, lydančius 74°C temperatūroje.
Struktūrinė formulė:
.Kaitinant bevandenį H 3 RO 3, įvyksta disproporcijos reakcija (savaime oksidacija-savaiminis atsistatymas):
4H 3 PO 3 \u003d PH 3 + 3 H 3 PO 4.
Fosforo rūgšties druskos - fosfitai. Pavyzdžiui, K 3 PO 3 (kalio fosfitas) arba Mg 3 (PO 3) 2 (magnio fosfitas).
Fosforo rūgštis H 3 RO 3 gaunama ištirpinant fosforo (III) oksidą vandenyje arba hidrolizuojant fosforo (III) chloridą РCl 3:
РCl 3 + 3H 2 O \u003d H 3 PO 3 + 3HCl.
b) Fosforo rūgštis (ortofosforo rūgštis)H3PO4.
Bevandenė fosforo rūgštis yra šviesūs skaidrūs kristalai, tirpstantys ore kambario temperatūroje. Lydymosi temperatūra 42,35°C. Su vandeniu fosforo rūgštis sudaro bet kokios koncentracijos tirpalus.
