Хар фосфор. Фосфор: атомын бүтэц, химийн болон физик шинж чанар
(эхний электрон)
(Паулингын хэлснээр)
| П | 15 |
| 30,973762 | |
| 3с 2 3х 3 | |
| Фосфор | |
Фосфор- дэлхийн царцдасын хамгийн өргөн тархсан элементүүдийн нэг бөгөөд түүний агууламж нь түүний массын 0.08-0.09% байдаг. Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт төлөвт үүсдэггүй. 190 орчим эрдэс бодис үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь апатит Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl, OH) фосфорит Ca 3 (PO 4) 2 болон бусад. Фосфор нь ногоон ургамлын бүх хэсэгт, тэр ч байтугай жимс, үрэнд агуулагддаг (фосфолипидуудыг үзнэ үү). Амьтны эдэд агуулагддаг, уураг болон бусад чухал органик нэгдлүүдийн (ATP) нэг хэсэг бөгөөд амьдралын элемент юм.
Түүх
Фосфор 1669 онд Гамбургийн алхимич Хенниг Брэнд нээсэн. Брэнд бусад алхимичдын нэгэн адил амьдралын үрэл буюу гүн ухааны чулууг олохыг хичээж, гэрэлтдэг бодис хүлээн авсан.
Хэсэг хугацааны дараа фосфорыг Германы өөр нэг химич Иоганн Кункел гаргаж авсан.
Брэнд, Кункел хоёроос хамааралгүйгээр фосфорыг Р.Бойл 1680 оны 10-р сарын 14-ний өдрийн 1693 онд хэвлэгдсэн "Хүний шээснээс фосфор бэлтгэх арга" гэсэн өгүүлэлд тодорхойлсон байдаг.
Фосфор үйлдвэрлэх сайжруулсан аргыг 1743 онд Андреас Маргграф нийтлэв.
Арабын алхимичид 12-р зуунд фосфор олж авах боломжтой байсан гэсэн нотолгоо байдаг.
нэрний гарал үүсэл
Хүлээн авч байна
- 4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 (илүүдэл хүчилтөрөгчтэй),
- 4P + 3O 2 → 2P 2 O 3 (удаан исэлдэлт эсвэл хүчилтөрөгчийн дутагдалтай).
Олон тооны энгийн бодисуудтай харилцан үйлчилдэг - галоген, хүхэр, зарим металлууд нь исэлдүүлэх, багасгах шинж чанартай байдаг: шүлтүүд
Шүлтлэг уусмалд пропорциональ байдал илүү их тохиолддог.
- 4P + 3KOH + 3H 2 O → PH 3 + 3KH 2 PO 2.
Сэргээх шинж чанар
Хүчтэй исэлдүүлэгч нь фосфорыг фосфорын хүчил болгон хувиргадаг.
- 3P + 5HNO 3 + 2H 2 O → 3H 3 PO 4 + 5NO;
- 2P + 5H 2 SO 4 → 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O.
Шүдэнз асаахад исэлдэх урвал мөн явагдана.Бертоллегийн давс нь исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
- 6P + 5KClO 3 → 5KCl + 3P 2 O 5
Өргөдөл
Фосфор нь биогенийн хамгийн чухал элемент бөгөөд үүний зэрэгцээ үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Улаан фосфорыг шүдэнз үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Нилээд буталсан шил, цавуутай хамт хайрцагны хажуу талд хэрэглэнэ. Калийн хлорат, хүхэр агуулсан шүдэнзний толгойг үрэхэд гал гарч ирдэг.
Элементийн фосфор
Магадгүй хүн өөрийн үйлчилгээнд оруулсан фосфорын анхны шинж чанар бол шатамхай чанар юм. Фосфорын шатамхай чанар нь маш өндөр бөгөөд аллотропийн өөрчлөлтөөс хамаардаг.
Хамгийн идэвхтэй химийн, хортой, шатамхай цагаан ("шар") фосфор тул үүнийг ихэвчлэн ашигладаг (шатаах бөмбөг гэх мэт).
Улаан фосфор нь үйлдвэрүүдийн үйлдвэрлэж, хэрэглэдэг гол өөрчлөлт юм. Энэ нь шүдэнз, тэсрэх бодис, шатаах нэгдэл, түлш, түүнчлэн хэт даралттай тосолгооны материал үйлдвэрлэхэд улайсдаг чийдэн үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Фосфор нь амьд эсэд орто- ба пирофосфорын хүчил хэлбэрээр байдаг бөгөөд энэ нь нуклеотид, нуклейн хүчил, фосфопротейн, фосфолипид, кофермент, ферментийн нэг хэсэг юм. Хүний яс нь гидроксилапатит 3Ca 3 (PO 4) 3 · CaF 2-оос тогтдог. Шүдний паалан нь фторапатит агуулдаг. Хүн, амьтны биед фосфорын нэгдлүүдийг хувиргах гол үүргийг элэг гүйцэтгэдэг. Фосфорын нэгдлүүдийн солилцоо нь гормон, витамин D-ээр зохицуулагддаг. Хүний өдөр тутмын фосфорын хэрэгцээ 800-1500 мг байна. Бие махбодид фосфор дутагдсанаар ясны янз бүрийн өвчин үүсдэг.
Фосфорын элементийн хор судлал
Улаан фосфорбараг хоргүй. Уушиг руу орох улаан фосфорын тоос нь архаг хэлбэрээр уушгины хатгалгаа үүсгэдэг.
Цагаан фосфор Агаар дахь фосфорын уурын концентрацийн дээд хязгаар нь 0.03 мг / м³ байна.
Фосфорын нэгдлүүдийн хор судлал
Зарим фосфорын нэгдлүүд (фосфин) нь маш хортой байдаг. Химийн дайны бодисууд зарин, соман, сүрэг нь фосфорын нэгдлүүд юм.
Хуудас 1
Улаан фосфор нь 2 20 хувийн жинтэй; 590 С-ийн температурт 43 атм даралтаар хайлдаг.
Улаан фосфор нь шингэн аммиак дахь шүлтлэг металлуудтай эрчимтэй харилцан үйлчилж, урвалд орсон фосфор, шүлтлэг металлын харьцаанаас хамаарч янз бүрийн түвшний полимержих шүлтлэг металлын фосфидыг үүсгэдэг. Дараа нь алкил галидыг урвалын холимогт нэмснээр харгалзах фосфин эсвэл полифосфин үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд VI бүлгийн элементүүдийн ижил урвалын холимог дээр нэмэлт нөлөө үзүүлснээр таван валент фосфорын деривативууд үүсдэг.
Улаан фосфорыг цагаан фосфорыг 280 - 340 хэмд агааргүй халааж гаргаж авдаг. Энэ нь нунтаг юм. Улаан фосфор нь цагаанаас ялгаатай нь хортой биш юм.
Улаан фосфорыг цагаан фосфорыг 280 - 340 С-т агаарт нэвтрэхгүйгээр удаан хугацаанд халааж авдаг. Энэ нь ус болон нүүрстөрөгчийн дисульфидэд уусдаггүй хар хүрэн улаан нунтаг юм. Улаан фосфор нь химийн хувьд цагаан фосфороос бага идэвхтэй байдаг. Энэ нь зөвхөн 260 С-ийн температурт гал авалцдаг.
Улаан фосфорыг цагаан хүчилтөрөгчийг 280 - 340 С-т халаах замаар олж авдаг. Агаарт 240 С-т гал авалцдаг, нүүрстөрөгчийн дисульфидэнд уусдаггүй, цагаан фосфороос бага урвалд ордог.
Улаан фосфор нь цагаан фосфороос олон талаараа ялгаатай. Энэ нь цагаан фосфортой харьцуулахад хор багатай, агаарт маш удаан исэлддэг, харанхуйд гэрэлтдэггүй, нүүрстөрөгчийн дисульфид уусдаггүй. Хүчтэй халаалттай бол улаан фосфор нь дээд цэгтээ хүрч, түүний уур нь өтгөрүүлсэн үед цагаан фосфор өгдөг.
Улаан фосфор нь цагаан фосфортой ижил химийн урвал явуулах чадвартай боловч улаан фосфортой урвал нь цагаан фосфортой харьцуулахад хамаагүй удаан байдаг.
Улаан фосфор нь цагаанаас ялгаатай шинж чанартай бөгөөд химийн идэвхжил нь хамаагүй бага тул агаарт өөрөө шатдаггүй. Улаан фосфор нь нүүрстөрөгчийн дисульфид болон эфирт уусдаггүй.
Улаан фосфорыг 280 - 300 С-т агаар оруулахгүйгээр удаан халаах замаар цагаан фосфороос гаргаж авдаг. Түүний болор тор нь атом шинж чанартай, органик уусгагчид уусдаггүй, хортой биш юм. Үүнийг сайтар битүүмжилсэн саванд хадгална.
Улаан фосфор нь агаарт бараг исэлддэггүй бөгөөд зөвхөн 250 хэмээс дээш температурт гал авалцдаг.
Парисын номын санд алхимийн тухай бичсэн гар бичмэл байдаг фосфорын нээлт... Баримт бичгийн дагуу Алхид Бахил элементийг хамгийн цэвэр хэлбэрээр нь тусгаарласан анхны хүн юм.
Тэрээр 12-р зуунд амьдарч байжээ. Фосфоршээсийг шохойгоор нэрж хүлээн авсан хүн ба. Алхимич гэрэлтдэг бодисыг эскарбукул гэж нэрлэсэн. Элементийн одоогийн нэрийг Хеннинг Брэнд өгсөн.
Тэрээр "гэрэл", "би тэвчих" гэсэн грек үгсийг нэгтгэсэн. Герман хүн онцолсон цагаан фосфор 1669 онд түүний гавьяаг баримтжуулж, шинжлэх ухааны нийгэмлэгт ярьжээ.
Henning Brand нь Alhid Bahil шиг ууршсан шээсийг ашигласан боловч цагаан элсээр халаадаг байв. 17-р зуун, 12-р зуунд үүссэн бодисын гэрэлтэлт нь гайхамшиг мэт санагдаж байв. Орчин үеийн хүмүүс бие махбодтой байдаг фосфорын шинж чанарөөр дүр төрх.
Фосфорын физик, химийн шинж чанар
Фосфорын элементисэлдэлтийн процессын улмаас гэрэлтдэг. Хүчилтөрөгчтэй харьцах нь хурдан, өөрөө гал асаах боломжтой.
Химийн энерги хурдан бөгөөд элбэг дэлбэг ялгарах нь түүнийг гэрлийн энерги болгон хувиргахад хүргэдэг. Уг процесс нь өрөөний температурт ч явагддаг.
Энэ бол гялалзах нууц юм фосфор. ХүчилтөрөгчЦагаан элементийн өөрчлөлтөөр хамгийн амархан хариу үйлдэл үзүүлдэг. Үүнийг лав, лааны парафинтай андуурч болно. Уг бодис аль хэдийн 44 хэмд хайлдаг.
Фосфорын шинж чанарцагаан өнгө нь бусад элементийн өөрчлөлтийн шинж чанараас ялгаатай. Тэд, жишээлбэл, хоргүй байдаг.
Өнгөгүй фосфор нь хортой бөгөөд усанд уусдаггүй. Энэ нь дүрмээр бол нунтаг исэлдэлтээс хамгаалагдсан байдаг. Устай урвалд орохгүйгээр, цагаан фосфорорганик бодис, жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн дисульфид амархан уусдаг.
Эхний өөрчлөлтөөр бодис фосфорхамгийн бага нягт. Нэг куб метрт ердөө 1800 грамм байдаг. Үүний зэрэгцээ хүний үхлийн тун нь ердөө 0.1 грамм байна.
Бүр илүү хортой шар фосфор... Үнэн хэрэгтээ энэ нь нэг төрлийн цагаан боловч боловсронгуй биш юм. Бодисын нягт ижил, шатамхай чанар нь ижил байна.
Хайлах цэг нь арай бага - 34 градус байна. Элемент 280 Цельсийн температурт буцалгана. Бохирдлын улмаас шаталтын явцад өтгөн утаа ялгардаг. Шар фосфор нь цагаан шиг устай урвалд ордоггүй.
Одоо ч байгаа улаан фосфор... Анх 1847 онд хүлээн авсан. Австрийн химич Шрёттер уг элементийн цагаан өөрчлөлтийг нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн уур амьсгалд 500 градус хүртэл халаасан.
Урвалыг битүүмжилсэн колбонд хийсэн. Үүссэн фосфорын төрөл нь термодинамикийн хувьд тогтвортой болсон. Уг бодис нь зөвхөн зарим хайлсан металлд уусдаг.
Гал асаах фосфорын атомагаар мандалд 250 хэм хүртэл дулаарах үед л боломжтой. Альтернатив арга бол идэвхтэй үрэлт буюу хүчтэй цохилт юм.
Улаан фосфорын өнгө нь зөвхөн час улаан төдийгүй нил ягаан өнгөтэй байдаг. Гялалзсан зүйл алга. Мөн хордлого нь бараг байхгүй. Элементийн улаан өөрчлөлтийн хортой нөлөө бага байна. Тиймээс энэ нь үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг час улаан фосфор юм.
Эцсийн өмнөх элементийн өөрчлөлт нь хар өнгөтэй байна. 1914 онд олж авсан, энэ нь хамгийн тогтвортой юм. Уг бодис нь метал гялбаатай. Хар фосфорын гадаргуу нь гялгар, төстэй.
Өөрчлөлт нь ямар ч уусгагчийг ашиглахгүй бөгөөд зөвхөн 400 градус хүртэл халсан агаар мандалд гал авалцдаг. Фосфорын массХар бол нягтралын нэгэн адил хамгийн том нь юм. Уг бодис нь 13000 атмосферийн даралтанд цагаанаас "төрдөг".
Хэрэв даралтыг хэт өндөрт хүргэвэл элементийн сүүлчийн металл өөрчлөлт гарч ирнэ. Түүний нягтрал нь куб см тутамд бараг 4 грамм хүрдэг. Фосфорын томъёоөөрчлөгддөггүй, харин болор тор нь өөрчлөгддөг. Энэ нь куб болж хувирдаг. Уг бодис нь цахилгаан гүйдэл дамжуулж эхэлдэг.
Фосфорын хэрэглээ
Фосфорын исэлутаа үүсгэгч бодисоор үйлчилдэг. Гал асаах үед элементийн шар өөрчлөлт нь батлан хамгаалах салбарт хэрэг болох зузаан хөшиг үүсгэдэг.
Тодруулбал, мөшгих суманд фосфор нэмж өгдөг. Тэдний ард утаатай ул мөр үлдээснээр тэд мессежийн чиглэл, нарийвчлалыг тохируулах боломжийг танд олгоно. "Зам" нь нэг километрийн турш хадгалагдан үлджээ.
Цэргийн үйлдвэрт фосфор яг л гал асаагчтай адил байр сууриа олсон. Энэ үүрэгт элемент нь мөн энх тайвны зорилгоор ажилладаг. Тиймээс улаан өөрчлөлтийг шүдэнз үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тэд уураар тосолно фосфор-хүхэр, өөрөөр хэлбэл 15-р элементийн сульфид.
Фосфорын хлорид нь хуванцаржуулагч үйлдвэрлэхэд шаардлагатай байдаг. Энэ нь хуванцар болон бусад полимерийн уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэх нэмэлт бодисуудын нэр юм. Хлоридыг тариаланчид ч худалдаж авдаг. Тэд бодисыг шавьж устгах бодисоор холино.
Тэд талбайн хортон шавьж, ялангуяа шавжийг устгахад ашигладаг. Тариалалтыг пестицидээр шүршинэ. Тэд аль хэдийн дуэттэй болсон кальци-фосфорэсвэл фосфидууд.
Фосфорын хольцын тусламжтайгаар шавьж устгасан бол ургамал ургуулдаг. Тиймээс, хосууд азот-фосфорболон калийн фосфор- тогтмол бордоо. 15-р элемент нь модыг тэжээж, хөгжлийг хурдасгаж, бүтээмжийг нэмэгдүүлдэг. Фосфор нь хүмүүст бас хэрэгтэй.
Яс, нуклейн хүчлийн гинж, уураг, 800 орчим грамм нуугдаж байдаг. Элементийг анх шээсийг нэрэх замаар олж авсан нь дэмий хоосон биш юм. Биеийн нөөцийг өдөрт 1.2-1.5 граммаар дүүргэх шаардлагатай. Тэд далайн хоол, буурцагт ургамал, бяслаг, талхтай ирдэг.
Фосфорын хүчилбүтээгдэхүүнд нэмж, зохиомлоор . Юуны төлөө? Шингэрүүлсэн фосфорын хүчил нь сироп, мармелад, карбонатлаг ундааны амтыг сайжруулдаг. Хэрэв бүтээгдэхүүнд E338-ийг зааж өгсөн бол бид үелэх системийн 15-р элементийн оролцоотой нэгдлийн тухай ярьж байна.
Фосфорын хэрэглээБайгаль нь үүнийг гэрэл гэгээтэй нь холбосонгүй. Нөгөө талаас мань хүн энэ өмчид анхаарлаа хандуулсан. Тиймээс элементийн нөөцийн арслангийн хувь нь будаг үйлдвэрлэхэд ордог. Машинд зориулсан найрлага нь зэврэлтээс хамгаалдаг. Гялалзсан гадаргуу болон гадаргуугийн будаг зохион бүтээжээ. Мод, бетон, хуванцар сонголтууд байдаг.
Олон тооны синтетик угаалгын нунтаг 15-р элементгүйгээр хийж чадахгүй. Тэд агуулдаг магни. Фосфорионуудыг нь холбодог.
Үгүй бол найрлагын үр нөлөө буурна. 15-р элементгүй бол зарим гангийн чанар мөн буурдаг. Тэдний үндэс нь төмөр. Фосфор- зөвхөн.
Нэмэлт нь хайлшийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Бага хайлштай гангаар харьцах ажлыг хөнгөвчлөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд фосфор хэрэгтэй.
Фосфорын олборлолт
Фосфор нь үечилсэн хүснэгтэд 15-т, харин дэлхий дээрх тархалтын хувьд 11-т ордог. Уг бодис нь манай гаригаас гадуур ховор байдаггүй. Тиймээс солирууд нь 0.02-0.94% фосфор агуулдаг. Энэ нь сарнаас авсан хөрсний дээжээс ч олддог.
Элементийн хуурай газрын төлөөлөгчид - түүний үндсэн дээр байгалиас бий болгосон 200 ашигт малтмал. Фосфор нь цэвэр хэлбэрээр олддоггүй. Тэр ч байтугай литосферт үүнийг ортофосватаар төлөөлдөг, өөрөөр хэлбэл хамгийн дээд хэмжээгээр исэлддэг.
Цэвэр элементийг тусгаарлахын тулд үйлдвэрчид кальцийн фосфаттай ажилладаг. Үүнийг фосфорит ба вторапатитаас гаргаж авдаг. Эдгээр нь 15-р элементээр хамгийн баялаг 2 эрдэс юм. Бууруулах урвалын дараа 100% фосфор үлдэнэ.
Кокс, өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгч нь бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний зэрэгцээ кальци нь элсээр холбогддог. Энэ бүхнийг цахилгаан зуухны мэргэжилтнүүд хийдэг. Өөрөөр хэлбэл, фосфор ялгаруулах үйл явц нь цахилгаан дулаан юм.
Энэ бол цагаан эсвэл шар фосфорын үйлдвэрлэл юм. Энэ бүхэн цэвэрлэгээний зэргээс хамаарна. Бүтээгдэхүүнийг улаан, хар, металлын өөрчлөлтөд хувиргахын тулд юу хийх шаардлагатайг "Элементийн химийн болон физик шинж чанар" бүлэгт тайлбарласан болно.
Фосфорын үнэ
Химийн түүхий эд нийлүүлэх чиглэлээр мэргэшсэн пүүс, дэлгүүрүүд байдаг. Фосфорыг ихэвчлэн 500 грамм, килограммаар савлаж өгдөг. 1000 грамм жинтэй улаан өөрчлөлтийн хувьд тэд 2000 орчим рубль хүсдэг.
Цагаан фосфорыг бага санал болгодог бөгөөд 30-40% хямд байдаг. Хар ба металлын өөрчлөлтүүд нь үнэтэй бөгөөд ихэвчлэн томоохон аж ахуйн нэгжүүдээр дамжуулан захиалгаар зарагддаг.
Шар фосфор
Түүхий цагаан фосфорыг ихэвчлэн "шар фосфор" гэж нэрлэдэг. Маш хортой (агаар мандлын агаар дахь MPC 0.0005 мг / м³), цайвар шараас хар хүрэн өнгөтэй шатамхай талст бодис. Усанд уусдаггүй, агаарт амархан исэлдэж, аяндаа гал авалцдаг. Гялалзсан тод ногоон дөлөөр шатаж, өтгөн цагаан утаа ялгаруулна. Хэдийгээр фосфор, усны хоорондох урвалын үр дүнд
4P + 6H 2 O> PH 3 + 3H 3 PO 2
хортой хий фосфин (PH 3) ялгарч, их хэмжээний ус эсвэл зэсийн сульфатын уусмал (CuSO 4) фосфорыг унтрааж, фосфорыг унтраасны дараа нойтон элсээр хучдаг. Аяндаа шатахаас сэргийлэхийн тулд шар фосфорыг усны давхарга (кальцийн хлоридын уусмал) дор хадгалж, тээвэрлэдэг.
Улаан фосфор
Нил ягаан фосфор гэж нэрлэгддэг улаан фосфор нь элементийн фосфорын термодинамикийн хувьд илүү тогтвортой өөрчлөлт юм. Үүнийг анх 1847 онд цагаан фосфорыг нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн (CO) агаар мандалд битүүмжилсэн шилэн ампуланд 500 хэмд халаах замаар гаргаж авсан.
Улаан фосфорыг зөвхөн зарим хайлсан металлд (хар тугалга, висмут) уусгах боломжтой бөгөөд үүнийг заримдаа том талстыг нь олж авахад ашигладаг. Энэ нь ус, түүнчлэн бензол, нүүрстөрөгчийн дисульфид болон бусад зүйлд уусдаггүй тул бид фосфорын трибромид уусдаг. Сублимацийн температурт улаан фосфор нь уур болж хувирдаг бөгөөд хөргөсний дараа голчлон цагаан фосфор үүсдэг.
Хар фосфор
Хар фосфор нь элементийн фосфорын хамгийн тогтвортой термодинамик, химийн хувьд хамгийн бага идэвхтэй хэлбэр юм. Анх удаа хар фосфорыг 1914 онд Америкийн физикч П.У. Бриджман нь өндөр (2690 кг / м3) нягттай хар гялалзсан талст хэлбэрээр цагаан фосфороор хийсэн.
Хар фосфор нь металл гялалзсан, хүрэхэд тослог, бал чулуутай маш төстэй, ус эсвэл органик уусгагчид бүрэн уусдаг хар бодис юм.
Металл фосфор
8.3 × 10 10 Па-д хар фосфор нь 3.56 г / см3 нягттай шинэ, бүр нягт, илүү идэвхгүй металл фаз руу шилжиж, даралт 1.25 × 10 11 Па хүртэл нэмэгдэх тусам улам нягт болж, куб болор торыг олж авахын зэрэгцээ нягтрал нь 3.83 г / см3 хүртэл нэмэгддэг. Металл фосфор нь цахилгаан гүйдлийг маш сайн дамжуулдаг.
Фосфор ба түүний нэгдлүүд
Танилцуулга
I бүлэг Фосфор нь элемент ба энгийн бодисын хувьд
1.1. Байгаль дахь фосфор
1.2. Физик шинж чанарууд
1.3. Химийн шинж чанар
1.4. Хүлээн авч байна
1.5. Өргөдөл
II бүлэг. Фосфорын нэгдлүүд
2.1. Оксидууд
2.2. Хүчил ба тэдгээрийн давс
2.3. Фосфин
III бүлэг. Фосфатын бордоо
Дүгнэлт
Ном зүйн жагсаалт
Танилцуулга
Фосфор (Латин Фосфор) Р нь Менделеевийн үечилсэн системийн V бүлгийн химийн элемент бөгөөд атомын дугаар 15, атомын масс 30.973762 (4). Фосфорын атомын бүтцийг авч үзье. Фосфорын атомын гаднах энергийн түвшинд таван электрон байдаг. Графикийн хувьд энэ нь дараах байдалтай байна.1с 2 2с 2 2х 6 3с 2 3х 3 3г 0
1699 онд Гамбургийн алхимич Х.Бренд үндсэн металлыг алт болгон хувиргах чадвартай гэгдэх "гүн ухааны чулуу"-г хайж, шээсийг нүүрс, элстэй хамт ууршуулахдаа гэрэлтэх чадвартай цагаан лавлаг бодисыг ялгаж авчээ.
"Фосфор" гэдэг нэр нь Грекээс гаралтай. "Phos" - гэрэл ба "phoros" - тээвэрлэгч. Орос улсад "фосфор" гэсэн нэр томъёог 1746 онд М.В. Ломоносов.
Фосфорын үндсэн нэгдлүүдэд исэл, хүчил ба тэдгээрийн давс (фосфат, дигидроген фосфат, устөрөгчийн фосфат, фосфид, фосфит) орно.
Бордоо нь их хэмжээний фосфор агуулсан бодис агуулдаг. Ийм бордоог фосфорын бордоо гэж нэрлэдэг.
Бүлэг I Фосфор нь элемент ба энгийн бодис юм
1.1 Байгаль дахь фосфор
Фосфор бол нийтлэг элементүүдийн нэг юм. Дэлхийн царцдас дахь нийт агууламж ойролцоогоор 0.08% байна. Фосфор нь амархан исэлдэх чадвартай тул байгальд зөвхөн нэгдлүүд хэлбэрээр байдаг. Фосфорын үндсэн эрдэс бодисууд нь фосфорит ба апатитууд бөгөөд сүүлийнх нь фторапатит 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 нь хамгийн өргөн тархсан байдаг. Фосфоритууд нь Урал, Волга, Сибирь, Казахстан, Эстони, Беларусь зэрэгт өргөн тархсан. Апатитын хамгийн том ордууд Кола хойг дээр байрладаг.
Фосфор бол амьд организмын зайлшгүй элемент юм. Энэ нь яс, булчин, тархины эд, мэдрэлд агуулагддаг. ATP молекулууд нь фосфороос бүрддэг - аденозин трифосфорын хүчил (ATP нь энерги цуглуулагч ба тээвэрлэгч юм). Насанд хүрсэн хүний биед дунджаар 4.5 кг фосфор, гол төлөв кальцитай хослуулан агуулагддаг.
Фосфор нь ургамалд бас байдаг.
Байгалийн фосфор нь зөвхөн нэг тогтвортой 31 R изотопоос бүрддэг. Өнөөдөр фосфорын зургаан цацраг идэвхт изотопыг мэддэг.
1.2 Физик шинж чанар
Фосфор нь хэд хэдэн аллотропийн өөрчлөлттэй байдаг - цагаан, улаан, хар, хүрэн, нил ягаан фосфор гэх мэт. Эдгээрээс эхний гурав нь хамгийн их судлагдсан байдаг.
Цагаан фосфор- өнгөгүй, шаргал өнгөтэй талст бодистой, харанхуйд гэрэлтдэг. Түүний нягт нь 1.83 г / см3 байна. Энэ нь усанд уусдаггүй, нүүрстөрөгчийн дисульфид сайн уусдаг. Сармисын өвөрмөц үнэртэй. Хайлах цэг 44 ° С, өөрөө гал асаах температур 40 ° С. Цагаан фосфорыг исэлдэлтээс хамгаалахын тулд харанхуйд усан дор хадгалдаг (гэрэлд улаан фосфор болж хувирдаг). Хүйтэн үед цагаан фосфор нь эмзэг, 15 хэмээс дээш температурт зөөлөн болж, хутгаар зүсдэг.
Цагаан фосфорын молекулууд нь талст тортой бөгөөд тэдгээрийн зангилаанд тетраэдр хэлбэртэй P 4 молекулууд байдаг.
Фосфорын атом бүр нь бусад гурван атомтай гурван σ-бондоор холбогддог.
Цагаан фосфор нь хортой тул эдгээхэд хэцүү түлэгдэлт үүсгэдэг.
Улаан фосфор- хар улаан өнгийн үнэргүй нунтаг бодис, ус болон нүүрстөрөгчийн дисульфидэд уусдаггүй, гэрэлтдэггүй. Гал асаах температур 260 ° C, нягт нь 2.3 г / см 3. Улаан фосфор нь өнгөөрөө ялгаатай (час улаанаас нил ягаан хүртэл) хэд хэдэн аллотропийн өөрчлөлтүүдийн холимог юм. Улаан фосфорын шинж чанар нь түүнийг үйлдвэрлэх нөхцлөөс хамаарна. Хортой биш.
Хар фосфоргадаад төрхөөрөө бал чулуутай төстэй, хүрэхэд тослог, хагас дамжуулагч шинж чанартай. Нягт 2.7 г / см 3.
Улаан ба хар фосфор нь атомын болор тортой.
1.3 Химийн шинж чанар
Фосфор бол металл бус бодис юм. Нэгдлүүдийн хувьд энэ нь ихэвчлэн +5 исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг, бага давтамжтай - +3 ба -3 (зөвхөн фосфидын хувьд).
Цагаан фосфортой урвалд орох нь улаан фосфортой харьцуулахад илүү хялбар байдаг.
I. Энгийн бодисуудтай харилцах.
1. Галогентэй харилцан үйлчлэл:
2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 (фосфор (III) хлорид),
PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (фосфор (V) хлорид).
2. Нематалтай харьцах:
2P + 3S = P 2 S 3 (фосфор (III) сульфид.
3. Металлуудтай харилцах:
2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (кальцийн фосфид).
4. Хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэх:
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (фосфорын (V) исэл, фосфорын ангидрид).
II. Нарийн төвөгтэй бодисуудтай харилцан үйлчлэх.
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO.
1.4 Авах
Фосфорыг буталсан фосфорит ба апатитаас гаргаж авдаг бөгөөд сүүлчийнх нь нүүрс, элстэй холилдож, 1500 ° C-ийн зууханд шохойждог.
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2
6CaSiO 3 + P 4 + 10CO.Фосфор нь уур хэлбэрээр ялгардаг бөгөөд энэ нь усан доорх хүлээн авагчид конденсацлан цагаан фосфор үүсгэдэг.
Агаар нэвтрэхгүйгээр 250-300 хэм хүртэл халаахад цагаан фосфор улаан болж хувирдаг.
Хар фосфорыг цагаан фосфорыг маш өндөр даралтаар (200 ° C ба 1200 МПа) удаан хугацаагаар халаах замаар олж авдаг.
1.5 Өргөдөл
Улаан фосфорыг шүдэнз үйлдвэрлэхэд ашигладаг (зураг харна уу). Энэ нь шүдэнзний хайрцагны хажуу талд түрхсэн хольцын нэг хэсэг юм. Шүдэнзний толгойн найрлагын гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь Бертоллегийн KClO 3 давс юм. Хайрцагны тархалтын эсрэг шүдэнзний толгойн үрэлтээс фосфорын хэсгүүд агаарт гал авалцдаг. Фосфорын исэлдэлтийн урвалын үр дүнд дулаан ялгарч, бертоллетийн давс задрахад хүргэдэг.
KCl +.Үүссэн хүчилтөрөгч нь шүдэнзний толгойг асаахад хувь нэмэр оруулдаг.
Фосфорыг металлургийн салбарт ашигладаг. Энэ нь дамжуулагчийг олж авахад хэрэглэгддэг бөгөөд цагаан тугалга хүрэл зэрэг зарим металл материалын нэг хэсэг юм.
Фосфорыг мөн фосфорын хүчил, пестицид (дихлорвос, хлорофос гэх мэт) үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Цагаан фосфор нь шатах үед цагаан утаа үүсгэдэг тул утааны дэлгэцийг бий болгоход ашигладаг.
Бүлэг II ... Фосфорын нэгдлүүд
2.1 Оксид
Фосфор нь хэд хэдэн исэл үүсгэдэг. Тэдгээрийн хамгийн чухал нь фосфор (V) оксид P 4 O 10 ба фосфор (III) оксид P 4 O 6 юм. Ихэнхдээ тэдгээрийн томъёог хялбаршуулсан хэлбэрээр бичдэг - P 2 O 5 ба P 2 O 3. Эдгээр ислийн бүтэц нь фосфорын атомуудын тетраэдр зохион байгуулалтыг хадгалдаг.
Фосфорын исэл(III) P 4 O 6 нь 22.5 хэмд хайлж, өнгөгүй шингэн болж хувирдаг лав хэлбэртэй талст масс юм. Хортой.
Хүйтэн усанд уусвал фосфорын хүчил үүсгэдэг.
P 4 O 6 + 6H 2 O = 4H 3 PO 3,
шүлттэй урвалд ороход харгалзах давс (фосфитууд).
Хүчтэй бууруулагч бодис. Хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд P 4 O 10 болж исэлддэг.
Фосфор (III) ислийг хүчилтөрөгчийн дутагдалтай цагаан фосфорыг исэлдүүлэх замаар олж авдаг.
Фосфорын исэл(V) P 4 O 10 нь цагаан талст нунтаг юм. Сублимацийн температур 36 ° C байна. Энэ нь хэд хэдэн өөрчлөлттэй бөгөөд тэдгээрийн нэг нь (дэгдэмхий гэж нэрлэгддэг) P 4 O 10 найрлагатай. Энэхүү өөрчлөлтийн болор тор нь халах үед амархан хуваагддаг молекул хоорондын сул хүчээр хоорондоо холбогдсон Р 4 О 10 молекулуудаас бүрддэг. Тиймээс энэ зүйлийн тогтворгүй байдал. Бусад өөрчлөлтүүд нь полимер юм. Тэдгээр нь PO 4 тетраэдрүүдийн төгсгөлгүй давхаргаас үүсдэг.
P 4 O 10 устай харилцан үйлчлэхэд фосфорын хүчил үүсдэг.
P 4 O 10 + 6H 2 O = 4H 3 PO 4.
Хүчиллэг ислийн хувьд P 4 O 10 нь үндсэн исэл ба гидроксидтэй урвалд ордог.
Илүүдэл хүчилтөрөгч (хуурай агаар) дахь фосфорыг өндөр температурт исэлдүүлэх үед үүсдэг.
Онцгой гигроскопийн улмаас фосфор (V) оксидыг лабораторийн болон үйлдвэрлэлийн технологид хатаах, усгүйжүүлэх бодис болгон ашигладаг. Хатаах нөлөөгөөр бусад бүх бодисоос давж гардаг. Энэ нь усгүй перхлорт хүчлээс химийн холбоотой усыг зайлуулж, ангидрид үүсгэдэг.
4HClO 4 + P 4 O 10 = (HPO 3) 4 + 2Cl 2 O 7.
2.2 Хүчил ба тэдгээрийн давс
а) Фосфорын хүчил H 3 PO 3. Усгүй фосфорын хүчил H 3 PO 3 нь 74 хэмд хайлж, 1.65 г / см 3 нягттай талст үүсгэдэг.
Бүтцийн томъёо:
.Усгүй H 3 PO 3-ийг халаах үед диспропорциональ урвал (өөрөө исэлдэх-өөрийгөө эдгээх) үүсдэг.
4H 3 PO 3 = PH 3 + 3H 3 PO 4.
Фосфорын хүчлийн давс - фосфитууд... Жишээлбэл, K 3 PO 3 (калийн фосфит) эсвэл Mg 3 (PO 3) 2 (магнийн фосфит).
Фосфорын хүчил H 3 PO 3 нь фосфор (III) оксидыг усанд уусгах эсвэл фосфор (III) хлоридын РCl 3-ийн гидролизийн аргаар гаргаж авдаг.
РCl 3 + 3H 2 O = H 3 PO 3 + 3HCl.
б) Фосфорын хүчил (ортофосфорын хүчил) H 3 PO 4.
Усгүй фосфорын хүчил нь өрөөний температурт агаарт тархдаг цайвар тунгалаг талст юм. Хайлах цэг 42.35 ° C. Устай хамт фосфорын хүчил нь ямар ч концентрацитай уусмал үүсгэдэг.
