P4-kjemi. Fosfor (P) er et sentralt element i kroppens liv. Atomisk og molekylvekt av fosfor

Fosfor er et viktig element fra den femte gruppen av det periodiske bordet av Mendeleev. De kjemiske egenskapene til fosforet avhenger av modifikasjonen. Den mest aktive substansen er et hvitt fosfor, oksiderende i luft. Fosfor har to valens (III og V) og tre oksidasjonsgrader - +5, +3, -3.

Fosfor og forbindelser

Phosfor har tre allotropiske modifikasjoner, karakterisert ved kjemiske og fysiske egenskaper:

• hvit;
• rød;
• det svarte.

Under fosfor i kjemiske reaksjoner er hvitt fosfor (P 4) oftest forstått. Rødfosfor reagerer under visse forhold. For eksempel reagerer med vann ved oppvarming og under trykk. Svart fosfor er praktisk talt inert.

Fig. 1. Glødende hvitt fosfor.

Fosfor reagerer med enkle og sofistikerte stoffer, som danner:

• fosfin;
• fosforsyre;
• fosfider;
• oksider.

Fosfin (pH 3) er dårlig oppløselig i vann giftig gass, en analog ammoniakk. I fravær av oksygen, når oppvarmet dekomponeres på enkle stoffer - fosfor og hydrogen.

Fig. 2. Fosfin.

Fosfor eller ortofosforsyre (H3 PO4) dannes når fosforet interagerer eller fosforoksid (V) med vann.

Fosphides - salter dannet når de samhandler med metaller eller ikke-metaller. De er ustabile og lett dekomponert under påvirkning av syrer eller vann.

Fosfor kan danne to oksid - P2O3 og P 2 O 5.

H 3 PO 4 er en intergratsyre som manifesterer amfotere egenskaper når de samhandler med sterk syre. Fosforsyre danner fosfater.

Kjemiske egenskaper

De viktigste kjemiske egenskapene til fosfor og dens tilkoblinger er beskrevet i tabellen.

Substans	Reaksjon	Funksjoner	Ligningen
		Med et overskudd av O 2, danner det fosforoksid (V)	4p + 5o 2 → 2p 2 o 5; 4p + 3o 2 → 2p 2 o 3
	Med metall	Er en oksidasjonsmiddel	3mg + 2p → mg 3 p 2
	Med halogener og ikke-metaller	Reagerer ikke med hydrogen	2p + 3s → P 2 S 3
			8p + 12n 2 o → 5RN 3 + 3N 3 PO 2
	Med syrer		2p + 5h 2 så 4 → 2h 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
	Med alkalier		P 4 + 3NAOH + 3H20 → PH 3 + 3NAH 2 PO 2
		Brannfarlig i luft	PH 3 + 2O 2 → H 3 PO 4
	Med halogener og ikke-metaller		PH 3 + 2i 2 + 2h 2 o → H (pH 2 o 2) + 4hi
	Med syrer	Viser egenskapene til reduksjonsmiddelet	PH 3 + 3H2SO4 → H2 (PHO2) + 3SO 2 + 3H20
	Med metaller	Med aktive metaller	2H 3 PO 4 + 3CA → CA 3 (PO 4) 2 + 3H 2
		Gjenstand for dissosiasjon	H 3 PO 4 + H 2 O ↔ H 3 O + + H2PO 4 -
	Med alkalier	Skjemaer sure eller alkaliske fosfater	H 3 PO 4 + 3NAOH → NA 3 PO 4 + 3H 2 O
	Med oksider		2H 3 PO 4 + 3K 2 O → 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
			2H 3 PO 4 + 3CACO 3 → CA 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O + 3CO 2
	Med ammoniakk		H 3 PO 4 + 3NH 3 → (NH 4) 3 PO 4
	Med halogener og ikke-metaller		2p 2 o 3 + 6cl 2 → 4pcl 3 o + o2; 2p 2 o 3 + 9s → P 4 S 6 + 3SO 2
		Sakte reagerer med kaldt vann og raskt - med varmt	P 2 O 3 + 3H 2 O → 2H 3 PO 3
	Med alkalier		P 2 O 3 + 4NAOH → 2NA 2 HPO 3 + H 2 O
		Reagerer med en eksplosjon	2p 2 o 5 + 6h 2 o → 4h 3 PO 4
	Med syrer	Gjenopprettingsreaksjon	4hno 3 + 2p 2 o 5 → 4hpo 3 + 2n 2 o 5
		Danner hydroksyder av metaller og fosfin	Ca 3 p 2 + 6h 2 o → 3ca (oh) 2 + 2ph 3
	Med syrer	Gjenopprettingsreaksjon	Ca 3 p 2 + 6HCl → 3CACL 2 + 2PH3

Når oppvarmet fosforoksyd faller. Videre danner P2O3 et rødt fosfor og P205 - fosfor (III) oksygyd og oksygen.

Fig. 3. Rødfosfor.

Ved hjelp av

Utbredt bruk av fosforforbindelser:

• frekvens og vaskemidler oppnås fra fosfater;
• fosforsyre brukes til stofffarging;
• fosforoksid (V) tørker væsker og gasser.

Rødfosfor brukes i produksjon av kamper og eksplosiver.

Hva visste vi?

Fosfor er en aktiv nonmetall som reagerer med enkle og komplekse stoffer. Som et resultat av reaksjonene dannes oksider (III) og (V), fosfin, fosforsyre og fosfid. Fosforforbindelser reagerer med metaller, ikke-metaller, syrer, alkalier, vann. Fosfor og dets forbindelser benyttes i industri og landbruk.

Test på emnet

Rapporter vurdering

Gjennomsnittlig rangering: 4.7. Totalt antall karakterer oppnådd: 70.

Fosfor åpnet i 1669 alkymist fra Hennig-merkevaren, som tilbrakte eksperimenter med fordampning av menneskelig urin, og prøvde å få en filosofens stein. Stoffet dannet etter at mange manipulasjoner viste seg å være som voks, uvanlig lyse, med flimmer, brent. Nytt stoff ble gitt navn fosfor mirabilis.(fra latin. mirakuløs bærer av brann). Noen år senere mottok fosforet Johann Kunkel, så vel som, uavhengig av de to første forskerne, R. Boyl.

Fosfor er et element i XV GROUP III periodisk periodisk system av kjemiske elementer D.I. Mendeleev, med atomnummer 15 og atommasse på 30.974. Godkjent betegnelse - R.

Finne i naturen

Fosfor er inneholdt i sjøvann og jordisk skorpe i form av mineraler, som er ca. 190 (den viktigste - apatitt og fosforitt). Det er en del av alle deler av grønne planter, proteiner, DNA.

fosfor er ikke-metallol med høy kjemisk aktivitet, forekommer nesten ikke i fri form. Fire modifikasjoner av fosfor er kjent - rød, hvit, svart og metallisk.

Daglig behov for fosfor

For den normale funksjonen skal kroppen av en voksen få 1,0-2,0 g fosfor per dag. For barn og ungdom er normen 1,5-2,5 g, for gravide og ammende kvinner øker til 3,0-3,8 g (kalorizator). Det daglige behovet for fosfor øker under vanlige sportsøkter og med trening.

Hovedleverandører av fosfor er fisk og sjømat, hytteost, ost, nøtter, belgfrukter og frokostblandinger. En tilstrekkelig mengde fosfor inneholder både bær, sopp og kjøtt, og.

Tegn på fosfor mangler

Den utilstrekkelige mengden fosfor i kroppen er preget av tretthet og svakhet, kan ledsages av tap av appetitt og oppmerksomhet, hyppig forkjølelse, angst og en følelse av frykt.

Tegn på overflødig fosfor

Tegn på overskytende fosfor i kroppen Serve blødning og blødning, anemi utvikler, nyresykdom oppstår.

Fosfor gir normal vekst av bein og tannvev i kroppen, støtter dem i en sunn tilstand, også involvert i syntesen av protein, spiller en viktig rolle i utveksling av fett, proteiner og karbohydrater. Med ingen fosfor kan muskler ikke fungere, og mental aktivitet oppstår ikke.

Fosfors fordøyelighet

Når du mottar mineralkomplekser, er det verdt å huske den beste balansen mellom fosfor og (3: 2), så vel som det for mye og bremser ned prosessen med absorpsjon av fosfor.

Fosfor er mye brukt i industri og landbruk, hovedsakelig på grunn av brennbarheten. Den brukes i produksjon av drivstoff, kamper, sprengstoff, fosforgjødsel og beskyttelse av metalloverflater fra korrosjon.

Definisjon

Fosfor Skriver flere allotropiske endringer: hvitt, rødt og svart fosfor.

Hvit, rød og svart fosfor

Hvit fosfor er en av de allotropiske modifikasjonene av det kjemiske elementet i fosfor (figur 1). Den består av molekyler P 4. Metastable, ved romtemperatur myk som voks (kuttet av en kniv), på kaldt - skjøre. Smelter og koker uten dekomponering, flyr med svak oppvarming, destilleres med vanndamp. Sakte oksideres i luft (kjedereaksjon med deltakelse av radikaler, kjemiluminescens), med svak oppvarming brannfarlig i nærvær av oksygen. Det er godt løselig i servo karbon, ammoniakk, svoveloksid (IV), dårlig - i karbontetraklorid. Det oppløses ikke i vann, det er godt bevart under vannlaget.

Fig. 1. Hvit fosfor. Utseende.

Red Phosphorus er den mest termodynamisk stabile allotropiske modifikasjonen av elementær fosfor. Under normale forhold har pulver et pulver av forskjellige nyanser (fra lilla rød til fiolett) (figur 2). Fargen bestemmes av metoden for å oppnå og graden av knusing av stoffet. Den har en metallglans. Når oppvarmet er fjernet. Oksydert i luft. Det oppløses ikke i vann og servo karbon. Den kjemiske aktiviteten til rødt fosfor er betydelig mindre enn hvitt og svart. Den oppløses i bly-smelten, hvorfra lilla fosfor (fosfor av GUITORPH) krystalliseres. Og avkjølingen av den røde fosfordampen er hvit fosfor.

Fig. 2. Rødfosfor. Utseende.

Svart fosfor er dannet av hvitt ved oppvarming under høyt trykk ved 200-220 o C. Ifølge utseendet ser det ut som grafitt, fettete til berøring. Tetthet - 2,7 g / cm 3. Halvleder.

Kjemisk formelfosfor

Kjemisk formel av hvitt fosfor - P 4. Det viser at sammensetningen av molekylene i denne substansen er fire fosforatomer (AR \u003d 31 l.m.). Ved kjemisk formel kan du beregne molekylvekten av hvitt fosfor:

MR (P 4) \u003d 2 × AR (P) \u003d 4 × 31 \u003d 124.

Rødfosfor har en formel P N og er en polymer med en kompleks struktur.

Strukturell (grafisk) fosforformel

Strukturell (grafisk) fosforformel er mer visuell. Det viser hvordan atomene mellom seg selv er forbundet inne i molekylet.

Den strukturelle formelen av hvitt fosfor har skjemaet:

Den strukturelle formelen av polymeren av rødt fosfor har skjemaet:

Elektronisk formel

Den elektroniske formelen som viser distribusjonen av elektroner i atom av energibjelke, er vist nedenfor:

15 p 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3p 3.

Det viser også at fosfor refererer til elementene i r-familien, så vel som antall valenselektroner - 5 elektroner er plassert på det eksterne energinivået (3S 2 3p 3).

Eksempler på løse problemer

Eksempel 1.

Oppgaven	Bestem molekylærformelen med salt med en molarvekt på mindre enn 300, hvor massefraksjoner av nitrogen, hydrogen, krom og oksygen er 11,11%; 3,17%; 41,27% og 44,44%.
Beslutning	Massfraksjonen av elementet X i molekylet av sammensetning HX beregnes i henhold til følgende formel: ω (x) \u003d n × ar (x) / m (hx) × 100%. Angi antall nitrogenatomer i molekylet gjennom "X", antall hydrogenatomer gjennom "Y", antall kromatomer for "Z" og antall oksygenatomer for "K". Vi finner passende relative atommasser av jern- og oksygenelementer (verdiene til de relative atommassene tatt fra det periodiske tabellen til D.I. Mendeleev, avrundet til heltallnummer). Ar (n) \u003d 14; Ar (h) \u003d 1; Ar (cr) \u003d 52; Ar (o) \u003d 16. Andelen av elementene er delt inn i de tilsvarende relative atommassene. Dermed vil vi finne forholdet mellom antall atomer i det sammensatte molekylet: x: y: z: k \u003d m (n) / ar (n): m (h) / ar (h): m (cr) / ar (cr): m (o) / ar (o); x: Y: Z: K \u003d 11,11 / 14: 3,17 / 1: 41,27 / 52: 44,44 / 16; x: Y: Z: K \u003d 0,79: 3,17: 0,79: 2,78 \u003d 1: 4: 1: 3,5 \u003d 2: 8: 2: 7. Derfor har den enkleste formelen for forbindelsen av nitrogen, hydrogen, krom og oksygen, formen n2H 8 Cr 2O7 eller (NH4) 2 Cr 2 O 7. Dette er en dikromat av ammonium.
Svar	(NH 4) 2 CR 2 O 7

Eksempel 2.

Oppgaven	Som et resultat av forbrenningen av den oksygenholdige organiske forbindelsen i et overskudd av luft ble 1,584 g karbondioksid og 0,972 ml vann oppsamlet. Tettheten av paret av denne luftforbindelsen er 1,5865. Vis den kjemiske forbindelsesformelen hvis den inneholder to radikaler med samme navn.
Beslutning	Vi vil lage et diagram over forbrenningsreaksjonen til den organiske forbindelsen, angi antall karbonatomer, hydrogen og oksygen for henholdsvis "X", "Y" og "Z", henholdsvis: C X H YO Z + O Z → CO 2 + H 2 O. Vi definerer massene av elementene som er en del av dette stoffet. Verdiene av de relative atommassene tatt fra det periodiske tabellen D.I. Mendeleev, avrundet til heltall: AR (C) \u003d 12 A., AR (H) \u003d 1 AE.M., AR (O) \u003d 16 A.E.M. m (c) \u003d n (c) x m (c) \u003d n (CO 2) × m (c) \u003d / m (c); m (h) \u003d n (h) × m (h) \u003d 2 × N (H20) × m (H) \u003d × m (H); m (h) \u003d. Beregn molarmassene av karbondioksid og vann. Som kjent er den molare masse av molekylet lik summen av de relative atommassene av atomer som er inkludert i molekylet (M \u003d MR): M (CO 2) \u003d ar (c) + 2 × ar (o) \u003d 12+ 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44 g / mol; M (H20) \u003d 2 × AR (H) + AR (O) \u003d 2 × 1 + 16 \u003d 2 + 16 \u003d 18 g / mol. m (c) \u003d / 12 \u003d 0,432 g; m (h) \u003d \u003d 0,108 Verdien av den molare masse av det organiske stoffet kan bestemmes ved bruk av lufttettheten: M substans \u003d m luft × D luft; M substans \u003d 29 × 1.5862 \u003d 46 g / mol. Vi finner antall karbon- og hydrogenatomer i forbindelsen: x: y \u003d m (c) / ar (c): m (h) / ar (h); x: Y \u003d 0,432 / 12: 0,108 / 1; x: Y \u003d 0,036: 0,108 \u003d 1: 3. Det betyr at den enkleste formelen av hydrokarbonradikalet til denne forbindelse har forma CH3 og den molare massen på 15 g / mol. Dette betyr at oksygenkontoer for, som er umulig. Tatt i betraktning tilstanden til problemet om to av de samme navnet radikaler 2 × m (CH3) \u003d 2 × 15 \u003d 30 g / mol, oppnår vi at oksygenkontoer for, dvs. Den organiske oksygenholdige forbindelsen har formen CH3 -O-CH3. Dette er aceton (dimetylketon).
Svar	CH 3 -O-CH 3

Av stor suksess i å studere egenskapene til fosfor har nådd på tidlig på 70-tallet i XVIII-tallet. Stor fransk kjemiker Antoine Laurent Lavoisier. Brennende fosfor med andre stoffer i en lukket mengde luft, viste den lavoisieren at fosforet er et uavhengig element, og luften har en kompleks sammensetning og består av minst to komponenter - oksygen og nitrogen. "Så for første gang satte han all kjemi på føttene, som i hans phlogistiske form var på hodet." Så F. Engels skrev om Lavoise verk i forordet til den andre av hovedstaden "Capital".

I 1799 viste Dondonald at fosforforbindelser er nødvendige for normal utvikling av planter.

I 1839 mottok en annen engelskmann, LAUS, først superfosfat - fosforsgjødsel, lett fordøyd av planter.

I 1847 mottok den tyske kjemikeren Schretter, oppvarming av det hvite fosforet uten lufttilgang, en ny art (allotropisk modifikasjon) av element nr. 15 - Rødfosfor, og allerede i XX-tallet, i 1934, amerikansk fysiker P. Bridzman, studerte Effekten av høyt trykk for forskjellige stoffer, tildelt svart fosfor som ligner på grafitt. Dette er de viktigste milepælerene i elementets historie 15. Nå la oss følge det som fulgte hver av disse funnene.

"I 1715 etablerte Gensing tilstedeværelsen av fosfor i hjernevevet ... I 1769 viste Gan at det er mange fosfor i beinene"

Fosfor er en analog nitrogen. Selv om de fysiske og kjemiske egenskapene til disse elementene varierer veldig mye, har de generelt generelt, spesielt at begge disse elementene er absolutt nødvendige for dyr og planter. Academician A. E. Fersman kalt fosfor "element i livet og tanke", og denne definisjonen kan knapt tilskrives kategorien litterære overdrivelser. Fosfor er funnet bokstavelig talt i alle organer av grønne planter: i stengler, røtter, blader, men mest av alle sine frukter og frø. Planter akkumulerer fosfor og leverer dem dyr.

I dyret fokuserer fosforet hovedsakelig i skjelettet, musklene og nervesvevet. Fra menneskelig mat er spesielt rik på fosforlukk kyllingegg.

Menneskekroppen inneholder et gjennomsnitt på ca. 1,5 kg element nr. 15. Fra denne mengden på 1,4 kg kontoer for bein, ca 130 g - på musklene og 12 g - på nerver og hjernen. Nesten alle de viktigste fysiologiske prosessene som forekommer i kroppen vår, er knyttet til transformasjonene av fosforoder. Benesfosforen er hovedsakelig i form av kalsiumfosfat. Dental emalje er også en forbindelse av fosfor, som ifølge sammensetningen og krystallinsk struktur tilsvarer det viktigste mineralet av fosfor apatitt Ca 5 (PO 4) 3 (F, CL).

Naturligvis, som ethvert viktig element, forplikter fosforet i naturen. Fra jorda tar det plantene fra plantene, dette elementet faller i menneskelige og animalske organismer. I jorda returnerer fosforet med ekskreta og med råtne lik. Phosophobacteria oversetter organisk fosfor til uorganiske forbindelser. Imidlertid er en betydelig mengde fosfor avledet fra jorda, som går inn i jorda. Den globale høsten tar nå mer enn 3 millioner tonn fosfor fra feltene.

Naturligvis, for å få bærekraftig avlinger, må dette fosforet returneres til jorden, og derfor er det ikke noe overraskende at verdensproduksjonen av fosfetittmalm er nå mye mer enn 100 millioner tonn per år.

"Proust og Clapparot viste at fosforet er utbredt i jordskorpen, hovedsakelig i form av kalsiumfosfat"

I jordskorpen skjer fosfor utelukkende som forbindelser. Dette er hovedsakelig lavløselige ortofosforsyre salter; Kasjonen tjener oftest kalsiumion. Fraksjonen av fosforet står for 0,08% av vekten på jordens skorpe. I prevalens tar det det 13. plass blant alle elementene. Fosfor er inneholdt minst 190 mineraler, hvorav den viktigste: Fluoropatitt Ca 5 (PO4) 3 F, hydroksylapatitt Ca 5 (PO4) 30, ca 3 fosforitt (PO 4) 2 med urenheter.

Mer Raid Wivianitt Fe 3 (PO 4) 2 * 8h 2 O, Monazit (CE, LA) PO 4, Amnibonitt LAAL (PO 4) F, LI Trifilite (Fe, MN) PO 4 og enda mindre ofte Xenotim YPO 4 og Torbernit Cu (UO 2) 2 2 * 12h 2 O.

Fosphormineraler er delt inn i primær og sekundær. Den primære er spesielt vanlige apatitter, ofte forekommer blant bergarter av magmatisk opprinnelse. Disse mineralene ble dannet på tidspunktet for dannelsen av jordens skorpe.

I motsetning til apatitt ligger fosforitter blant raser av sedimentære opprinnelse, som dannet som et resultat av slanking av levende vesener. Dette er sekundære mineraler. I form av jernfosfider er kobolt, nikkelfosfor funnet i meteoritter. Selvfølgelig er dette vanlige elementet i sjøvann (6 * 10 -6%).

"Lavoisier viste at fosfor er et uavhengig kjemisk element ..."

Phosphorus - nonmetall (det som tidligere ble kalt metalloid) av middels aktivitet. Det er fem elektroner på den ytre bane av fosforatomet, og tre av dem er ikke sammenkoblet. Derfor kan det vise valens 3-, 3+ og 5+.

For at fosfor for å vise Valence 5+, er det nødvendig for eventuelle innvirkning på et atom som vil bli til unpaired to parret elektron av den siste bane. Fosfor kalles ofte et multipunktelement. Faktisk, på forskjellige forhold, oppfører det seg annerledes, og viser oksidative, deretter restaureringsegenskaper. Multiple fosforet er og dets evne til å være i flere allotropiske modifikasjoner.

Kanskje den mest berømte modifikasjonen av elementet nr. 15 er myk, som voks, hvitt eller gult fosfor. Det åpnet det et merke, og takket være sine eiendommer mottok elementet sitt navn: I gresk "fosfor" betyr glødende, avslappet. Hvit fosformolekyl består av fire atomer konstruert i form av en tetrahedron. Tetthet 1,83, smeltepunkt 44,1 ° C. Hvit fosfor giftig, lett oksydert. Oppløselig i Serougoland, flytende ammoniakk og så 2, benzen, eter. Det er nesten ikke oppløst i vann.

Ved oppvarming uten lufttilgang over 250 ° C blir hvitt fosfor til rødt. Dette er allerede en polymer, men ikke veldig bestilt struktur. Reaktiviteten til det røde fosforet er signifikant mindre enn det som er hvitt. Det skinner ikke i mørket, oppløses ikke i servo karbon, ikke giftig. Dens tetthet er mye større, strukturen er fin-krystallinsk.

Andre, til og med høyere molekylvekts modifikasjoner av fosfor er lilla, brun og svart, karakterisert en fra den andre molekylvekten og graden av arrangement av makromolekyler. Svart fosfor, først oppnådd av P. Bridgeman i forhold med store trykk (200 000 ATM ved en temperatur på 200 ° C), heller som minner om grafitt enn hvitt eller rødt fosfor. Disse endringene er laboratorie eksotiske og, i motsetning til hvite og røde fosfor praktiske anvendelser, har ennå ikke blitt funnet.

Forresten, bruken av elemental fosfor; De viktigste forbrukerne - produksjon av kamper, metallurgi, kjemisk produksjon. I den siste tiden ble en del av det oppnådde elementfosfor brukt på militære bedrifter, det ble brukt til å fremstille røyk- og brannforbindelser.

Metallurgists har vanligvis en tendens til å kvitte seg med fosfor urenheter i metall - det forverrer mekaniske egenskaper, men noen ganger injiseres fosfor i legeringer med vilje. Dette gjøres når det er nødvendig at metallet har utvidet seg en liten stund og nøyaktig oppfattet formen på skjemaet. Fosfor og kjemi er mye brukt. En del av den går til fremstilling av fosforklorider, som er nødvendige i syntesen av visse organiske legemidler; Produksjonsstadiet av elementalfosfor er i noen teknologiske ordninger for fremstilling av konsentrert fosforsgjødsel.

Nå om hans tilkoblinger

• Fosforsyreanhydrid P 2 O 5 er et utmerket tørkemiddel, grådig absorberende vann fra luften og andre stoffer. Innholdet P 2 O 5 er hovedkriteriet for verdien av alle fosforgjødsel.
• Fosforsyrer, primært ortofosfor-H3 PO 4, brukes i den viktigste kjemiske industrien. Salter av fosforsyrer er primært fosforsgjødsel (om dem samtalen er spesiell) og alkalimetallfosfater som er nødvendige for fremstilling av vaskemidler.
• Fosforhalogenider (hovedsakelig PCL3 og PCL 5 klorider) anvendes i organisk synteseindustri.
• Fra forbindelsene med fosfor med hydrogen er den mest kjente fosfin pH3 - svært giftig fargeløs gass med hvitløk lukt.
• Blant fosforforbindelsene tilhører det spesielle stedet fosforodorganiske forbindelser. De fleste av dem har biologisk aktivitet. Derfor benyttes noen fosforodorganiske forbindelser som medisiner, andre - som et middel til å bekjempe jordbruksskadedyr.

En uavhengig klasse av stoffer var fosfonitrilklorid - fosforforbindelser med nitrogen og klor. Fosfonitrilkloridmonomeren er i stand til polymerisering. Ved økende molekylvekt blir egenskapene til stoffene i denne klassen endret, særlig reduseres deres oppløselighet i organiske væsker betydelig. Når polymermolekylvekten når flere tusen, oppnås den gummi-lignende substansen - den eneste gummi, hvor det ikke er karbon i det hele tatt. Ytterligere vekst av molekylvekt fører til dannelsen av faste plast-lignende stoffer. "Checkered gummi" har en betydelig varmebestandighet: det begynner bare å kollapse ved 350 ° C.

"I 1839 mottok engelskmannen Laus superfosfat for første gang - fosforsgjødsel, lett fordøyelig med planter" slik at plantene kan absorbere fosfor, det skal være i den oppløselige forbindelse. For å oppnå disse forbindelsene blandes kalsiumfosfat og svovelsyre i slike forhold, slik at en gram-molekyl av fosfat ble gitt to gram syrer. Som et resultat av interaksjonen dannes sulfat- og løselig kalsiumdihydrofosfat: Ca3 (PO4) 2 + 2H2S04 → 2CASO 4 + CA (H2 PO 4) 2.

Blandingen av disse to salter er kjent som superfosfat. I denne blandingen er kalsiumsulfat fra agrokens synspunkt ballast, men det er vanligvis ikke skilt, siden denne operasjonen krever høye kostnader og høyt verdsetter gjødsel. Enkel superfosfat inneholder bare 14-20% P 2 O 5. Mer konsentrert fosforsgjødsel - dobbelt superfosfat. Den er oppnådd i samspillet mellom kalsiumfosfat med fosforsyre: Ca 3 (PO 4) 2 + 4n 3 PO 4 3S (H2 PO 4) 2.

Dobbelt superfosfat inneholder 40-50% P 2 O 5. Faktisk ville det være mer korrekt å bli kalt trippel: det er tre ganger rikere av fosfor enn det enkle superfosfat. Noen ganger benyttes CAHPO 4 * H20-utfellingen som fosforsgjødsel, som er oppnådd ved fosforsyreinteraksjon med hydroksyd eller med kalsiumkarbonat. I denne gjødselet, 30-35% P 2 O 5.

Med de utforskede reserver av fosfor råvarer i vårt land, så vel som rundt om i verden, er situasjonen ikke helt trygg. Academician Si Wolfkovich, fra tribunene til IX Mendeleev-kongressen i generell og anvendt kjemi, sa: "Hvis råmaterialet av nitrogenindustrien er lufthavet, vann og naturgass - begrenser ikke omfanget av nybygging, og Foreløpig utforsket til dato, sikrer potash-saltene utviklingen av produksjon av produksjonspotash gjødsel med mer enn tusenåret, deretter reserverne av innenlandske fosforsråvarer studert i den nåværende tiden med store volumer, er gjødselproduksjonen nok i bare flere tiår. "

Generelt er denne uttalelsen sant for våre dager, til tross for at omfanget av produksjonen av fosfatgjødsel økte betydelig: I 1980 ble mer enn 30 millioner tonn fosfatgjødsel produsert i USSR og 4,4 millioner tonn fosforitisk mel - i 1965. Det var henholdsvis 8,04 og 3,24 millioner tonn.

Fosfor og i dag er det et begrensende element i agrokjemi, selv om det er muligheter for videreutvidelse av fosfors gjødselproduksjon. Mange ekstra fosfor kan oppnås med kompleks behandling av mineralråvarer, bunn marine sedimenter og mer detaljert geologisk leting. Derfor har vi ingen spesielle, rimelige grunnlag for pessimisme, spesielt siden Russland rangerer først i verden i reserver av fosformalm. Se imidlertid etter nye innskudd, utvikle metoder for å oppnå fosfatgjødsel fra fattigere malmer. Det er nødvendig for fremtiden, fordi fosfor er "livets elementer" - det vil alltid trenge menneskeheten.

Fosfor og dens forbindelser

Introduksjon

Kapittel I. Fosfor som et element og som en enkel substans

1.1. Fosfor i naturen

1.2. Fysiske egenskaper

1.3. Kjemiske egenskaper

1.4. Å skaffe

1.5. applikasjon

Kapittel II. Phosphorusforbindelser

2.1. Oksider.

2.2. Syrer og deres salter

2.3. Fosfin

Kapittel III. Fosfors gjødsel

Konklusjon

Bibliografisk liste

Introduksjon

Fosfor (lat Vurder strukturen i fosforatomet. På det utendørs energinivået på fosforatomet er fem elektroner. Grafisk ser det ut til dette:

1s. 2 2s. 2 2s 6 3s. 2 3s 3 3d. 0

I 1699, Hamburg Alchemist X. merkevare på jakt etter en "filosofisk stein", angivelig i stand til å slå ikke-denominerte metaller i gull, så fordampet urin med kull og sand, tildelt en hvit voksstoff som kunne glødende.

Navnet "Phosphorus" kommer fra gresk. "Phos" - lys og "Phoros" - Carrier. I Russland ble begrepet "fosfor" introdusert i 1746 m.v. Lomonosov.

Hovedforbindelsene av fosfor inkluderer oksider, syrer og deres salter (fosfater, dihydrofosfater, hydrofosfater, fosfider, fosfitter).

Meget mange stoffer som inneholder fosfor er inneholdt i gjødsel. Slike gjødsel kalles fosfat.

Kapittel JEG. Fosfor som et element og som en enkel substans

1.1 Fosfor i naturen

Fosfor refererer til antall vanlige elementer. Det totale innholdet i jordskorpen er ca 0,08%. På grunn av lysoksydding er fosforet bare funnet i form av tilkoblinger. De viktigste mineralene i fosfor er fosfor og apatitter, fra den sistnevnte den vanligste fluoropatitten 3CA 3 (PO 4) 2 CAF 2 er mest vanlig. Fosforer er utbredt i uralene, i Volga-regionen, Sibir, Kasakhstan, Estland, Hviterussland. De største innskuddene til Apatites ligger på Kola-halvøya.

Fosfor er et viktig element i levende organismer. Det er tilstede i bein, muskler, i hjernens stoff og nerver. ATP - Adenosyntrifosforsyremolekyler (ATP-samler og energibærer) ble konstruert fra fosfor. I kroppen av en voksen inneholder den et gjennomsnitt på ca. 4,5 kg fosfor, hovedsakelig i forbindelse med kalsium.

Fosfor er også inneholdt i planter.

Naturlig fosfor består av bare en stabil isotop 31 R. I dag er seks radioaktive fosforisotoper kjent.

1.2 Fysiske egenskaper

Fosfor har flere allotropiske modifikasjoner - hvit, rød, svart, brun, lilla fosfor, etc. De tre første av disse er mest studert.

Hvit fosfor - Fargeløs, med gulaktig fargetone, krystallinsk substans, lysende i mørket. Dens tetthet er 1,83 g / cm 3. Det oppløses ikke i vann, det er godt løselig i servo-karbonet. Den har en karakteristisk hvitløk lukt. Smeltepunktet er 44 ° C, temperaturen på selvantennelse er 40 ° C. For å beskytte det hvite fosforet fra oksidasjon, lagres den under vann i mørket (det er en transformasjon i et rødt fosfor). I det kalde, hvite fosforbrennende, ved temperaturer over 15 ° C blir myk og kuttet i en kniv.

Hvite fosformolekyler har et krystallnett, i nodene som er molekyler P 4, som har en tetrahedronform.

Hvert fosfornatom er forbundet med tre σ-bindinger med andre tre atomer.

Hvit fosfor giftig og gir det vanskelig å brenne forbrenninger.

Red Phosphorus. - Den pulveriserte substansen av den mørke røde fargen uten lukt, i vann og servoen er ikke oppløst, skinner ikke. Flammasjonstemperatur 260 ° C, tetthet 2,3 g / cm3. Det røde fosforet er en blanding av flere allotropiske modifikasjoner som varierer i farge (fra grunnen til fiolett). Egenskapene til det røde fosforet avhenger av betingelsene for produksjonen. Ikke giftig.

Svart fosfor Ifølge utseende ser det ut som grafitt, fett til berøring, har halvlederegenskaper. Tetthet 2,7 g / cm 3.

Røde og svarte fosfor har en atomkrystallgitter.

1.3 Kjemiske egenskaper

Fosfor - Nemmetall. I forbindelsene viser det vanligvis graden av oksidasjon +5, sjeldnere - +3 og -3 (bare i fosfid).

Reaksjoner med hvitt fosfor er lettere enn med rødt.

I. Interaksjon med vanlige stoffer.

1. Interaksjon med halogener:

2p + 3cl 2 \u003d 2pcl 3 (fosforklorid (III)),

PCL3 + CL2 \u003d PCL 5 (fosforklorid (V)).

2. Interaksjon med nonmatals:

2P + 3S \u003d P 2 S 3 (fosforsulfid (III).

3. Metallinteraksjon:

2p + 3ca \u003d ca. 3 p 2 (kalsiumfosfid).

4. Interaksjon med oksygen:

4p + 5o 2 \u003d 2p 2 o 5 (fosforoksid (V), fosforsyreanhydrid).

II. Samspill med komplekse stoffer.

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO.

1.4 Kvittering

Fosfor er oppnådd fra knuste fosforitter og apatitter, sistnevnte blandes med kull og sand og kalsinert i ovner ved 1500 ° C:

2CA 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SIO 2

6CASIO 3 + P 4 + 10CO.

Fosfor er fremhevet i form av damper som kondenseres i mottakeren under vann, mens hvitt fosfor dannes.

Ved oppvarming til 250-300 ° C uten lufttilgang, blir hvitt fosfor til rødt.

Svart fosfor oppnås ved langvarig oppvarming av hvitt fosfor ved meget høyt trykk (200 ° C og 1200 MPa).

1.5 Søknad

Rødfosfor brukes i fremstilling av kamper (se figur). Det er en del av en blanding som er påført på sidens sideflate. Hovedkomponenten i sammensetningen av kamphodet er Bertolet Salt KClO 3. Fra friksjonen av leddet av kampen om smøring av partikkelen av fosfor i luften brannfarlig. Som et resultat av reaksjonen av fosforoksydasjon er varmen fremhevet, noe som fører til dekomponeringen av det kattalt salt.

KCL +.

Det resulterende oksygen bidrar til tenningen av kampen av kampen.

Fosfor brukes i metallurgi. Det brukes til å oppnå ledere og er en del av noen metallmaterialer, for eksempel tinnbronse.

Også fosfor brukes i produksjon av fosforsyre og plantevernmidler (diklorfos, klorofoer, etc.).

Hvit fosfor brukes til å lage skorsteiner, da den er dannet hvit røyk under forbrenningen.

Kapittel II. . Phosphorusforbindelser

2.1 Oksider

Fosfor danner flere oksider. Det viktigste av disse er fosforoksid (V) P4O111 og fosforoksyd (III) P 4 O 6. Ofte er deres formler skrevet i en forenklet form - P 2 O 5 og P 2 O 3. I strukturen av disse oksyder er tetrahedral-arrangementet av fosforatomer bevart.

Fosforoksid (Iii) P4O6 er en voksaktig krystallinsk masse, som smelter ved 22,5 ° C og blir til en fargeløs væske. Giftig.

Når oppløst i kaldt vann, fosforsyreformer:

P 4 O 6 + 6H 2 O \u003d 4H 3 PO 3,

og når reaksjoner med alkalier - de tilsvarende salter (fosfitter).

Sterk reduksjonsmiddel. Ved interaksjon med oksygen oksyderes til P 4 O 10.

Fosfor (III) oksyd oppnås ved oksydasjon av hvitt fosfor med mangel på oksygen.

Fosforoksid (V) P4 O 10 - Hvit krystallinsk pulver. Disse temperaturen er 36 ° C. Den har flere modifikasjoner, hvorav den ene (den såkalte flyktige) har sammensetningen av P 4 O 10. Krystallgitteret i denne modifikasjonen består av molekyler P4O10, sammenkoplet av svake intermolekylære krefter, som lett rive når det er oppvarmet. Dermed volatiliteten til denne sorten. Andre polymer modifikasjoner. De dannes av endeløse lag av PO 4 Tetrahedra.

Ved interaksjon er p4 o 10 med vann dannet fosforsyre:

P4 O 10 + 6H 2 O \u003d 4H 3 PO 4.

Å være syreoksid, P 4 O 10 går inn i reaksjonen med hovedoksyder og hydroksyder.

Den er dannet med høy temperatur oksydasjon av fosfor i et overskudd av oksygen (tørr luft).

På grunn av den eksepsjonelle hygroskopisiteten, brukes fosforoksid (V) i laboratorie- og industriell teknikk som tørking og dehydreringsmiddel. I sin tørkende handling overgår han alle andre stoffer. Fra vannfri klorsyre tar kjemisk bundet vann på dannelsen av dets anhydrid:

4HClO 4 + P4O110 \u003d (HPO3) 4 + 2Cl20.

2,2 syrer og deres salter

men) Fosforsyre H 3 PO 3. Vannfri fosforsyre H 3 PO3 danner krystallene med en tetthet på 1,65 g / cm3, smeltet ved 74 ° C.

Strukturell formel:

.

Ved oppvarmet vannfri H 3 PO 3, er disproportionering (selv-sextal selvsignelse) reaktiv:

4H 3 PO 3 \u003d pH 3 + 3H 3 PO 4.

Fosforsyre salter - fosfitter . For eksempel K3 PO3 (kaliumfosfit) eller mg 3 (PO3) 2 (magnesiumfosfitt).

H 3 PO3 Fosforsyre oppnås ved oppløsning av fosforoksid (III) eller hydrolyse av fosforklorid (III) PCL3:

PCL3 + 3H20 \u003d H 3 PO 3 + 3HCL.

b) Fosforsyre (ortofosforsyre) H 3 PO 4.

Vannfri fosforsyre er lyse gjennomsiktige krystaller, ved romtemperatur spredning i luft. Smeltepunkt 42.35 ° C. Med vannfosfatsyreformer løsninger av noen konsentrasjoner.