Фосфор и его соединения
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
?сидов: реагирует с водой, основными оксидами и щелочами
1) P2O5 + H2O 2HPO3 (метафосфорная кислота)
P2O5 + 2H2O H4P2O7 (пирофосфорная кислота)
P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (ортофосфорная кислота)
2) P2O5 + 3BaO Ba3(PO4)2
В зависимости от избытка щелочи образует средние и кислые соли:
гидрофосфат натрия
дигидрофосфат натрия
Благодаря исключительной гигроскопичности оксид фосфора (V) используется в лабораторной и промышленной технике в качестве осушающего и дегидратирующего средства. По своему осушающему действию он превосходит все остальные вещества. От безводной хлорной кислоты отнимает химически связанную воду с образованием ее ангидрида:
Ортофосфорная кислота. Известно несколько кислот, содержащих фосфор. Важнейшая из них ортофосфорная кислота Н3РО4 (Рис.5).
Безводная ортофосфорная кислота представляет собой светлые прозрачные кристаллы, при комнатной температуре расплывающиеся на воздухе. Температура плавления 42,350С. С водой фосфорная кислота образует растворы любых концентраций.
Ортофосфорной кислоте соответствует следующая структурная формула:
НО ОН
Р
О ОН
В лаборатории ортофосфорную кислоту получают окислением фосфора 30%-ной азотной кислотой:
В промышленности ортофосфорную кислоту получают двумя способами: экстракционным и термическим.
1. В основе экстракционного метода лежит обработка измельченных природных фосфатов серной кислотой:
Ортофосфорная кислота затем отфильтровывается и концентрируется упариванием.
2. Термический метод состоит в восстановлении природных фосфатов до свободного фосфора с последующим его сжиганием до Р4О10 и растворением последнего в воде. Производимая по данному методу ортофосфорная кислота характеризуется более высокой чистотой и повышенной концентрацией (до 80% массовых).
Физические свойства. Ортофосфорная кислота твердое, бесцветное, кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде.
Химические свойства ортофосфорной кислоты представлены в табл.2:
Таблица 2
Химические свойства ортофосфорной кислоты
Общие с другими кислотамиСпецифические1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов. Диссоциация происходит ступенчато:
Легче всего идет диссоциация по первой ступени и труднее всего по третьей
2. Реагирует с металлами, расположенными в вытеснительном ряду до водорода:
3. Реагирует с основными оксидами:
4. Реагирует с основаниями и аммиаком; если кислота взята в избытке, то образуются кислые соли:
гидрофосфат натрия
дигидрофосфат натрия
5. Реагирует с солями слабых кислот:
- При нагревании постепенно превращается в метафосфорную кислоту:
двуфосфорная
кислота
2. При действии раствора нитрата серебра (I) появляется желтый осадок:
желтый
осадок
3. Ортофосфорная кислота играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Ее остатки входят в состав аденозинтрифосфорной кислоты АТФ.
При разложении АТФ выделяется большое количество энергии.
Ортофосфаты. Ортофосфорная кислота образует три ряда солей. Если обозначить атомы металлов буквами Me, то можно изобразить в общем виде состав ее солей (табл.3).
Таблица 3
Химические формулы ортофосфатов, содержащих металлы
одновалентныедвухвалентные трехвалентные
Ме3РО4
Ортофосфаты
Ме3(РО4)2Ме3РО4
Ме2НРО4Гидроортофосфаты
МеНРО4
Ме2(НРО4)3
МеН2РО4Дигидроортофосфаты
Ме(Н2РО4)2
Ме(Н2РО4)3
Вместо одновалентного металла в состав молекул ортофосфатов может входить группа аммония: (NH4)3PO4 - ортофосфат аммония;
(NH4)2HPO4гидроортофосфат аммония; NH4H2PO4 дигидро-ортофосфат аммония.
Ортофосфаты и гидроортофосфаты кальция и аммония широко используют в качестве удобрений, ортофосфат и гидроортофосфат натрия для осаждения из воды солей кальция.
Фосфор в организме человека
В теле человека массой 70 кг. Содержится около 780 г. фосфора. В виде фосфатов кальция фосфор присутствует в костях человека и животных. Входит он и в состав белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот; соединения фосфора участвуют в энергетическом обмене (аденизинтрифосфорная кислота, АТФ). Ежедневная потребность человеческого организма в фосфоре составляет 1,2 г. Основное его количество мы потребляем с молоком и хлебом (в 100 г. хлеба содержится примерно 200 мг. фосфора). Наиболее богаты фосфором рыба, фасоль и некоторые виды сыра.
Интересно, что для правильного питания необходимо соблюдать баланс между количеством потребляемого фосфора и кальцием: оптимальное соотношение в этих элементах пищи составляет 1,51. Избыток богатой фосфором пищи приводит к вымыванию кальция из костей, а при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.
Спички
Зажигательная поверхность спичечного коробка покрыта смесью красного фосфора и порошка стекла. В состав спичечной головки входят окислители (PbO2, KСlO3, BaCrO4) и восстановители (S, Sb2S3). При трении от зажигательной поверхности смес