Вопрос 10 1)Фосфор
химический элемент 15-й группы третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 15. Один из распространённых элементов земной коры: его содержание составляет 0,08—0,09 % её массы. Концентрация в морской воде0,07 мг/л. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), фосфорит и другие. Фосфор содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах. Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.
В обычных условиях существует только три аллотропических модификации фосфора, а в условиях сверхвысоких давлений — также металлическая форма. Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим характеристикам
Белый фосфор представляет собой белое вещество (из-за примесей может иметь желтоватый оттенок). По внешнему виду он очень похож на очищенный воск или парафин, легко режется ножом и деформируется от небольших усилий.
Неочищенный белый фосфор обычно называют «жёлтый фосфор». Сильно ядовитое, огнеопасное кристаллическое вещество от светло-жёлтого до тёмно-бурого цвета. Удельный вес 1,83 г/см³, плавится при +34 °C, кипит при +280 °C. В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется.
Красный фосфор — это более термодинамически стабильная модификация элементарного фосфора.
Чёрный фосфор — это наиболее стабильная термодинамически и химически наименее активная форма элементарного фосфора. Чёрный фосфор представляет собой чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, и с полностью отсутствующей растворимостью в воде или органических растворителях.
2)Химические свойства
Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Химические свойства фосфора во многом определяются его аллотропной модификацией. Белый фосфор очень активен, в процессе перехода к красному и чёрному фосфору химическая активность резко снижается. Белый фосфор на воздухе светится в темноте, свечение обусловлено окислением паров фосфора до низших оксидов.
А) Взаимодействие с простыми веществами
Фосфор легко окисляется кислородом:
(с
избытком кислорода)
с металлами — окислитель
с неметаллами — восстановитель
Не взаимодействует с водородом.
Б) Взаимодействие с водой
Взаимодействует с водяным паром при температуре выше 500 °С
В) Взаимодействие со щелочами
В холодных концентрированных растворах щелочей также медленно протекает реакция диспропорционирования (химическая реакция, в которой один и тот же элемент выступает и в качествеокислителя, и в качестве восстановителя, причём в результате реакции образуются соединения, которые содержат один и тот же элемент в разных степенях окисления). :
Г) Восстановительные свойства
Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:
3)Оксиды фосфора
Известны следующие оксиды фосфора:
|
Название |
Формула |
Температура плавления |
Температура кипения |
|
Оксид тетрафосфора |
P4O |
|
|
|
Диоксид тетрафосфора |
P4O2 |
|
|
|
Оксид фосфора(III) |
P2O3 (P4O6) |
23,8 °C |
173,5 °C |
|
Оксид фосфора(IV) |
P4O8 |
|
|
|
Оксид фосфора(V) |
P2O5 (P4O10) |
569 °C |
591 °C |
|
|
|
|
|
Оксид фосфора(III) — бинарное неорганическое соединение, оксид фосфора с формулой P4O6, белые хлопья или кристаллы с неприятным запахом, реагируют с водой.
Оксид фосфора(III) образует белые хлопья или кристаллы с неприятным запахом.
Хорошо растворяется в органических растворителях (бензол, сероуглерод).
Неустойчив на свету, вначале желтеет, а затем краснеет.
На свету или при нагревании в вакууме разлагается с выделением красного фосфора:
Медленно реагирует с холодной водой:
и быстро с горячей водой:
Реагирует с щелочами:
Окисляется кислородом воздуха (быстрее при нагревании):
Реагирует с галогенами:
Реагирует с серой:
4)Кислоты фосфора
Фосфорные кислоты — соединения фосфора в степени окисления +5, имеющие общую формулу P2O5·nH2O.
При взаимодействии высшего оксида фосфора с водой на холоде получается метафосфорная кислота HPO3, представляющая собой прозрачную стекловидную массу. При разбавлении её водой образуется ортофосфорная кислота H3PO4:
При нагревании до 200—250 °C ортофосфорная кислота обезвоживается, и образуется пирофосфорная кислота H4P2O7, в результате дальнейшей дегидратации которой при 400—500 °C вновь образуется метафосфорная кислота:
Из всех фосфорных кислот наибольшее практическое значение имеет ортофосфорная кислота (которую часто называют простофосфорная). Для её получения используют реакции обмена фосфатов с сильными кислотами или окисление белого фосфора азотной кислотой:
Фосфорную кислоту и её соли (дигидрофосфаты, гидрофосфаты и фосфаты) широко используют при производствеминеральных удобрений. Наиболее распространёнными фосфорными удобрениями являются простой суперфосфат, преципитати фосфоритная мука.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________