- •Введение:
- •I Общая характеристика химического вещества
- •Простое вещество.
- •Физические свойства
- •Белый фосфор
- •Жёлтый фосфор
- •Красный фосфор
- •Чёрный фосфор
- •Металлический фосфор
- •Химические свойства
- •Взаимодействие с простыми веществами
- •Взаимодействие с водой
- •Взаимодействие со щелочами
- •Восстановительные свойства
- •Получение
- •Нахождение в природе (основные соединения)
- •II Биологическое значение
- •2.1 Источники поступления в живой организм
- •2.2 Функция биогенного элемента в организме
- •2.3 Гипо и гипер элемента
-
Получение
Фосфор получают из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:
-
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 → P4 + 10CO + 6CaSiO3.
Образующиеся пары белого фосфора конденсируются в приёмнике под водой. Вместо фосфоритов восстановлению можно подвергнуть и другие соединения, например, метафосфорную кислоту:
-
4HPO3 + 12C → 4P + 2H2 + 12CO.
-
Нахождение в природе (основные соединения)
Общее содержание фосфора в земной коре составляет 0,08%. В связанном виде он входит в состав многих минералов, главным образом апатитов3Ca3(РО4)2Ч СаF2 и фосфатов Са3(РO4)2. Разновидности апатита слагают осадочные горные породы — фосфориты, фосфор входит также в состав белковых веществ в виде различных соединений. Содержание фосфора в тканях мозга составляет 0,38%, в мышцах - 0,27%.
Самые богатые в мире залежи апатитов находятся близ г. Кировска на Кольском полуострове. Фосфориты широко распространены на Урале, в Поволжье, в Сибири, Казахстане, Эстонии, Белоруссии и др. Большие месторождения фосфоритов имеются в Северной Африке, Сирии и США. Фосфор необходим для жизни растений. Поэтому почва всегда должна содержать достаточное количество соединений фосфора.
Основные соединия
Оксид фосфора(V), P2O5 или фосфорный ангидрид - белое кристаллическое вещество. Реальный состав молекулы оксида фосфора (V) соответствует формуле P4O10. Фосфорный ангидрид жадно поглощает воду, при этом в зависимости от соотношения числа молекул воды и оксида фосфора (V) P2O5 образуется несколько типов фосфорных кислот: мета- и ортофосфорная, дифосфорная, а также большая группа полифосфорных кислот. Сила полифосфорных кислот возрастает с увеличением числа атомов фосфора. При взаимодействии P2O5 с водой при обычных условиях получается метафосфорная кислота НРO3:
P4O10 + 2H2O = 4НРO3 а при нагревании водного раствора метафосфорной кислоты образуется ортофосфорная кислота H3PO4: НРO3 + H2O = H3PO4 Оксид фосфора(III), P2O3 - бесцветное, кристаллическое, очень ядовитое вещество с неприятным запахом, Тпл 23,8° С. По аналогии с оксидом фосфора (V) образует молекулы P4O6. С водой образует фосфористые кислоты. Ортофосфористая кислота, H3PO3 - слабая двухосновная кислота, сильный восстановитель. Ее особенность - только два атома водорода способны замещаться на металл, соли называются фосфитами. При нагревании ее в водном растворе выделяется водород: H3PO3 + H2O = H3PO4 + H2 Фосфиновая кислота, (устар. фосфорноватистая) H3PO2, бесцветные кристаллы, расплывающиеся на воздухе и хорошо растворимые в воде, Тпл 26,5° С. В промышленности получается при кипячении белого фосфора с водной суспензией шлама Ca(OH)2 или Ba(OH)2. Образовавшийся гипофосфит кальция обрабатывают сульфатом натрия или раствором серной кислоты с целью получения гипофосфита натрия или свободной кислоты. Трихлорид фосфора, PCl3 - жидкость с резким неприятным запахом, дымящая на воздухе. Ткип 75,3° С, Тпл -40,5° С. В промышленности его получают пропусканием сухого хлора через суспензию красного фосфора в PCl3. Пентахлорид фосфора, PCl5 - светло-желтое с зеленоватым оттенком кристаллическое вещество с неприятным запахом. Кристаллы имеют ионное строение [PCl4+][PCl6-]. Твозг 159° С. Получается при взаимодействии PCl3 с хлором или S2Cl2: 3PCl3 + S2Cl2 = PCl5 + 2PSCl3. Водородные соединения: фосфористый водород РН3 (фосфин) бесцветный газ с характерным запахом чеснока, обычно в качестве примеси он содержит следы более активного дифосфина (P2H4) и поэтому самовоспламеняется на воздухе при комнатной температуре. Получение: 4Р + 3КОН + 3Н2O = РН3 + 3КН2РO2 При этом способе получения кроме газообразного фосфористого водорода образуется также жидкий фосфористый водород, газообразный водород и кислый гипофосфит калия по уравнениям: 6Р+4КОН + 4Н2O = Р2Н4 + 4КН2РO2 2Р + 2КОН + 2Н2O = Н2 + 2КН2РO2