Фосфор и неговите съединения, резюмета

Фосфор и неговите съединения

Разглеждане есе на химията извършва Butochkina Оля. ученик от 9 "D" клас

Razvilkovskaya гимназията с по-задълбочено проучване на конкретни теми

Петата група на периодичната система включва две типичен елемент азот и фосфор - и подгрупи арсен и ванадий. Между първия и втория типични елементи е налице значителна разлика в имоти.

В състоянието на прости вещества азот - газ и фосфор - твърдо вещество. Тези две вещества са получили голяма област на приложение, въпреки че когато азот за първи път е изолиран от въздуха се смята за вреден газ, и фосфор продажби успяха да спечелят много пари (за фосфор оценени способността му да светят в тъмното).

Историята на откриването на фосфор

По ирония на съдбата фосфор отвори няколко пъти. И всеки път, когато той излезе от ... урина. Има споменаване на факта, че Арабската алхимик Alhild Behil (XII век) открива фосфор при дестилация на урината се смесва с глина, варовик и въглища. Въпреки това, фосфор, се счита за дата на откриването 1669. Хамбург алхимик Хениг Марка, любител, разрушен търговец, който мечтае за използване на алхимия за подобряване на дейността им да бъдат третирани разнообразие от продукти. Ако приемем, че физиологичните продукти могат да съдържат "първична материя", смята основата на философския камък, Бранд се интересуват от човешка урина.

Той събра около един тон на урина от казармите на войниците и се изпарява, докато сиропена течност. Тази течност се дестилира отново и беше силно червен "урина масло", което се дестилира до получаване на твърд остатък. Нагряването на последния, без въздух, той забелязал образуването на бял дим, уреждане на стените на кръвоносните съдове, както и ярка светлина в тъмнината. Марка на име вещество е получил фосфор, което в превод от гръцки означава "светлина приносител."

Няколко години по "рецептата" на фосфор държат строго пазена тайна и е известно, че само няколко алхимици. На третия път, фосфор Р. Бойл открит през 1680.

В леко модифицирана форма на метод за получаване на антични фосфор, използвани в XVIII век: загряване на сместа се подлага на мокро оловен оксид (PbO), натриев хлорид (NaCl), калиев карбонат (К 2СО 3) и въглерод (С). Само през 1777 той получи K.V.Sheele метод за получаване на фосфор от кости и рога на животни.

Природен фосфорно съединение и получаване на

Тъй като разпространението в кората напред фосфор, азот, сяра и хлор. За разлика от азотни фосфор, поради високата реактивност се открива в природата само под формата на съединения. Най-важното минерали фосфор - апатит Sa5H (РО4) 3 (X - флуор, хлор и по-малко gidrooksilnaya група) и фосфорен който се основава на Са3 (РО4) 2. Най-голямото находище на апатит се намира на Колския полуостров, в района на Khibiny планина. Фосфорит депозити са разположени в Karatau планина, в района на Москва, Калуга и Брянск и на други места. Фосфорът е част от някои от протеините, съдържащи се в генеративни органи на растения, в нервните и костни тъкани на животни и хора. Особено богати на фосфор мозъчни клетки.

Днес фосфор, произведени в електродъгови пещи, възстановяване апатит въглища в присъствието на силикагел:

Са3 (РО4) 2 + 3SiO2 + 5 ° ® 3CaSiO3 + 5Co + Р2.

фосфор пара при тази температура почти изцяло съставен от Р2 молекули, което при охлаждане се кондензират до Р4 молекула.

Електронната конфигурация на фосфорния атом

външен електронен слой съдържа 5 електрони. Наличието на три несвоен електрони е обяснено в външното ниво на енергия, която в нормално състояние земята валенция на фосфор е равна на 3.

Но в третото ниво на енергия, има свободни г орбитали на клетката, така че преходът към възбудено състояние S 3, електрони ще бъде прекъсната, преминете към г подслой, което води до образуването на 5-несвоен елементи.

По този начин, валентност на фосфор във възбудено състояние е равно на 5.

В фосфорни съединения обикновено проявява окисление 5, най-малко 3, -3.

1. Реакция с кислород:

2. халогени и сяра:

2P0 + 3Cl2 ® 2P + 3Cl3

(Фосфорни халогениди лесно се разгражда от вода, например:

PCL3 + 3H2O ® H3PO3 + 3HCl
PCL5 + 4H2O ® Н3РО4 + 5HCl)

3. Азотна киселина:

3P0 + 5HN + 5O3 + 2H2O ® 3H3P + 5O4 + 5N 2O +

4. метали образува фосфиди, в която има фосфор окислено състояние - 3:

2P0 + 3Mg ® Mg3P2-3

(Магнезиев фосфид лесно се разгражда от вода Mg3P2 + 6H2O ® 3Mg (ОН) 2 + 2PH3 (фосфин))

4P + 3NaOH + 3H2O ® PH3 + 3NaH2PO2

В реакции (1,2,3) - фосфорни действа като редуктор в реакцията (4) - като окислител; Реакция (5) - пример за реакция на диспропорциониране.

Фосфор може да бъде намаляване или окислител.

В свободно състояние Фосфор образува няколко алотропна модификации. Това е така, защото фосфорни атоми могат взаимно се комбинират за образуване на кристална решетка на различни видове.

Физични свойства на фосфор

Графит структура. При нормални условия - полупроводникови налягане провежда електричество като метал

007.jpg "> Бял модификация фосфор, получени с кондензиране на парите, има молекулна решетка, при което възли Р4 (Фигура 1) са разположени молекула. ​​Поради слабостта на междумолекулни сили бял фосфор летливи legkoplavok, нарязани с нож и е разтворим в неполярни разтворители като въглероден дисулфид. бял фосфор е много реактивен вещество. Той реагира енергично с кислород, халоген, сяра и метали. Окисляване на фосфор във въздуха е придружено от отделяне на топлина и светлина. Следователно, бели фосфор съхраняват под вода, с която тя не реагира. Бели фосфор е силно токсичен.

Около 80% от общото производство на бял фосфор е синтезата на чиста фосфорна киселина. Това на свой ред се използва за производство на натриев полифосфат (те се използват за намаляване на твърдостта на питейна вода) и хранителни фосфати. Остатъкът от бял фосфор се изразходват за създаване на веществото производство на дим и запалителни.

Безопасност. При производството на фосфор и неговите съединения изискват специални предпазни мерки, като Белият фосфор - силна отрова. Непрекъсната работа в атмосферата на бял фосфор може да предизвика костно заболяване, загуба на зъби, гангрена части на челюстите. Запалване бял фосфор причинява болезнени и продължителни лечебни изгаряния. Дръжте бял фосфор, че са под вода, в херметически затворени контейнери. Фосфор гасят горящи разтвор въглероден диоксид CuSO 4 или пясък. Divinisation кожата трябва да се промива с разтвор на калиев перманганат или 4 CuSO 4. антидот за отравяне с фосфор е 2% CuSO 4 разтвор.

009.jpg "> За дългосрочно съхранение, както и чрез нагряване бял фосфор отива в червено модификация (първи път е получил само 1847) името червен фосфор се отнася до няколко модификации, които се различават по плътност и цвят :. Тя варира от оранжево до тъмно . -червени и дори лилаво Всички червен фосфор видове са неразтворими в органични разтворители, и в сравнение с бял фосфор, те са по-малко реактивен и имат полимерна структура: P4 тетраедрите на свързани един с друг в една безкрайна верига (Фигура 2).

Червен фосфор се използва в металургията, производството на полупроводникови материали и електрически крушки, които се използват при производството на мачове.

011.jpg "> най-стабилната модификация е фосфор, черен фосфор. Това съединение се получава алотропна превръщане на бял фосфор при Т = 2200 ° С и повишено налягане. На външен вид прилича графит. Кристалин слоеста структура черен фосфор, състояща се от гофрирани слоеве (фиг.3 .) Черно фосфор -. е най-малко активен модификация фосфор при нагряване без достъп на въздух го като червено, се превръща в пара, от която кондензира бял фосфор.

фосфорен оксид (V)

Фосфор образува няколко оксиди. Най-важните от тях е фосфорен оксид (V) Р4 О 10 (фиг.4). неговата формула често е писано в опростена форма - Р 2О 5. В структурата на този оксид се запазва за местоположение четиристенен фосфорни атоми.

Вместо метал моновалентен ортофосфат молекули могат да включват амониева група: (NH 4) 3РО 4 - амониев ортофосфат;

(NH 4) 2НРО 4, двуосновен амониев; NH 4 Н 2РО 4 - дихидро-амониев ортофосфат.

Ортофосфати и двуосновен калциев и амониеви соли са широко използвани като торове, двуосновен натриев ортофосфат и - да се утаява от водата на калциеви соли.

Фосфор в човешкото тяло

Тялото на човек с тегло 70 кг. Той съдържа около 780 гр на фосфор. Под формата на калциев фосфат фосфор, присъстващи в човешки и животински кости. Тя влиза в състава на протеини, фосфолипиди, нуклеинови киселини; фосфорни съединения, участващи в енергийния метаболизъм (adenizintrifosfornaya киселина, АТР). Дневната изискването на човешкото тяло в фосфор е 1,2, основния размер консумираме мляко и хляб (100 г хляб съдържа около 200 мг. На фосфор). Повечето риби са богати на фосфор, боб и някои видове сирене.

Интересно е, че за подходяща диета трябва да бъде баланс между размера на фосфор и прием на калций: оптимално съотношение на тези елементи в храните е 1.5 ¸ 1. Излишният фосфорен богата храна води до извличане на калций от костите и уролитиаза развива, когато излишък калций.

Възпламеняване повърхност кибрит покрити със смес от червен фосфор и стъклен прах. Съставът на съвпадение глава включва оксиданти (РВО 2, KSlO3, BACRO 4) и редуциращи агенти (S. Sb 2 S 3). Когато повърхността на триене на запалителни смес се отлага върху мач запалване:

Първите мачове фосфор - с главата на бял фосфор - бяха създадени само през 1827 Такъв мач осветена от триенето на всяка повърхност, която често води до пожари. В допълнение, бял фосфор е силно токсичен. Случаи на отравяне с фосфор мачове, както поради небрежно боравене, и за целите на самоубийство: това е достатъчно да се хранят няколко мача глави. Ето защо, заместващи фосфор мачове дойдоха безопасни вярно да служат на нас и до днес. Индустриалното производство на безопасността на мача започна в Швеция през 60-те години. XIX век.

Минерални торове - различен източник на хранителни вещества за растения и свойствата на почвата, предимно азот, фосфор и калий, и след това калций, магнезий, сяра, желязо.

Фосфорът се намира в много органични съединения в растенията. Фосфор хранене регулира растежа и развитието на растенията.

064.gif ">. Фосфорити обикновено съдържат повече замърсители в флуорапатит.

Мощен фосфорит депозит открит в южната част на Казахстан, в Karatau планина.

Най фосфор тор - това е фино смлян фосфорит - фосфат скала. Фосфорът се съдържа в нея под формата на водно-неразтворим калциев фосфат Са3 (РО4) 2. Ето защо, фосфати не се абсорбират от всички растения и всички почви. насипно добит фосфат руда се обработва от химични методи във вещества, налични за всички растения от всяка почва. Тези разтворими калциеви фосфати са:

Троен суперфосфат (цвят и вид е подобен на обикновен суперфосфат - сив фин прах).

Получават се чрез действието на естествен фосфат е фосфорна киселина:

В сравнение с проста суперфосфат не съдържа Са O4 S е значително концентриран тор (съдържащ до 50% Р2О5).

Утайката - съдържа 35-40% Р2О5.

Получават се чрез неутрализиране разтвор на фосфорна киселина с калциев хидроксид:

Той се използва в кисели почви.

Ammofos - комплекс тор, съдържащ азот (15% N) и фосфор (58% Р2О5), както е NH 4 Н 2РО 4 и (NH4) 2НРО 4. Получават се чрез неутрализиране на фосфорна киселина с амоняк.

Преди повече от 100 години като фосфорен тор широко използвани така наречените прост суперфосфат, която се образува чрез действието на сярна киселина на естествен калциев фосфат:

В този случай, реакцията с калциев фосфат влиза сярна киселина е относително малък от този в получаване на фосфорна киселина от него. Смес от калциев дихидроген фосфат и калциев сулфат. Този тор с Р2О5 маса фракция на не повече от 20%. Сега прост суперфосфат се произвежда в относително малък мащаб в предварително конструирани растения.

Примери на фосфатни торове са дадени в Таблица 4.

Торове, съдържащи фосфор

Фосфорната киселина е важно, тъй като един от основните компоненти на подхранване на растенията. Фосфорът се използва от растения, за да се изгради своите най-важни части - семена и плодове.

Производни на фосфорна киселина е много необходимо не само растения, но също така и животни. Кости, зъби, черупки, гвоздеи, игли, тръни в по-голямата част от живите организми са съставени главно от калциев ортофосфат. Освен това, ортофосфорна киселина, за да образуват различни съединения с органични вещества, които участват активно в метаболизма на жив организъм на вещества от околната среда процес. В резултат на производни на фосфор, съдържащи се в костите, мозъка, кръвта в мускулите и съединителната тъкан на хора и животни. Особено много фосфорна киселина в нервните (мозъчни клетки), което позволява AE Fersman [1]. Известно геохимик, фосфор име "елемент мисли". Много отрицателни (животински болести рахит, анемия и т.н.) влияе на състоянието на намалението на организъм в диетата фосфорни съединения или тяхното администриране под формата на несмилаем.

Прилагане на фосфорна киселина сега е доста широко. Нейната основна клиент е производството на фосфат и съединение тор. За тези цели годишно произведени в света фосфор руда 100 млн. Тона. Фосфорни торове допринасят не само за подобряване на производителността на различни култури, но също така даде на издръжливостта и устойчивостта на други неблагоприятни климатични условия и да създаде условия за по-бързото узряване на реколтата в райони с кратко вегетативен период. Те са също благоприятен ефект върху почвата, които допринасят за неговото структуриране, развитието на почвени бактерии, промяна на разтворимостта на други вещества, съдържащи се в почвата и някои потискане на вредни органични вещества се образуват.

Много от фосфорна киселина консумира хранителната промишленост. Фактът, че вкусът на разредена фосфорна киселина е много хубаво и малък в неговите добавки мармалади, лимонади и сиропи значително подобряване на тяхната вкус. Те имат същия имота и някои соли на фосфорна киселина. калциеви фосфати, например, отдавна са включени в набухватели, подобряване на вкуса на хляб и кифли.

Други интересни приложения на ортофосфорна киселина в индустрията. Така например, се наблюдава, че импрегнирането на дървесината и нейните соли правят дървени негорими. Въз основа на това, сега направи пожарозащитните боя, негорими плочи fosfodrevesnye, незапалим фосфат пяна и други строителни материали.

Различни соли на фосфорна киселина се използва широко в много индустрии, в сграда, различни области на техниката, в битови и личен живот, радиационна защита, омекотител, анти-варовик котел и вземане на различни препарати.

се използва фосфорна киселина, кондензирана degidrotirovannye киселина и фосфати като катализатори в процеса на дехидратация, полимеризацията и алкилирането на въглеводороди.

Заемат специално място органофосфорни екстрагенти като, пластификатори, смазващи вещества, добавки за прах и абсорбенти в хладилни системи. Соли на киселинни алкил фосфат се използват като повърхностно активни вещества, антифризни агенти, специално торове и други антикоагуланти латекс. Киселинни фосфати се използват за извличане на обработка на уран руда течности.

Химия. Референтни материали. Съгласно red.Yu.D.Tretyakova - М. образование 1984.

Weser V.-Джу. Фосфор и неговите съединения, транс. от английски език. - М. 1963.

[1] Fersman Александър Evgenevich [27.10 (8,11) 0,1883, Петербург - 05/20/1945, Сочи], съветски геохимик и минералог, Академик на СССР (1919). Ученик Вернадски.