nekrasovI (1114433), страница 149
Текст из файла (страница 149)
Фосфин является очень сильным восстановителем и весьма ядовит. В противоположность аммиаку реакции присоединения для фосфнпа мало характерны; соли фосфония (РН'<) известны лишь для немногих сильных кислот и весьма нестойки, а с водой фосфнн химически не взаимодействует (хотя довольно хорошо растворим в ней).'з-" Одним из применяемых для получения РНз методов является нагревание белого фосфора с крепким водным раствором щелочи. Реакция идет, например, по уравнению. 8Р + 3 В а(ОН)з + 6НзО = 2РНзг + ЗВа(НгРОз)з Вторым продуктом этой реакции является бариевая соль фосфорноватистой кислоты.
Действием на эту соль серной кислотой может быть получена свободная фосфорноватистая кислота (Н»РОз). Несмотря на наличие в ее молекуле трех атомов водорода, она только одноосновна (и является довольно сильной), что согласуется со структурной формулой Соли фосфорноватнстой кислоты (г и п о ф о с ф и т ы), как правило, хорошо растворимы в воде.за " Взаимодействие фосфора с кислородом в зависимости от условий ведет к образованию различных продуктов. При сгорании фосфора в избытке кислорода (илн воздуха) получается его высший окисел— фосфорный ангидрид (РзОз).
Напротив, горение при недостатке воздуха или медленное окисление дает главным образом фосфорисгый ангидрид (РзОз) ° зз з' Последний представляет собой белую, похожую на воск кристаллическую массу. При нагревании на воздухе он переходит в РзОз (а постепенно окисляется уже в обычных условиях). Взаимодействуя с холодной водой, Р»Оз медленно образует фосфористую кислоту: Р»Оз+ ЗНзО = 2НзРОз Подобно белому фосфору, фосфористый ангидрид очень ядовит.зз Свободная фосфористая кислота (НзРОз) представляет собой бесцветные кристаллы„расплывающиеся на воздухе и лагкорастворимыв в воде. Она является сильным (но в большинстве случаев медленно 4 Д Фосфор 439 Н вЂ” О,Н Н вЂ” О" 'О Самой кислоте отвечает вторая формула, а ее органические производные известны для обеих структур."-" Наиболее характерный для фосфора окисел — ф о с ф о р н ы й а нгид рил (РзОз) представляет собой белый порошок.
Ои чрезвычайно энергично притягивает влагу и поэтому часто применяется в качестве о с уш и тел я газов. Вместе с тем РзОз во многих случаях отнимает от различных вещее~в также химически связанную воду, чем пользуются при получении некоторых соединений."-зз Взаимодействие РзОз с водой в зависимости от числа прнсоединеяных молекул НзО приводит к образованию следующих основных гидратных форм: РзО, + НзО = 2НРО, (метафосфорная кислота) РзОз+ 2НзО = НзРзОг (пирофосфорная кислота) Р40, + ЗН,О = 2НзРО, (оргофосфорная кислота) Как видно из приведенного сопоставления, наиболее богата водой ор то-кислота, которую обычно называют просто 4осфорной.
При ее нагревании происходит отщепление воды, причем последовательно образуются пиро- и мета-формы: 2НзРО4+ 17 ккал = НзО( + Н4РзОт Н4РзО, + 24 ккал = НзО'(+ 2НРОз При действии воды обе кислоты переходят в орто-форму. Однако переходы эти на холоду протекают крайне медленно. Поэтому каждая кислота реагирует в свежеприготовлениом растворе как индивидуальное вещество. Их структурные формулы приводятся ниже: НО. ОН ОН ~~О ! ! ! НΠ— Р( О=Р— Π— Р=О НΠ— Р=О 'О ! НО ОН ОН Наибольшее практическое значение из кислот пятивалентного фосфора имеет ортогндрат (НзРОз), Получать его удобно окислением фосфора азотной кислотой: ЗР+ 5ННОз+ 2НзО = ЗНзРОз+ 5МО В производственном масштабе Н,РО, получают исходя из РзОь образующегося при сжигании фосфора (или его паров) на воздухе. фосфорная кислота ' представляет собой бесцветные, расплывающиеся на воздухе кристаллы.
Продается она обычно в виде 85%-ного действующим) восст а повит ел ем. Несмотря на наличие в молекуле трех водородов, НзРОз функционирует только как двухоснови а я кислота средней силы. Соли ее (фосфор и стоки сл ы е, илн ф о с. ф и ты), как правило, бесцветны и труднорастворимы в воде. Из производных чаще встречающихся металлов хорошо растворимы лишь соли Ха, КиСа. Строение фосфористой кислоты может быть выражено следующими структурными формулами: Н вЂ” О 'Р— Π— Н Н вЂ” О" 440 !Х. Пятая еруяеа еериодиеесеоа системы водного раствора, приблизительно отвечающего составу 2НзРО4 ° НзО и имеющего консистенцию густого сиропа.
В отличие от многих других производных фосфора, Н,РОе неядовита. Окислительные свойства для иее вовсе не характерны. Будучи трехосновной кислотой средней силы, НзРОе способна об. разовывать три ряда солей, например: < г(аНзРО, первичный фосфорнокислый натрий кислые соли ЫазНРОе вторичный фосфорнокислый натрий средняя соль МазРО, еретичный фосфорнокислый натрий Все первичные фосфаты хорошо растворнмы в воде, а из вторичных и третичных растворимы лишь очень немногие, в частности соли 1)а (рис. !Х-34).
Как правило, фосфаты бесцвети ны, "-зз м Производные фосфорной кислоты находят мнотй гообразное использование в различных отраслях промышленности. Однако особенно велико их зна- ,зуоь чеиие для сельского хозяйства. В частности, это от- 6 носится к кислому фосфату кальция состава Са(НзРОь)з НзО, который является основой важ- еоь нейшего фосфорсодержашего минерального удобрезззз ния — с у п е р ф о с ф а т а.
зз Галоидные соединения фосфора образуются пу- в ~в ьв вв вв ма~ тем взаимодействия элементов, протекающего, как Рис 1Х-34. Рзстзоря- правило, весьма энергично. Галогениды типов РГз ность фосфатов Язтуан и РГ (кРоме Рзз) известны длЯ всех галоидов, од(моль!лНеО) пако практическ ° значение из иих имеют почти исключительно производные хлора. Треххлористый фосфор (РС!з) образуется при действии сухого хлора на взятый в избытке фосфор.
Последний при этом воспламеняется и сгорает бледно-желтым пламенем по реакции 2Р+ ЗС!з = 2РС!з+ 159 ккал Треххлористый фосфор представляет собой бесцветную жидкость, ноторая во влажном воздухе сильно дымит, а с водой энергично взаимодействует по уравнению РС!з+ ЗН,О = НзРОз+ ЗНС1 Таким образом, РС!з является хлорангидридом фосфористой кислоты. При действии на РС!з избытка хлора образуются бесцветные кристаллы пятихлористого фосфора: РС!з+ С!з =е РС!з+ 31 ккал Как видно из уравнения, реакция эта обратима. При обычных условиях равновесие ее смещено вправо, выше 300'С вЂ” влево.
Будучи хлорангидридом фосфорной кислоты, РС14 нацело разла, гается водой, образуя НзРО4 и НС1. Реакция проходит в две стадии (вторая медленнее первой): РС14+ НзО= РОС!з+ НС! и РОС1з+ ЗНзО= НзР04+ ЗНС! Получающаяся по первой из них хлорокись фосфора (РОС!* представляет собой бесцветную жидкость. Подобно обоим хлоридам. фосфора, хлорокись применяется при органических-синтезах. Пары всех тпех соединений ядовиты.ье-ы б 5. Фосфор Дополнения 1) Фосфор открыт а !бб9 г.
Он является «чистым» элементом — состоит только нз атомов з'Р. По химин фосфора имеется мояографня. ' 2) В оснониом состоянии атом фосфора имеет структуру внешнего электронного слоя ЗНЗрз н трехаалентен. Его последовательные энергии нонизацнн составляют (эв): !0,48; !9,72; 30,!5; 51,35; б501, Сродство атома фосфора к электрону' оценнаается а 20 ндал/г-агом. 3) Минеральной основой костей является гидроксоапатит [Саз(ОН) (РОе)з), а зубоа — более твердый фторапатнт [Са»Р(РО,)з). Общее содержание фосфора а челоаеческом организме составляет около ! аес. ао. Значительные колнчестаа соединений фосфора (наряду с азотными) содержатся н экскрементах животных. Например, каждая тонна назона содержит около 3 кг солей фосфорной кислоты (а с мочой человека нх аыделяется ежедневно около 4 г).
Еще больше фосфора содержат экскременты питающихся рыбой морских птиц. В результате жизнедеятельности громадных нх стай на некоторых островах океана образуются залежи птнчьнх зкскрементоа («гуано»), являющиеся объектом промышленного яспользоааннн а качестяе прекрасного удобрения. При дейстаин дождей азотные соединения нз гуано вымываются, а ббльшая часть произаолных фосфора остается на месте, постепенно образуя залежи фосфорнтон.
Путем аымыааиня азотных соединений нз остатков от гниения фосфорнты могут образоваться и а местах массоаой гибели различных жнаотных. Такое происхождение (нэ экскремеитоа илн трупов жняотных) для отдельных месторождений фосфоритов доказано. Другие месторождения образовывались а результате жизнедеятельности «фосфоробактернй», массовое разаятие которых имело место а некоторых дреаних морях.
Наконец, существуют месторождения фосфорнтоя, для которых вероятно чисто минеральное происхождение. Так как фосфорнты н апатит наляются исходяыми продуктами для получения фосфорных минеральных удобрений, достаточные запасы этих мннералоа чрезиычайио нажим дтя развития сельского хозяйства страны. В СССР нзаестен ряд крупных месторождений фосфоритов, а иа Кольском полуострове имеются громадные месторожлеиня апатита, Апатит представляет собой минерал неорганического происхождении н находит многообразное использоаанне. сАпатнты, которые мы думали вначале употреблять только как средство удобрении нашей советской земли, являются одним нз яажиейшик видов технического сырьа н находят себе применение свыше чем а днадцатн пронзаод.
стваХ, причем каждый новый день открывает асе новые аозможиости применения этого соверщенно исключительного минерала» (К н р о а) . 4) Процесс получения элементарного фосфора протекает около 1500 'С н идет через дна осиоаные стадии. Сначала по урааяенню Са,(РО,)с+8С = 8СО-1-Са,Р, образуетсн фосфид кальцяя, который реагирует затем с Саз(РО,)ь давая СаО и фосфор: ЗСаз[РО,)з+5Са,Рз = 24СаО+!5Р. Ка показывает опыт, прнсутстаие н исходной смеси 5Юь не будучи необходимым для протекания процесса, вместе с тем значительно его ускоряет [за счет понижения температуры плаалеиия Са,(РО,), и саязынання СаО по реакции: СаО+ 5Юг = С65!Оз[.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
