Оксид фосфору

Оксид фосфору


Фосфор був відкритий і виділений в 1669 році німецьким хіміком Х. Брандом. У природі цей елемент зустрічається тільки у вигляді з'єднань. Основні мінерали - фосфорит Ca3 (PO4) 2 і апатит 3Ca3 (PO4) 2 • CaF2 або Ca5F (PO4) 3. Крім того, елемент входить до складу білків, а також міститься в зубах і кістках. Фосфор найлегше взаємодіє з киснем і хлором. При надлишку цих речовин утворюються сполуки зі ступенем окислення (для P) + 5, а при нестачі - зі ступенем окислення + 3. Оксид фосфору може бути представлений кількома формулами, що відображають різні хімічні речовини. Серед них найпоширеніші - це P2O5 і P2O3. До інших рідкісних і маловивчених оксидів відносяться: P4O7, P4O8, P4O9, PO и P2O6.

Реакція окислення елементарного фосфору киснем протікає повільно. Цікаві її різні сторони. По-перше, в темряві добре видно світіння, яким вона супроводжується. По-друге, процес окислення цієї хімічної речовини відбувається завжди з утворенням озону. Це обумовлено отриманням проміжного з'єднання - фосфорилу PO - за схемою: P + PO + O, а потім: O + O2 → O3. По-третє, окислення пов'язане з різкою зміною електропровідності навколишнього повітря через його іонізацію. Виділення світла без помітного розігрівання, при протіканні хімічних реакцій, називається хемілюмінесценцією. У вологих середовищах зелена хемілюмінесценція обумовлена утворенням проміжної речовини PO.

Окислення фосфору протікає тільки при певній концентрації кисню. Вона не повинна бути нижче мінімального і вище максимального порогів парціального тиску O2. Сам інтервал залежить від температур і ряду інших факторів. Наприклад, за стандартних умов швидкість реакції окислення чистим киснем фосфору зростає до досягнення 300 мм рт. ст. Потім вона зменшується і падає майже до нуля, коли парціальний тиск кисню досягне 700 мм рт. ст. і вище. Таким чином, оксид при звичайних умовах не утворюється, так як фосфор практично не окисляється.

П "ятиокис фосфору

Найбільш характерним окислом є фосфорний ангідрид, або вищий оксид фосфору, P2O5. Це білий порошок з їдким запахом. При визначенні в парах його молекулярної ваги, встановлено, що більш правильним записом його формули є P4O10. Це негорюча речовина, вона плавиться при температурі 565,6 С. Ангідрид P2O5 - кислотний оксид з усіма характерними властивостями, але він жадібно поглинає вологу, тому застосовується в якості осушувача рідин або газів. Оксид фосфору може забирати воду, яка входить до складу хімічних речовин. Ангідрид утворюється в результаті згоряння фосфору в атмосфері кисню або повітря, при достатній кількості O2 за схемою: 4P + 5O2 → 2P2O5. Його застосовують у виробництві кислоти H3PO4. При взаємодії з водою може утворювати три кислоти:

  • метафосфорну: P2O5 + H2O → 2HPO3;
  • пірофосфорну: P2O5 + 2H2O → H4P2O7;
  • ортофосфорну: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4.

П'ятиокис фосфору бурхливо реагує з водою і речовинами, що містять воду, такими, як дерево або бавовна. При цьому утворюється велика кількість тепла, що може навіть призвести до пожежі. Він викликає корозію металу і дуже дратує (виникають серйозні опіки очей, шкіри) дихальні шляхи і слизові оболонки, навіть при таких низьких концентраціях, як 1 мг/м.

Триокис фосфору

Фосфористий ангідрид, або тріоксид фосфору, P2O3 (P4O6) - це біла кристалічна речовина (зовні схожа на віск), яка плавиться при температурі 23,8 С і кипить при температурі 173,7 С. Як і білий фосфор, P2O3 є дуже отруйною речовиною. Це кислотний оксид, з усіма властивостями. Оксид фосфору 3 утворюється завдяки повільному окисленню або горінню вільної речовини (P) в середовищі, де має місце нестача кисню. Триокис фосфору повільно взаємодіє з холодною водою, утворюючи кислоту: P2O3 + 3H2O → 2H3PO3. Цей оксид фосфору енергійно реагує з гарячою водою, при цьому реакції протікають по-різному, в результаті може утворитися червоний фосфор (аллотропічно видозмінений підукт), гідрид фосфору, а також кислоти: H3PO3 и H3PO4. Термічне розкладання ангідриду P4O6 супроводжується відщепленням атомів фосфору, при цьому утворюються суміші окислів P4O7, P4O8, P4O9. По будові вони нагадують P4O10. Найбільш вивчений з них P4O8.