Det finns tre klasser av komplexa oorganiska föreningar: oxider, hydroxider (som inkluderar syror och baser) och s alter. Många metaller och icke-metaller kan bilda oxider, hydroxider och även ingå i sura rester. Så, fosfor ingår i syraresten PO4. Det finns flera varianter av fosforoxid. Följaktligen finns det olika hydroxider av det, som bildas av dessa oxider. Den högsta fosforhydroxiden är fosforsyra. I den här artikeln kommer vi att överväga de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos detta element och dess föreningar, samt prata om dess förekomst i naturen och andra intressanta fakta.
Fosfors fysiska egenskaper
Det kan finnas i olika varianter. Fosfor är ett ämne som består av ett kemiskt element. Dess atomer kombineras inte till molekyler. Formeln för fosfor är P. Men beroende på kristallgittrets struktur kan detta element existera i form av tre ämnen.
Det vanligaste är vit fosfor - den har en vaxartad struktur och hög toxicitet. Smältpunkten för detta ämne är fyrtiofyra grader Celsius, och kokpunkten är tvåhundraåttio grader. Med friktion givenmaterial, det antänds väldigt snabbt, så de skär det bara genom att placera det i en vattenmiljö. Om du värmer den under lång tid vid en temperatur på tvåhundrafemtio grader Celsius förvandlas den till röd fosfor. Detta ämne presenteras i form av ett brunrött pulver. Röd fosfor är, till skillnad från vit, inte giftig.
Den mest stabila formen av existens av detta element kan kallas svart fosfor, som av vissa yttre egenskaper liknar metall: den har en speciell lyster, har hög hårdhet, elektrisk och termisk ledningsförmåga.
Ur kemisynpunkt
Fosfor är ett kemiskt grundämne som finns i den femte gruppen och tredje perioden i det periodiska systemet. Av detta kan vi dra slutsatsen att dess valens är fem. Dessutom kan man från det periodiska systemet se att grundämnet fosfor har en atommassa på trettioen gram per mol. Det betyder att 1 mol av ett ämne kommer att väga 31 ett gram. Med tanke på de kemiska egenskaperna hos fosfor kommer vi att prata om dess reaktioner med enkla såväl som komplexa föreningar.
Interaktion med enkla ämnen
Det första du behöver vara uppmärksam på är oxidationen av fosfor. Detta är hans reaktion med syre. Som ett resultat kan två olika ämnen bildas - allt kommer att bero på proportionerna av dessa komponenter.
Det första alternativet - fyra mol fosfor och tre mol syre bildar två mol fosfortrioxid. En sådan kemisk interaktion kan skrivas med hjälp av följandeekvation: 4P + 3O2=2P2O3.
Det andra alternativet är bildningen av fyra mol fosfor och fem mol syre, två mol fosforpentoxid. Denna reaktion kan uttryckas med följande ekvation:
I båda de kemiska reaktionerna sker en betydande utsläpp av ljus. Dessutom kan fosfor interagera med så enkla ämnen som metaller, halogener (fluor, jod, brom, klor), svavel. Detta kemiska element kan uppvisa både reducerande och oxiderande egenskaper. Ett exempel på interaktion med halogener är klorering. Det sker i två steg. Den första är bildningen av två mol fosfortriklorat från två mol av icke-metallen i fråga och tre mol klor. Denna interaktion kan uttryckas med hjälp av följande ekvation: 2P +3Cl2=2PCl3.
Det andra steget i denna process är tillsatsen av kloratomer till det redan erhållna fosfortrikloratet. Sålunda, när samma volym klor tillsätts till en mol av den senare, bildas en mol fosforpentaklorat. Vi skriver ekvationen för denna reaktion enligt följande: PCl3 + Cl2=PCl5.
Regelbundenheterna i interaktionen mellan fosfor och metaller kan ses i det här exemplet. Om vi tar tre mol kalium och en mol fosfor får vi en mol kaliumfosfid. Denna typ av process kan skrivas med hjälp av följande reaktionsekvation: 3K + P=K3R.
Interaktion medkomplexa ämnen
Komplexa kemiska föreningar som fosfor kan reagera med inkluderar syror och s alter. Låt oss i ordning beskriva särdragen för kontakten av det aktuella elementet med dessa grupper av kemikalier.
Fosfor och syror
Bland alla andra sticker växelverkan mellan fosfor och salpetersyra ut. För att utföra denna typ av reaktion är det nödvändigt att ta följande komponenter: fosfor i mängden tre mol, fem mol nitratsyra och även vatten - två mol. Som ett resultat av sådan kemisk interaktion får vi följande produkter: fosforsyra och kväveoxid. Ekvationen för denna reaktion skrivs enligt följande: 4 + 5NO.
Fosfor och s alter
Denna typ av kemisk interaktion kan övervägas i exemplet med reaktionen av den ansetta icke-metallen med kopparsulfat. För att utföra denna process är det nödvändigt att ta två mol fosfor, fem mol kopparsulfat, åtta mol vatten. Som ett resultat av interaktionen mellan dessa ämnen får vi följande kemiska föreningar: sulfatsyra i mängden fem mol, ren koppar - samma mängd och fosforsyra - två mol. Denna process kan skrivas i form av följande ekvation: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Få denna icke-metalliska
Inom industrin utvinns ämnet i fråga från en kemisk förening som kalciumfosfat. För dettaföljande kemiska reaktion utförs: det specificerade s altet blandas med sand (kiseloxid) och kol i molära proportioner av 1:3:5, som ett resultat erhålls kalciumsilikat, fosfor och chadgas i ett molförhållande av 3:2:5.
Fosforföreningar och deras egenskaper
Den vanligaste av föreningarna i den betraktade icke-metallen är fosforhydroxid. Den kan vara av flera typer beroende på vilken oxid den bildas av. Fosforhydroxid kan erhållas genom att utföra en kemisk reaktion mellan dess oxid och vatten. På grund av dessa reaktioner bildas olika typer av ämnen. Således kan hydroxid (3) erhållas från trioxid och fosforhydroxid (5) från pentoxid. Dessa ämnen har sura egenskaper och kan i sin tur reagera med metaller, s alter, baser etc.
Den högsta fosforhydroxiden är fosforsyra. Det är syresatt och tribasiskt. Dess formel är H3PO4.
Grundläggande kemiska egenskaper
Fosforhydroxid, vars formel anges ovan, kan reagera med både enkla och komplexa ämnen. Låt oss titta närmare på dessa processer.
Reaktioner av fosforsyra med metaller
Liksom andra kemiska föreningar i denna klass kan fosforhydroxid interagera med metaller. Under denna process uppstår en undanträngningsreaktion där metallatomer tränger undan väteatomer och därigenom bildar s alt och väte, som släpps ut i luften som en gas med en obehaglig lukt. För denna reaktionskulle kunna realiseras måste metallen vara placerad till vänster om väte i den elektrokemiska aktivitetsserien. Det vill säga att ämnen som koppar, silver och andra liknande dem inte kan reagera med fosforsyra, eftersom de på grund av sin låga kemiska aktivitet inte kommer att kunna tränga undan väteatomer från sina föreningar.
Ta aluminium som exempel. När två mol av detta grundämne läggs till två mol fosforhydroxid får vi aluminiumfosfat och väte i en mängd av 2 respektive 3 mol. Ekvationen för denna reaktion skrivs enligt följande: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interaktion med baser
Fosforhydroxid kan, liksom många andra syror, ingå i kemiska reaktioner med baser. Sådana processer kallas utbytesreaktioner. Som ett resultat bildas en ny hydroxid, liksom en ny syra. Sådana reaktioner kan endast äga rum om en av de resulterande produkterna är olöslig i vatten, det vill säga den fälls ut, avdunstar som en gas, eller är vatten eller en mycket svag elektrolyt.
Fosforsyra och s alter
I det här fallet inträffar också en utbytesreaktion. Som ett resultat kan du få en ny syra och s alt. För att denna typ av reaktion ska kunna äga rum måste regeln som beskrevs ovan också följas.
Användning av fosfor och dess föreningar i industrin
För det första används föreningarna av detta kemiska element förgör en blandning som appliceras på sidoytan av tändsticksaskar. Själva tändstickshuvudena är också behandlade med en blandning som innehåller fosfor.
Pentoxiden av den anses vara icke-metall används ofta som en gastork. Det används också i den kemiska industrin för att erhålla fosforhydroxid, vars formel och egenskaper diskuterades ovan. Dessutom används det vid tillverkning av glas.
Fosforhydroxid används också i många industrier. Först och främst används det vid tillverkning av gödningsmedel. Detta beror på det faktum att fosfor helt enkelt är avgörande för växter. Därför finns det ett antal olika gödselmedel som tillverkas på basis av föreningen av den aktuella icke-metallen. För dessa ändamål används ämnen som kalciumfosfat. S alt används som gödningsmedel i mald form. Dessutom används vanligt och dubbelt superfosfat för detta. Ammophos och nitroammophos kan också fungera som gödningsmedel. Förutom allt ovanstående används s alter eller fosforhydroxid som reagens för att bestämma närvaron av silverföreningar i en lösning. Så ett ämne tillsätts, som inkluderar syraresten PO4, till lösningen. Om den senare innehåller s alter eller silverhydroxid bildas en rik gul fällning. Detta är argentumfosfat, som har följande kemiska formel: AgNO3.
Struktur av fosforatomen
Som du vet består alla atomer av en kärna och elektroner som roterarRunt honom. Kärnan innehåller protoner och neutroner. Elektroner har en negativ laddning, protoner har en positiv laddning och neutroner har en nollladdning. Serienumret för fosfor i det periodiska systemet är femton. Av detta kan vi dra slutsatsen att dess kärna innehåller femton protoner. Om atomen är neutral och inte en jon, så finns det lika många elektroner som det finns protoner. Det vill säga när det gäller fosfor är det femton av dem.
Om en av elektronerna lämnar sin bana kommer atomen att förvandlas till en positivt laddad jon, det vill säga en katjon. Om en elektron går med bildas en negativt laddad jon - en anjon.
I det periodiska systemet över kemiska grundämnen kan du se att fosfor tillhör den tredje perioden. Av detta är det tydligt att det finns tre banor runt kärnan, på vilka elektroner är jämnt fördelade. Den första har två, den andra har åtta och den tredje har fem.
Prevalens i naturen
Massfraktionen av fosfor i jordskorpan är 0,08 %. Det är inte ett särskilt vanligt kemiskt element i naturen. Det finns dock en hel grupp mineraler som innehåller fosfor. Dessa är apatiter, såväl som fosforiter. Den vanligaste av den första gruppen är fluorapatit. Dess kemiska formel är följande: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Den kommer i transparenta, gröna och turkosa nyanser. Bland fosforiter är kalciumfosfat det vanligaste, med följande kemiska formel: Ca3(PO4)2. Dessutom fosforföreningarfinns i olika levande organismers vävnader.
Fosforens och dess föreningars roll i naturen och kroppen
Detta kemiska element är mycket viktigt för den normala funktionen hos nästan alla organ och deras system. Först och främst, utan det, är njurarnas smidiga funktion omöjlig. Detta element deltar i kroppens metaboliska processer. Det främjar också snabb vävnadsregenerering. Utan det kan vissa vitaminer helt enkelt inte aktiveras för att gynna kroppen – varför fosfor ofta tillsätts i nästan alla vitaminpreparat som en extra komponent. Dessutom är det ett av de kemiska elementen som säkerställer hjärtats normala funktion. Han, förutom allt ovanstående, är involverad i celldelningsprocessen, så livet på jorden är omöjligt utan detta mikroelement.
Reglering av vatten-s altbalansen är en annan funktion som föreningarna av den icke-metall som avses i denna artikel utför i kroppen. Dessutom är det en av huvudkomponenterna i ben- och muskelvävnad. En stor andel av det finns också i tänderna. Bland annat är det också värt att notera att fosfor är inblandat i att säkerställa nervsystemets normala funktion. Symptomen på en brist i kroppen av det aktuella spårämnet är som följer: ökad trötthet, låg effektivitet, störningar i nervsystemets funktion (neuros, hysteri etc.), alltför frekventa förkylningar, utmattning av hjärtmuskeln, smärta i skelett och muskler, mycket dålig aptit. För att undvika ett sådant fenomen som brist på fosfor i kroppen måste du vetavilka livsmedel innehåller det.
Först och främst bör fisk särskiljas bland livsmedel som är rika på det kemiska elementet. En särskilt hög koncentration av fosfor observeras i arter som stör, makrill, taggmakrill, tonfisk, sardin, lodda, sej, nors. Dessutom finns det spårämne som diskuteras i den här artikeln i krabbkött, räkor, såväl som i mejeriprodukter som keso, smältost och ost.
slutsatser
Fosfor, även om det inte är ett särskilt vanligt kemiskt grundämne på planeten, är av stor betydelse både ur industriell och biologisk synvinkel. Han och hans föreningar, i synnerhet fosforhydroxid, används vid tillverkning av olika typer av produkter. Artikeln beskrev också egenskaperna hos fosforhydroxid (fosforsyra) och egenskaperna hos dess interaktion med metaller, baser och s alter.
