Foszfor és vegyületei
Foszfor és vegyületei
Vizsgálat esszét a kémia végre Butochkina Olya. hallgató 9 „D” osztályú
Razvilkovskaya középiskolás mélyreható tanulmányt konkrét tárgyak
Az ötödik csoport a periódusos rendszer tartalmaz két tipikus elem a nitrogén és a foszfor - és alcsoportok arzén és a vanádium. Az első és a második jellemző elemek van egy jelentős különbség a tulajdonságok.
Abban az állapotban, az egyszerű anyagok nitrogén - gáz és foszfor - szilárd anyag formájában. Ez a két anyag már kapott egy nagy alkalmazási területe, de ha nitrogén izoláltak először a levegőbe úgy ítélték meg, a káros gázok és a foszfor-értékesítés sikerült keresni egy csomó pénzt (foszfor Nyilvánvaló, hogy képes világít a sötétben).
A történelem a felfedezés foszfor
Ironikus foszfor többször megtörtént. És minden alkalommal, amikor kiszállt ... vizeletben. Van említik azt a tényt, hogy az arab alkimista Alhild Behil (XII század) felfedezte foszfor a desztillációs vizelet agyaggal kevert, mész és szén. Azonban a foszfor kell tekinteni a megnyitásának napjától 1669. Hamburg alkimista Hennig Brand, egy amatőr, egy romos kereskedő, aki arról álmodott segítségével alkímia javítása ügyeiket kezelendő a különböző termékeket. Feltételezve, hogy a fiziológiai termékek tartalmazhatnak „ősanyag”, úgy az alapja a bölcsek köve, Brand kezdett érdeklődni az emberi vizeletben.
Összeszedte körülbelül egy tonna vizeletet a katonák laktanya és pároljuk, amíg szirupos folyadék. Ezt a folyadékot ismét ledesztilláljuk, és ez volt, erősen vörös „vizelet olaj”, amelyet desztillálunk, így szilárd maradékot kapunk. Fűtésével, levegő nélkül, észrevette a kialakulását a fehér füst, rendezni érfalak, és erős fény a sötétségben. Brand nevű anyag megkapta a foszfor, ami lefordítva a görög jelentése „fényhordozóra.”
Néhány évvel „recept” foszfor tartott szigorúan őrzött titok, és ismert volt, hogy csak néhány alkimisták. A harmadik alkalommal, foszfor R. Boyle nyitotta 1680-ban.
Egy kissé módosított formában a módszer az antik foszfor használt a XVIII században: az elegyet melegítjük vetjük alá nedves ólom-oxidot (PbO), nátrium-klorid (NaCl), kálium-karbonát (K 2CO 3) és szén (C). Csak 1777-ben szerzett K.V.Sheele módszere, foszfor a csontok és szarvak állatok.
Természetes foszforvegyületet és megszerzése
Amint az előfordulási gyakoriság a kéreg előtt a foszfor, nitrogén, kén és a klór. Ellentétben a nitrogén foszfor, a magas reaktivitás megtalálható a természetben csak a vegyületek formájában. A legfontosabb ásványi foszfor - apatit Sa5H (PO4) 3 (X - fluor-, klór- és kevésbé gidrooksilnaya csoport), és a foszfor, amelynek alapja a Ca3 (PO4) 2. A legnagyobb letét apatit található a Kola-félszigeten, a régióban a Khibiny hegység. Foszforitot betétek találhatók a Karatau hegység, a moszkvai, Kaluga és Bryansk régiók és másutt. Foszfor része bizonyos fehérjék szereplő generatív szervek a növények, az idegi és a csont szövetekben az állatok és emberek. Különösen a foszforban gazdag agysejtek.
Manapság foszfortartalmának elektromos ívkemencében, helyreállítása apatit szén a szilícium-dioxid jelenléte:
Ca3 (PO4) 2 + 3SiO2 + 5C ® 3CaSiO3 + 5co + P2.
foszfor-gőz ezen a hőmérsékleten szinte teljes egészében áll a molekulák P2, amely lehűléskor kondenzálunk P4 molekulához.
Az elektronikus konfiguráció a foszforatom
A külső elektron réteg tartalmaz 5 elektronokat. A jelenléte három párosítatlan elektront magyarázata a külső energia szinten, amely a normál alapállapotú vegyértéke foszfor egyenlő 3.
De a harmadik energia szinten vannak betöltetlen d pályák a sejt, így az átmenet a gerjesztett állapotban S 3, elektronok is megszakad, kapcsolót d alréteget, amely képződéséhez vezet 5-párosítatlan elemek.
Így, vegyértéke a foszfor a gerjesztett állapotban egyenlő 5.
A foszforvegyületek általában mutat oxidációs állapotban +5, legalább +3, -3.
1. A reakciót oxigénnel:
2. halogének és a kén:
2P0 + 3Cl2 ® 2P + 3Cl3
(Foszfor-halogenidek könnyen bomlik vízben, például:
PCI3 + 3H2O ® H3PO3 + 3 HCl
PCI5 + 4H2O ® H3PO4 + 5HCl)
3. Salétromsav:
3P0 + 5HN + 5O3 + 2H2O ® 3H3P + 5O4 + 5N + 2O
4. fémek képez foszfidok, amelyben a foszfor egy oxidációs állapotban - 3:
2P0 + 3 Mg ® Mg3P2-3
(Magnézium-foszfid könnyen bomlik vízben Mg3P2 + 6H2O ® 3 Mg (OH) 2 + 2PH3 (foszfin))
4P + 3NaOH + 3H2O ® PH3 + 3NaH2PO2
A reakciókat (1,2,3) - foszfor működik redukálószer a reakcióban (4) -, az oxidálószer; Reakció (5) - egy példa a diszproporcionálódási reakció.
Foszfor lehetnek redukáló vagy oxidáló szerrel.
Szabad állapotban Foszfor képez több allotropic módosításokat. Ez azért van, mert a foszfor atomok kölcsönösen együtt egy kristályrácsban különböző típusú.
Fizikai tulajdonságok foszfor
Grafit szerkezet. Normális körülmények között - a félvezető nyomás vezeti az elektromosságot, mint fém-
007.jpg „/> Fehér foszfor módosítása kapott páralecsapódás, olyan molekuláris rács, amelyben a csomópontok P4 (1. ábra) telepített molekula. Gyengesége miatt az intermolekuláris erők fehér foszfort illékony legkoplavok, késsel vágni, és nem oldó nem poláros oldószerek, mint például a szén-diszulfid. fehér foszfor nagyon reaktív anyaggal. Ez heves reakcióba lép, oxigént, halogént, ként és fémek. oxidációja foszfor levegő kíséri hőfejlődés és a fény. Ezért, fehér foszfor alatt tároltuk vizet, amellyel nem reagál. A fehér foszfor igen toxikus.
Mintegy 80% a teljes termelés fehér foszfor a szintézis tiszta foszforsavat. Ez viszont előállítására használják nátrium-polifoszfát (használják őket, hogy csökkentsék keménysége ivóvíz) és az élelmiszer-foszfátok. A maradék fehér foszfort fordítódik, hogy megteremtse a füstöt termelő anyagot és incendiary.
Biztonságát. A termelés foszfor és vegyületei különös odafigyelést igényel, mivel A fehér foszfor - erős méreg. Folyamatos működés a légkörben fehér foszfor okozhat csontbetegség, fogvesztés, üszkösödés részeit a pofák. Lángra fehér foszfor okoz fájdalmas és hosszan tartó gyógyulást égések. Tartsa a fehér foszfor, hogy a víz alatt, légmentes csomagolásban. Foszfor égı szén-dioxid-oldat CuSO 4 vagy homok. Divinisation bőrt kell oldattal mossuk a KMnO 4 vagy CuSO 4 ellenszere mérgezés által foszfor 2% CuSO 4-oldattal.
009.jpg „/> A hosszú távú tároláshoz, valamint hevítéssel fehér foszfort bemegy a piros módosítása (az első alkalommal, amikor megkapta csak 1847) A név vörös foszfor tárgya számos módosítást, hogy különböznek egymástól sűrűsége és a szín :. Ez változik narancssárga sötét . -Red és még lila Minden vörös foszfor faj szerves oldószerekben oldhatatlan, és összehasonlítva fehér foszfort, ezek kevésbé reakcióképes és polimer szerkezete: a P4-tetraéderek kapcsolódnak egymáshoz egy végtelenített láncot (2. ábra).
Vörösfoszfor használják a kohászat, félvezető anyagok és izzók, gyártásához használt a mérkőzések.
011.jpg „/> legstabilabb módosítását jelentése foszfor, Fekete foszfor. Ezt a vegyületet allotropic konverziója fehér foszfor t = 2200 C és emelt nyomáson. A megjelenésről hasonlít grafit. A kristályosan rétegezett struktúrát Fekete foszfor, amely hullámos rétegek (ábra3 .) Fekete foszfor -. a legkevésbé aktív foszfor-módosítás, amikor nélkül melegítjük, hozzáférést a levegő, mint a piros, válik gőz, amely kondenzált fehér foszfort.
foszfor-oxid (V)
Foszfor képez több oxidokat. A legfontosabb közülük a foszfor-oxid (V) P 4O 10 (4.ábra). a formula gyakran írják egyszerűsített formában - P 2O 5. A szerkezetét Ezt az oxidot a mentett helyet tetraéderes foszfor atomok.
Ahelyett, hogy a monovalens ortofoszfát molekulák közé tartozik az ammónium-csoport: (NH 4) 3 PO 4 - ammónium ortofoszfát;
(NH 4) 2HPO 4, kétbázisú ammónium; NH 4H 2PO 4 - dihidro-ammónium ortofoszfát.
Az ortofoszfátok és kétbázisú kalcium-és ammónium-sókat széles körben használják például a műtrágyák, kétbázisú nátrium-ortofoszfát, és - kiválni a vizet a kalcium-sók.
Foszfor az emberi szervezetben
A test egy személy súlya 70 kg. Tartalmaz körülbelül 780 g foszfor. A kalcium-foszfát formájában foszfor jelen van az emberi és az állati csontok. Belép a készítményben a fehérjék, foszfolipidek, nukleinsavak; foszforvegyületek részt energia metabolizmus (adenizintrifosfornaya sav, ATP). A napi szükséglet az emberi test a foszfor 1,2, az alapvető összeget fogyasztunk tej és a kenyér (100 g kenyér tartalmaz körülbelül 200 mg. Of foszfor). A legtöbb hal gazdag foszfor, a bab és bizonyos típusú sajtot.
Érdekes, hogy a megfelelő étrend kell találni az egyensúlyt a foszfor mennyiségét és kalcium bevitel: az optimális arányt ezen elemek étel 1.5 ¸ 1. A felesleges foszfor-gazdag élelmiszerek vezet kimosódás a kalcium a csontokból, és urolithiasis alakul ki, amikor a felesleges kalciumot.
Incendiary matchbox felületet keverékével bevont vörös foszfor és üvegpor. A gyufafej készítmény oxidánsok (PbO 2, KSlO3, BaCrO 4) és redukálószerek (S. Sb 2 S 3). Amikor a súrlódási felület a gyújtólövedékkel elegyet lerakódott a mérkőzés lángra:
Az első mérkőzést a foszfor - a feje a fehér foszfor - volt csak 1827-ben ilyen mérkőzés világít súrlódással bármilyen felületen, ami gyakran vezet tüzet. Ezen túlmenően, a fehér foszfor igen toxikus. Mérgezéses esetek foszfor egyaránt megfelel, mert a gondatlan kezelés, valamint abból a célból, öngyilkosság: elég volt enni egy pár mérkőzés fejüket. Ezért helyett foszfor mérkőzést jött biztonságos hűségesen szolgálni számunkra a mai napig. Az ipari termelés gyufa kezdődött Svédországban a 60-as. XIX.
Ásványi trágyák - különböző tápanyagforrást növények és a talaj tulajdonságai, elsősorban a nitrogén, foszfor és a kálium, majd a kalcium, magnézium, kén, vas.
Foszfor megtalálható számos szerves vegyületek a növényekben. Foszfor táplálkozás szabályozza a növekedés és a növények fejlődését.
064.gif „/>. Phosphorites általában több szennyező anyagot, mint az apatit.
Erőteljes foszforitot betét fedezték fel Dél-Kazahsztánban, a Karatau hegységben.
Legolcsóbb foszfor műtrágya - ez finomra őrölt foszforitot - foszfát kőzet. Foszfor tartalmazza azt a formáját egy vízben oldhatatlan kalcium-foszfátot Ca3 (PO 4) 2. Ezért foszfátok nem szívódik fel minden növény és minden talajon. Az ömlesztett betakarított foszfát érc feldolgozása kémiai módszerekkel anyagok elérhető minden növény bármely talaj. Ez az oldható kalcium-foszfátok:
Hármas szuperfoszfát (színe és megjelenése hasonló az egyszerű szuperfoszfát - szürke finom por).
Hatásával nyert természetes foszfát foszforsav:
Összehasonlítva egyszerű szuperfoszfát nem tartalmaz Ca O4 S jelentősen koncentrált műtrágya (amelyek legfeljebb 50% P2O5).
Csapadék - tartalmazza 35-40% P2O5.
Elő, hogy semlegesítjük egy foszforsav kalcium-hidroxid oldattal:
Ezt alkalmazzák a savanyú talajokon.
Ammofos - komplex műtrágya, amely nitrogént (15% N) és foszfor (58% P2O5), mint NH 4H 2PO 4 és (NH 4) 2HPO 4. elő, hogy semlegesítjük foszforsavat ammóniával.
Korábban több mint 100 éve, mint egy foszfor műtrágya széles körben használt az úgynevezett egyszerű szuperfoszfát, ami úgy alakul ki az intézkedés kénsav természetes kalcium-foszfát:
Ebben az esetben, a reakciót a kalcium-foszfát belép a kénsav viszonylag kisebb, mint a készítmény foszforsav azoktól. A keveréket kalcium-dihidrogén-foszfát és kalcium-szulfát. Ez műtrágya P2O5 tömegű frakció nem több, mint 20%. Most az egyszerű szuperfoszfát termelődik viszonylag kis méretű, a korábban épített növények.
Példák a foszfát műtrágyák 4. táblázatban megadott.
Tartalmazó műtrágyák foszfort
A foszforsav fontos, mint az egyik fő összetevője a növényi táplálkozás. A foszfor a növények hasznosítani építeni a legfontosabb részeit - magok és gyümölcsök.
Származékok foszforsav nagyon szükséges nem csak a növények, hanem az állatok. Csontok, fogak, kagyló, szögek, tűk, tövis a legtöbb élő szervezetek, amelyek elsősorban kalcium-ortofoszfát. Továbbá, ortofoszforsav, amely más vegyületek szerves anyagok, aktívan részt vesz az anyagcsere egy élő szervezet az anyagok a folyamat környezetet. Ennek eredményeként, származékai lévő foszfor a csontok, az agy, a vér az izom- és a kötőszövet az emberek és állatok. Különösen sok foszforsavat az ideg (agy) sejtek, lehetővé téve AE Fersman [1]. ismert geokémikus, foszfor neve „elem gondolatok”. Nagyon negatív (állatbetegség angolkór, anémia, stb) befolyásolja a feltétele a szervezet csökkenése az étrendben foszfor vegyületeket vagy azok beadása formájában emészthetetlen.
Alkalmazza foszforsav most már elég széles körben. Fő vásárló a termelés a foszfát és műtrágya. Ezekre a célokra évente termelt világszerte foszfor érc 100 millió. Tonna. A foszfát műtrágyák hozzájárul nemcsak a termelékenység javítására különböző növények, hanem hogy a terep és az ellenállás más kedvezőtlen időjárási viszonyok és feltételeinek megteremtése gyorsabb érést a termés területeken érésű. Ők is jótékony hatást a talajra, ami hozzájárul a strukturáló, a fejlesztés a talajbaktériumok, módosítsa a oldhatóságát egyéb anyagoknak a talajban, és néhány elnyomása káros szerves anyagok képződnek.
Sok foszforsav fogyaszt az élelmiszeriparban. Az a tény, hogy az íze a hígított foszforsav nagyon szép és a kis annak kiegészítők lekvárok, limonádé és szirupok jelentősen javítja az ízletesség. Ők ugyanazt a tulajdonság és néhány a foszforsav sói. kalcium-foszfátok, például a már régóta szerepel sütőpor, javítja az ízét a kenyér és a zsemle.
További érdekes alkalmazásokat ortofoszforsav az iparban. Például azt tapasztaltuk, hogy az impregnálás a fa is, és sói csinálni fa éghető. Ezen az alapon, hogy most tűzgátló festék, éghetetlen tábla fosfodrevesnye, nem gyúlékony foszfát hab és egyéb építőanyagok.
Különböző foszforsav sói széles körben használják számos iparágban, az építőiparban, a technika számos területén, az önkormányzati és a magánélet, a sugárvédelem, vízlágyító, vízkőmentesítő kazán és hogy a különböző tisztítószerek.
Foszforsav, kondenzált degidrotirovannye sav és foszfátokat alkalmazunk katalizátorként a dehidratálási eljárás, polimerizáció és a szénhidrogének alkilezése.
Speciális helyet foglalnak el szerves foszfor kivonószerek, mint, lágyítószerek, kenőanyagok, adalékok por és abszorbensként hűtőrendszerekben. Sói savas alkil-foszfát alkalmazunk felületaktív anyagok, fagyásgátló szerek, speciális műtrágya, és más antikoagulánsok latex. Acid foszfátokat alkalmazunk extrakciós feldolgozási Uránérc likőrök.
Kémia. Referencia anyagok. Under red.Yu.D.Tretyakova - M. OKTATÁS 1984.
Weser V.-dZh. Foszfor és vegyületei, transz. az angol. - M., 1963.
[1] Alexander E. Fersman [27.10 (8,11) 0,1883, St. Petersburg - 1945/05/20, Sochi], egy szovjet geokémikusa és minearológus, akadémikus a Szovjetunió (1919). Diák Vernadszkij.