Daar is drie klasse komplekse anorganiese verbindings: oksiede, hidroksiede (wat sure en basisse insluit), en soute. Baie metale en nie-metale kan oksiede, hidroksiede vorm, en ook deel wees van suur residue. Dus, fosfor is ingesluit in die suurresidu PO4. Daar is verskeie variëteite van fosforoksied. Gevolglik is daar verskeie hidroksiede daarvan, wat uit hierdie oksiede gevorm word. Die hoogste fosforhidroksied is fosforsuur. In hierdie artikel sal ons die fisiese en chemiese eienskappe van hierdie element en sy verbindings oorweeg, asook oor die voorkoms daarvan in die natuur en ander interessante feite praat.
Fisiese eienskappe van fosfor
Dit kan in verskeie variasies bestaan. Fosfor is 'n stof wat uit een chemiese element bestaan. Sy atome kombineer nie in molekules nie. Die formule vir fosfor is P. Afhangende van die struktuur van die kristalrooster, kan hierdie element egter in die vorm van drie stowwe bestaan.
Die algemeenste is wit fosfor – dit het 'n wasagtige struktuur en hoë toksisiteit. Die smeltpunt van hierdie stof is vier-en-veertig grade Celsius, en die kookpunt is tweehonderd-en-tagtig grade. Met wrywing gegeemateriaal, ontvlam dit baie vinnig, so hulle sny dit net deur dit in 'n akwatiese omgewing te plaas. As jy dit lank op 'n temperatuur van tweehonderd-en-vyftig grade Celsius verhit, verander dit in rooi fosfor. Hierdie stof word aangebied in die vorm van 'n bruinrooi poeier. Rooi fosfor, anders as wit, is nie giftig nie.
Die mees stabiele vorm van bestaan van hierdie element kan swart fosfor genoem word, wat deur sommige eksterne kenmerke soortgelyk is aan metaal: dit het 'n eienaardige glans, het hoë hardheid, elektriese en termiese geleiding.
Uit die oogpunt van chemie
Fosfor is 'n chemiese element wat in die vyfde groep en derde periode in die periodieke tabel is. Hieruit kan ons aflei dat sy valensie vyf is. Daarbenewens kan uit die periodieke tabel gesien word dat die element fosfor 'n atoommassa van een-en-dertig gram per mol het. Dit beteken dat 1 mol van 'n stof 31 een gram sal weeg. Met inagneming van die chemiese eienskappe van fosfor, sal ons praat oor die reaksies daarvan met eenvoudige sowel as komplekse verbindings.
Interaksie met eenvoudige stowwe
Die eerste ding waaraan jy moet aandag gee, is die oksidasie van fosfor. Dit is sy reaksie met suurstof. As gevolg hiervan kan twee verskillende stowwe gevorm word - alles sal afhang van die verhoudings van hierdie komponente.
Die eerste opsie - vier mol fosfor en drie mol suurstof vorm twee mol fosfortrioksied. So 'n chemiese interaksie kan geskryf word deur die volgende te gebruikvergelyking: 4P + 3O2=2P2O3.
Die tweede opsie is die vorming van vier mol fosfor en vyf mol suurstof, twee mol fosforpentoksied. Hierdie reaksie kan uitgedruk word deur die volgende vergelyking te gebruik:
In beide chemiese reaksies is daar 'n beduidende vrystelling van lig. Daarbenewens kan fosfor interaksie met sulke eenvoudige stowwe soos metale, halogene (fluoor, jodium, broom, chloor), swael. Hierdie chemiese element is in staat om beide reducerende en oksiderende eienskappe te vertoon. 'n Voorbeeld van interaksie met halogene is chlorering. Dit vind in twee fases plaas. Die eerste is die vorming van twee mol fosfortrichloraat uit twee mol van die betrokke nie-metaal en drie mol chloor. Hierdie interaksie kan uitgedruk word deur die volgende vergelyking te gebruik: 2P +3Cl2=2PCl3.
Die tweede fase van hierdie proses is die byvoeging van chlooratome by die reeds verkrygde fosfortrichloraat. Dus, wanneer dieselfde volume chloor by een mol van laasgenoemde gevoeg word, word een mol fosforpentachloraat gevorm. Ons skryf die vergelyking vir hierdie reaksie soos volg: PCl3 + Cl2=PCl5.
Die reëlmatighede van die interaksie van fosfor met metale kan in hierdie voorbeeld gesien word. As ons drie mol kalium en een mol fosfor neem, kry ons een mol kaliumfosfied. Hierdie soort proses kan geskryf word deur die volgende reaksievergelyking te gebruik: 3K + P=K3R.
Interaksie metkomplekse stowwe
Komplekse chemiese verbindings waarmee fosfor kan reageer, sluit sure en soute in. Kom ons beskryf in volgorde die kenmerke van die kontak van die element wat oorweeg word met hierdie groepe chemikalieë.
Fosfor en sure
Onder al die ander is die interaksie van fosfor en salpetersuur opvallend. Om hierdie soort reaksie uit te voer, is dit nodig om die volgende komponente te neem: fosfor in die hoeveelheid van drie mol, vyf mol nitraatsuur, en ook water - twee mol. As gevolg van sulke chemiese interaksie verkry ons die volgende produkte: fosforsuur en stikstofoksied. Die vergelyking vir hierdie reaksie word soos volg geskryf: 4 + 5NO.
Fosfor en soute
Hierdie soort chemiese interaksie kan oorweeg word op die voorbeeld van die reaksie van die beskoude nie-metaal met cuprumsulfaat. Om hierdie proses uit te voer, is dit nodig om twee mol fosfor, vyf mol kopersulfaat, agt mol water te neem. As gevolg van die interaksie van hierdie stowwe kry ons die volgende chemiese verbindings: sulfaatsuur in die hoeveelheid van vyf mol, suiwer koper - dieselfde hoeveelheid, en fosforsuur - twee mol. Hierdie proses kan in die vorm van die volgende vergelyking geskryf word: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Kry hierdie nie-metaal
In die industrie word die betrokke stof uit 'n chemiese verbinding soos kalsiumfosfaat onttrek. Vir ditdie volgende chemiese reaksie word uitgevoer: die gespesifiseerde sout word gemeng met sand (silikonoksied) en koolstof in molverhoudings van 1:3:5, as gevolg daarvan word kalsiumsilikaat, fosfor en chadgas in 'n molverhouding van 3 verkry.:2:5.
Fosforverbindings en hul eienskappe
Die algemeenste van die verbindings van die beskoude nie-metaal is fosforhidroksied. Dit kan van verskeie tipes wees, afhangende van die oksied waaruit dit gevorm word. Fosforhidroksied kan verkry word deur 'n chemiese reaksie tussen sy oksied en water uit te voer. As gevolg van hierdie reaksies word verskillende soorte stowwe gevorm. So kan hidroksied (3) verkry word uit trioksied, en fosforhidroksied (5) uit pentoksied. Hierdie stowwe het suur eienskappe en is in staat om weer met metale, soute, basisse, ens. te reageer.
Die hoogste fosforhidroksied is fosforsuur. Dit is suurstofryk en tribasies. Sy formule is H3PO4.
Basiese chemiese eienskappe
Fosforhidroksied, waarvan die formule hierbo gegee word, is in staat om met beide eenvoudige en komplekse stowwe te reageer. Kom ons kyk van nader na hierdie prosesse.
Reaksies van fosforsuur met metale
Soos ander chemiese verbindings van hierdie klas, is fosforhidroksied in staat om met metale te reageer. Tydens hierdie proses vind 'n verplasingsreaksie plaas waarin metaalatome waterstofatome verplaas en sodoende sout en waterstof vorm, wat as 'n gas met 'n onaangename reuk in die lug vrygestel word. Ten einde hierdie reaksiegerealiseer kan word, moet die metaal aan die linkerkant van waterstof in die elektrochemiese reeks aktiwiteit geleë wees. Dit wil sê, stowwe soos koper, silwer en ander soos hulle is nie in staat om met fosforsuur te reageer nie, aangesien hulle weens hul lae chemiese aktiwiteit nie waterstofatome uit hul verbindings sal kan verplaas nie.
Neem aluminium as 'n voorbeeld. Wanneer twee mol van hierdie element by twee mol fosforhidroksied gevoeg word, kry ons aluminiumfosfaat en waterstof in 'n hoeveelheid van onderskeidelik 2 en 3 mol. Die vergelyking vir hierdie reaksie word soos volg geskryf: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interaksie met basisse
Fosforhidroksied kan, soos baie ander sure, chemiese reaksies met basisse aangaan. Sulke prosesse word uitruilreaksies genoem. As gevolg hiervan word 'n nuwe hidroksied gevorm, sowel as 'n nuwe suur. Sulke reaksies kan slegs plaasvind as een van die resulterende produkte onoplosbaar in water is, dit wil sê dit presipiteer, verdamp as 'n gas, of is water of 'n baie swak elektroliet.
Fosforsuur en soute
In hierdie geval vind 'n uitruilreaksie ook plaas. As gevolg hiervan kan jy 'n nuwe suur en sout kry. Om hierdie soort reaksie te laat plaasvind, moet die reël wat net hierbo beskryf is ook nagekom word
Gebruik van fosfor en sy verbindings in die industrie
In die eerste plek word die verbindings van hierdie chemiese element gebruik virmaak 'n mengsel wat op die syoppervlak van vuurhoutjiedosies toegedien word. Die vuurhoutjiekoppe self word ook behandel met 'n mengsel wat fosfor bevat.
Die pentoksied van die beskoude nie-metaal word wyd gebruik as 'n gasdroër. Dit word ook in die chemiese industrie gebruik om fosforhidroksied te verkry, waarvan die formule en eienskappe hierbo bespreek is. Daarbenewens word dit gebruik in die vervaardiging van glas.
Fosforhidroksied word ook in baie nywerhede gebruik. Eerstens word dit gebruik in die vervaardiging van kunsmis. Dit is te wyte aan die feit dat fosfor eenvoudig noodsaaklik is vir plante. Daarom is daar 'n aantal verskillende kunsmisstowwe wat gemaak word op grond van die verbinding van die betrokke nie-metaal. Vir hierdie doeleindes word stowwe soos kalsiumfosfaat gebruik. Sout word as kunsmis in grondvorm gebruik. Daarbenewens word gewone en dubbele superfosfaat hiervoor gebruik. Ammophos en nitroammophos kan ook as kunsmis dien. Benewens al die bogenoemde, word soute of fosforhidroksied as 'n reagens gebruik om die teenwoordigheid van silwerverbindings in 'n oplossing te bepaal. Dus word 'n stof, wat die suurresidu PO4 insluit, by die oplossing gevoeg. As laasgenoemde soute of silwerhidroksied bevat, sal 'n ryk geel neerslag vorm. Dit is argentumfosfaat, wat die volgende chemiese formule het: AgNO3.
Struktuur van die fosforatoom
Soos jy weet, bestaan alle atome uit 'n kern en elektrone wat roteerOm hom. Die kern bevat protone en neutrone. Elektrone het 'n negatiewe lading, protone het 'n positiewe lading en neutrone het 'n nullading. Die reeksnommer van fosfor in die periodieke tabel is vyftien. Hieruit kan ons aflei dat sy kern vyftien protone bevat. As die atoom neutraal is en nie 'n ioon nie, dan is daar soveel elektrone as wat daar protone is. Dit wil sê, in die geval van fosfor is daar vyftien van hulle.
As een van die elektrone sy wentelbaan verlaat, sal die atoom in 'n positief gelaaide ioon verander, dit wil sê 'n katioon. As een elektron aansluit, word 'n negatief gelaaide ioon gevorm - 'n anioon.
In die periodieke tabel van chemiese elemente kan jy sien dat fosfor aan die derde periode behoort. Hieruit is dit duidelik dat daar drie bane om die kern is, waarop elektrone eweredig versprei is. Die eerste het twee, die tweede het agt, en die derde het vyf.
Voorkoms in die natuur
Die massafraksie van fosfor in die aardkors is 0,08%. Dit is nie 'n baie algemene chemiese element in die natuur nie. Daar is egter 'n hele groep minerale wat fosfor insluit. Dit is apatiete, sowel as fosforiete. Die mees algemene van die eerste groep is fluorapatiet. Sy chemiese formule is soos volg: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Dit kom in deursigtige, groen en turkoois skakerings. Onder fosforiete is kalsiumfosfaat die algemeenste, met die volgende chemiese formule: Ca3(PO4)2. Daarbenewens fosforverbindingsword in die weefsels van verskeie lewende organismes aangetref.
Die rol van fosfor en sy verbindings in die natuur en die liggaam
Hierdie chemiese element is baie belangrik vir die normale funksionering van byna alle organe en hul sisteme. Eerstens, daarsonder is die gladde funksionering van die niere onmoontlik. Hierdie element neem deel aan die metaboliese prosesse van die liggaam. Dit bevorder ook vinnige weefselherlewing. Daarsonder kan sommige vitamiene eenvoudig nie geaktiveer word om die liggaam te bevoordeel nie - daarom word fosfor dikwels by byna alle vitamienpreparate as 'n bykomende komponent gevoeg. Boonop is dit een van die chemiese elemente wat die normale funksionering van die hart verseker. Hy is, benewens al die bogenoemde, betrokke by die proses van seldeling, so lewe op Aarde is onmoontlik sonder hierdie mikro-element.
Regulering van water-soutbalans is nog 'n funksie wat die verbindings van die nie-metaal wat in hierdie artikel oorweeg word, in die liggaam verrig. Daarbenewens is dit een van die hoofkomponente van been- en spierweefsel.’n Groot persentasie daarvan word ook in die tande aangetref. Dit is onder andere ook opmerklik dat fosfor betrokke is by die versekering van die normale funksionering van die senuweestelsel. Die simptome van 'n tekort in die liggaam van die betrokke spoorelement is soos volg: verhoogde moegheid, lae doeltreffendheid, versteurings in die funksionering van die senuweestelsel (neurose, histerie, ens.), te gereelde verkoues, uitputting van die hartspier, pyn in die bene en spiere, baie swak eetlus. Om so 'n verskynsel soos 'n gebrek aan fosfor in die liggaam te vermy, moet jy weetwatter kosse bevat dit.
In die eerste plek moet vis uitgesonder word onder voedsel wat ryk is aan die beskoude chemiese element. 'n Besonder hoë konsentrasie fosfor word waargeneem in spesies soos steurgarnale, makriel, perdemakriel, tuna, sardientjies, lodde, pollock, reuk. Daarbenewens word die spoorelement wat in hierdie artikel bespreek word, gevind in krapvleis, garnale, sowel as in suiwelprodukte soos maaskaas, verwerkte kaas en kaas.
Gevolgtrekkings
Fosfor, hoewel dit nie 'n baie algemene chemiese element op die planeet is nie, is van groot belang uit 'n industriële en biologiese oogpunt. Hy en sy verbindings, veral fosforhidroksied, word gebruik in die vervaardiging van verskeie soorte produkte. Die artikel het ook die eienskappe van fosforhidroksied (fosforsuur) en die kenmerke van die interaksie daarvan met metale, basisse en soute beskryf.
