Det er tre klasser av komplekse uorganiske forbindelser: oksider, hydroksider (som inkluderer syrer og baser) og s alter. Mange metaller og ikke-metaller kan danne oksider, hydroksider, og også være en del av sure rester. Så fosfor er inkludert i syreresten PO4. Det finnes flere varianter av fosforoksid. Følgelig er det forskjellige hydroksider av det, som dannes fra disse oksidene. Det høyeste fosforhydroksidet er fosforsyre. I denne artikkelen vil vi vurdere de fysiske og kjemiske egenskapene til dette elementet og dets forbindelser, samt snakke om dets utbredelse i naturen og andre interessante fakta.
Fosfors fysiske egenskaper
Den kan finnes i ulike varianter. Fosfor er et stoff som består av ett kjemisk grunnstoff. Dens atomer kombineres ikke til molekyler. Formelen for fosfor er P. Men, avhengig av strukturen til krystallgitteret, kan dette grunnstoffet eksistere i form av tre stoffer.
Det vanligste er hvitt fosfor - det har en voksaktig struktur og høy toksisitet. Smeltepunktet til dette stoffet er førtifire grader Celsius, og kokepunktet er to hundre og åtti grader. Med friksjon gittmateriale, antennes det veldig raskt, så de kutter det bare ved å plassere det i et vannmiljø. Hvis du varmer den opp i lang tid ved en temperatur på to hundre og femti grader Celsius, blir den til rød fosfor. Dette stoffet presenteres i form av et brunrødt pulver. Rødt fosfor er, i motsetning til hvitt, ikke giftig.
Den mest stabile formen for eksistens av dette elementet kan kalles svart fosfor, som av noen ytre egenskaper ligner metall: det har en særegen glans, har høy hardhet, elektrisk og termisk ledningsevne.
Fra et kjemisynspunkt
Fosfor er et kjemisk grunnstoff som er i femte gruppe og tredje periode i det periodiske system. Fra dette kan vi konkludere med at valensen er fem. I tillegg kan man fra det periodiske systemet se at grunnstoffet fosfor har en atommasse på trettien gram per mol. Dette betyr at 1 mol av et stoff vil veie 31 ett gram. Med tanke på de kjemiske egenskapene til fosfor, vil vi snakke om dets reaksjoner med enkle så vel som komplekse forbindelser.
Interaksjon med enkle stoffer
Det første du må være oppmerksom på er oksidasjonen av fosfor. Dette er reaksjonen hans med oksygen. Som et resultat kan to forskjellige stoffer dannes - alt vil avhenge av proporsjonene til disse komponentene.
Det første alternativet - fire mol fosfor og tre mol oksygen danner to mol fosfortrioksid. En slik kjemisk interaksjon kan skrives ved å bruke følgendeligning: 4P + 3O2=2P2O3.
Det andre alternativet er dannelsen av fire mol fosfor og fem mol oksygen, to mol fosforpentoksid. Denne reaksjonen kan uttrykkes ved hjelp av følgende ligning:
I begge kjemiske reaksjoner er det en betydelig frigjøring av lys. I tillegg kan fosfor interagere med så enkle stoffer som metaller, halogener (fluor, jod, brom, klor), svovel. Dette kjemiske elementet er i stand til å vise både reduserende og oksiderende egenskaper. Et eksempel på interaksjon med halogener er klorering. Det foregår i to etapper. Den første er dannelsen av to mol fosfortriklorat fra to mol av det aktuelle ikke-metallet og tre mol klor. Denne interaksjonen kan uttrykkes ved hjelp av følgende ligning: 2P +3Cl2=2PCl3.
Det andre trinnet i denne prosessen er tilsetningen av kloratomer til det allerede oppnådde fosfortrikloratet. Når det samme volum klor tilsettes til en mol av sistnevnte, dannes det således ett mol fosforpentaklorat. Vi skriver ligningen for denne reaksjonen som følger: PCl3 + Cl2=PCl5.
Regelmessighetene i samspillet mellom fosfor og metaller kan sees i dette eksemplet. Tar vi tre mol kalium og en mol fosfor får vi en mol kaliumfosfid. Denne typen prosess kan skrives ved å bruke følgende reaksjonsligning: 3K + P=K3R.
Interaksjon medkomplekse stoffer
Komplekse kjemiske forbindelser som fosfor kan reagere med inkluderer syrer og s alter. La oss beskrive i rekkefølge egenskapene til kontakten til det aktuelle elementet med disse gruppene av kjemikalier.
Fosfor og syrer
Blant alle andre skiller samspillet mellom fosfor og salpetersyre seg ut. For å utføre denne typen reaksjon, er det nødvendig å ta følgende komponenter: fosfor i mengden av tre mol, fem mol nitratsyre, og også vann - to mol. Som et resultat av slik kjemisk interaksjon får vi følgende produkter: fosforsyre og nitrogenoksid. Ligningen for denne reaksjonen er skrevet som følger: 4 + 5NO.
Fosfor og s alter
Denne typen kjemiske interaksjoner kan vurderes i eksemplet med reaksjonen av det betraktede ikke-metallet med cuprumsulfat. For å utføre denne prosessen er det nødvendig å ta to mol fosfor, fem mol kobbersulfat, åtte mol vann. Som et resultat av interaksjonen mellom disse stoffene får vi følgende kjemiske forbindelser: sulfatsyre i mengden av fem mol, rent kobber - samme mengde og fosforsyre - to mol. Denne prosessen kan skrives i form av følgende ligning: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Få denne ikke-metalliske
I industrien utvinnes det aktuelle stoffet fra en kjemisk forbindelse som kalsiumfosfat. For dettefølgende kjemiske reaksjon utføres: det spesifiserte s altet blandes med sand (silisiumoksid) og karbon i molare proporsjoner på 1:3:5, som et resultat oppnås kalsiumsilikat, fosfor og chadgass i et molforhold på 3:2:5.
Fosforforbindelser og deres egenskaper
Den vanligste av forbindelsene til det betraktede ikke-metallet er fosforhydroksid. Det kan være av flere typer avhengig av oksidet det er dannet av. Fosforhydroksid kan oppnås ved å utføre en kjemisk reaksjon mellom dets oksid og vann. På grunn av disse reaksjonene dannes det ulike typer stoffer. Hydroksyd (3) kan således oppnås fra trioksid, og fosforhydroksid (5) fra pentoksid. Disse stoffene har sure egenskaper og er i sin tur i stand til å reagere med metaller, s alter, baser osv.
Det høyeste fosforhydroksidet er fosforsyre. Den er oksygenert og tribasisk. Formelen er H3PO4.
Grunnleggende kjemiske egenskaper
Fosforhydroksid, hvis formel er gitt ovenfor, er i stand til å reagere med både enkle og komplekse stoffer. La oss se nærmere på disse prosessene.
Reaksjoner av fosforsyre med metaller
Som andre kjemiske forbindelser av denne klassen, er fosforhydroksid i stand til å samhandle med metaller. Under denne prosessen oppstår en fortrengningsreaksjon der metallatomer fortrenger hydrogenatomer og derved danner s alt og hydrogen, som slippes ut i luften som en gass med en ubehagelig lukt. For denne reaksjonenkunne realiseres, må metallet være lokalisert til venstre for hydrogen i den elektrokjemiske aktivitetsserien. Det vil si at stoffer som kobber, sølv og andre lignende ikke er i stand til å reagere med fosforsyre, siden de på grunn av deres lave kjemiske aktivitet ikke vil være i stand til å fortrenge hydrogenatomer fra forbindelsene.
Ta aluminium som eksempel. Når to mol av dette grunnstoffet tilsettes til to mol fosforhydroksid, får vi aluminiumfosfat og hydrogen i en mengde på henholdsvis 2 og 3 mol. Ligningen for denne reaksjonen er skrevet som følger: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interaksjon med baser
Fosforhydroksid kan, som mange andre syrer, inngå kjemiske reaksjoner med baser. Slike prosesser kalles utvekslingsreaksjoner. Som et resultat dannes et nytt hydroksid, samt en ny syre. Slike reaksjoner kan bare finne sted hvis ett av de resulterende produktene er uløselig i vann, det vil si at det utfelles, fordamper som en gass, eller er vann eller en veldig svak elektrolytt.
Fosforsyre og s alter
I dette tilfellet oppstår det også en utvekslingsreaksjon. Som et resultat kan du få en ny syre og s alt. For at denne typen reaksjon skal finne sted, må regelen som er beskrevet like ovenfor også følges.
Bruk av fosfor og dets forbindelser i industrien
For det første brukes forbindelsene til dette kjemiske elementet tillage en blanding som påføres sideoverflaten av fyrstikkesker. Selve fyrstikkhodene er også behandlet med en blanding som inneholder fosfor.
Penoksidet av det betraktede ikke-metallet er mye brukt som en gasstørker. Det brukes også i den kjemiske industrien for å oppnå fosforhydroksid, hvis formel og egenskaper ble diskutert ovenfor. I tillegg brukes det til fremstilling av glass.
Fosforhydroksid brukes også i mange bransjer. Først av alt brukes det til fremstilling av gjødsel. Dette skyldes det faktum at fosfor rett og slett er viktig for planter. Derfor er det en rekke forskjellige gjødsel som er laget på grunnlag av forbindelsen til det aktuelle ikke-metallet. For disse formålene brukes stoffer som kalsiumfosfat. S alt brukes som gjødsel i m alt form. I tillegg brukes ordinært og dobbelt superfosfat til dette. Ammophos og nitroammophos kan også tjene som gjødsel. I tillegg til alt det ovennevnte, brukes s alter eller fosforhydroksid som reagens for å bestemme tilstedeværelsen av sølvforbindelser i en løsning. Så et stoff tilsettes, som inkluderer syreresten PO4, til løsningen. Hvis sistnevnte inneholder s alter eller sølvhydroksid, vil det dannes et rikt gult bunnfall. Dette er argentumfosfat, som har følgende kjemiske formel: AgNO3.
Struktur av fosforatomet
Som du vet består alle atomer av en kjerne og elektroner som rotererRundt han. Kjernen inneholder protoner og nøytroner. Elektroner har negativ ladning, protoner har positiv ladning og nøytroner har nullladning. Serienummeret til fosfor i det periodiske systemet er femten. Fra dette kan vi konkludere med at kjernen inneholder femten protoner. Hvis atomet er nøytr alt og ikke et ion, så er det like mange elektroner som det er protoner. Det vil si at når det gjelder fosfor er det femten av dem.
Hvis et av elektronene forlater sin bane, vil atomet bli til et positivt ladet ion, det vil si en kation. Hvis ett elektron går sammen, dannes det et negativt ladet ion - et anion.
I det periodiske systemet over kjemiske grunnstoffer kan du se at fosfor tilhører den tredje perioden. Fra dette er det klart at det er tre baner rundt kjernen, hvor elektronene er jevnt fordelt. Den første har to, den andre har åtte, og den tredje har fem.
Utbredelse i naturen
Massefraksjonen av fosfor i jordskorpen er 0,08 %. Det er ikke et veldig vanlig kjemisk grunnstoff i naturen. Imidlertid er det en hel gruppe mineraler som inkluderer fosfor. Dette er apatitter, så vel som fosforitter. Den vanligste av den første gruppen er fluorapatitt. Dens kjemiske formel er som følger: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Den kommer i transparente, grønne og turkise nyanser. Blant fosforitter er kalsiumfosfat den vanligste, med følgende kjemiske formel: Ca3(PO4)2. I tillegg fosforforbindelserfinnes i vev til forskjellige levende organismer.
Rollen til fosfor og dets forbindelser i naturen og kroppen
Dette kjemiske elementet er svært viktig for normal funksjon av nesten alle organer og deres systemer. Først av alt, uten det, er nyrenes jevne funksjon umulig. Dette elementet deltar i de metabolske prosessene i kroppen. Det fremmer også rask vevsregenerering. Uten det kan enkelte vitaminer rett og slett ikke aktiveres til fordel for kroppen – derfor tilsettes fosfor ofte til nesten alle vitaminpreparater som en tilleggskomponent. I tillegg er det et av de kjemiske elementene som sikrer hjertets normale funksjon. Han, i tillegg til alt det ovennevnte, er involvert i prosessen med celledeling, så livet på jorden er umulig uten dette mikroelementet.
Regulering av vann-s altbalansen er en annen funksjon som forbindelsene av ikke-metallet som er vurdert i denne artikkelen utfører i kroppen. I tillegg er det en av hovedkomponentene i bein og muskelvev. En stor prosentandel av det finnes også i tennene. Blant annet er det også verdt å merke seg at fosfor er med på å sikre normal funksjon av nervesystemet. Symptomene på en mangel i kroppen til det aktuelle sporstoffet er som følger: økt tretthet, lav effektivitet, forstyrrelser i nervesystemets funksjon (nevrose, hysteri, etc.), for hyppige forkjølelser, utmattelse av hjertemuskelen, smerter i bein og muskler, svært dårlig appetitt. For å unngå et slikt fenomen som mangel på fosfor i kroppen, må du vitehvilke matvarer inneholder det.
Først og fremst bør fisk skilles ut blant matvarer som er rike på det betraktede kjemiske elementet. En spesielt høy konsentrasjon av fosfor er observert i arter som stør, makrell, hestmakrell, tunfisk, sardin, lodde, sei, smelte. I tillegg finnes sporstoffet som er omt alt i denne artikkelen i krabbekjøtt, reker, samt i meieriprodukter som cottage cheese, bearbeidet ost og ost.
Konklusjoner
Fosfor, selv om det ikke er et veldig vanlig kjemisk grunnstoff på planeten, er av stor betydning både fra et industrielt og biologisk synspunkt. Han og hans forbindelser, spesielt fosforhydroksid, brukes til fremstilling av ulike typer produkter. Artikkelen beskrev også egenskapene til fosforhydroksid (fosforsyre) og egenskapene til dets interaksjon med metaller, baser og s alter.
