Химические свойства фосфора

Фосфор более активен, чем азот N₂, так как атомы в структуре P₄ связаны одинарными связями, а в молекуле азота атомы связаны тройной связью .

1) Взаимодействует с металлами при повышенной температуре с образованием фосфидов

Mg + P Combin Mg₃P₂ фосфид магния

2) Взаимодействует с кислородом

P + O₂(недостаток) → P₂O₃

P + O₂(избыток) → P₂O₅

С водородом НЕ взаимодействует!

4) Взаимодействует с серой

P + S → P₂S₃ сульфид фосфора(III)

5) Взаимодействует с галогенами

P + Cl₂(недостаток) → PCl₃ хлорид фосфора(III)

P + Cl₂(избыток) → PCl₅ хлорид фосфора(V)

Галогениды фосфора легко гидролизуются:

PCl₃ + Н₂O → H₃PO₃ + HCl

PBr₅ + Н₂O Combin H₃PO₄ + HBr

6) Взаимодействует с водой при нагревании и в присутствии катализатора

P + Н₂O Combin H₃PO₄ + H₂ катализатор – медный порошок, температура 700 °С

7) Взаимодействует с кислотами-окислителями

P + HNO₃(конц) → H₃PO₄ + NO₂ + H₂O

P + HNO₃(разб) → H₃PO₄+ NO

P + H₂SO₄(конц) → H₃PO₄ + SO₂ + H₂O

C другими кислотами НЕ реагирует

8) Со щелочами диспропорционирует

P + Ba(OH)₂ + H₂O Combin PH₃ + Ba(H₂PO₂)₂ гипофосфит бария

ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРА

Прокаливанием фосфорита с песком и углем в электропечи

Ca₃(PO₄)₂ + SiO₂ + C Combin CaSiO₃ + CO + P

Пары фосфора затем конденсируются под водой

ФОСФИН PН₃

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФИНА

РН₃ – бесцветный газ с запахом гнилой рыбы. t_кип = -88 °С, t_пл = -133 °С. Довольно хорошо растворим в воде, но хуже, чем аммиак NH₃. ОЧЕНЬ ЯДОВИТ! Летальный исход наступает после получасового пребывания в атмосфере с концентрацией PH₃ 0,05 мг/л.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФИНА

1) Самовоспламеняется на воздухе со свечением

PH₃ + O₂ → P₂O₅ + H₂O → H₃PO₄

Чистый фосфин загорается на воздухе только при 150 °С, но обычно в качестве примеси он содержит следы более активного дифосфина (P₂H₄) и поэтому самовоспламеняется на воздухе при комнатной температуре.

2) Взаимодействует с очень сильными кислотами подобно аммиаку

PH₃ + HJ → PH₄J йодид фосфония

3) Является очень сильным восстановителем. Окисляется обычно до H₃PO₄

PH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → H₃PO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Получение фосфина

1) Гидролиз фосфидов

Mg₃P₂ + HOH → PH₃↑ + Mg(OH)₂

2) Действием кислот на фосфиды

Mg₃P₂ + HCl → PH₃↑ + MgCl₂

3) Действием концентрированной щелочи на белый фосфор

P + NaOH + H₂O → PH₃↑ + Na₂HPO₂ гипофосфит натрия

Наряду с фосфином образуется дифосфин P₂H₄,который воспламеняется на воздухе еще легче, чем фосфин. Это обуславливает появление блуждающих огней на болотах и старых кладбищах (фосфин образуется за счет биохимического восстановления органических фосфорных эфиров и фосфата кальция, содержащегося в костях).

ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФИНА

Фосфин применяется в синтезе фосфорорганических соединений и высокочистого фосфора.

Кислородсодержащие соединения фосфора

ФОСФОРИСТЫЙ АНГИДРИД P₂O₃

Истинная формула фосфористого ангидрида – Р₄О₆

Ф ИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА P₂O₃

P₂O₃ – белые кристаллы или хлопья с неприятным запахом. t_пл = 23,8 °С, t_кип = 175 °С. Хорошо растворяется в органических растворителях (бензол, сероуглерод). Неустойчив на свету, вначале желтеет, а затем краснеет. ОЧЕНЬ ЯДОВИТ!

Х ИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА P₂O₃

1) Медленно растворяется в холодной воде

P₂O₃ + H₂O → H₃PO₃ фосфористая кислота

2) С горячей водой реагирует быстро

P₂O₃ + H₂O Combin P↓ + PH₃↑ + H₃PO₄ фосфорная кислота

3) Реагирует со щелочами

P₂O₃ + NaOH → Na₂HPO₃ + H₂O

Так как фосфористая кислота – двухосновная, то в подобных реакциях замещается только два атома водорода.

Na₃PO₃ в таких реакциях не образуется.

4) Легко окисляется на воздухе со свечением

P₂O₃ + O₂ → P₂O₅

Соединения P⁺³ – сильные восстановители, окисляются до Р⁺⁵. ОЧЕНЬ ЯДОВИТЫ.

ПОЛУЧЕНИЕ P₂O₃

1) Окислением фосфора в недостатке кислорода

P + O₂ → P₂O₃

2) Осторожное окисление белого фосфора

P + N₂O Combin P₂O₃ + N₂

ФОСФОРНЫЙ АНГИДРИД P₂O₅

И стинная формула фосфористого ангидрида – Р₄О₁₀

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА P₂O₅

P₂O₅ – белый кристаллический порошок. Возгоняется при 360 °С. Очень сильно поглощает влагу.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА P₂O₅

1) Взаимодействует с водой. В зависимости от количества воды образуются разные кислоты

P₂O₅ + H₂O → 2HPO₃ метафосфорная кислота

P₂O₅ + 2H₂O → H₄P₂O₇ пирофосфорная кислота

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ ортофосфорная кислота

При разбавлении водой стекловидная масса метафосфорной кислоты превращается в ортофосфорную кислоту:

HPO₃ + 3H₂O → H₃PO₄

2) Отнимает воду у других соединений

P₂O₅ + HNO₃ → HPO₃ + P₂O₅

P₂O₅ + HClO₄ → (HPO₃)₄ + Cl₂O₇

3) Проявляет свойства кислотных оксидов

NaOH + P₂O₅ → Na₃PO₄ + H₂O

K₂O + P₂O₅ → K₃PO₄

ПОЛУЧЕНИЕ P₂O₅

1) Горение фосфора в избытке кислорода

P + O₂ → P₂O₅

2) Окисление Р₂О₃

P₂O₃ + O₂ → P₂O₅

орто-ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА H₃PO₄

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА H₃PO₄

H₃PO₄ – бесцветные гигроскопичные кристаллы. t_пл = 42 °С, t_кип = 158 °С. Очень хорошо растворяется в воде.

Не ядовита. Обычно применяют 85 %-й водный раствор – бесцветную сиропообразную жидкость без запаха.

ПОЛУЧЕНИЕ H₃PO₄

1) Обработкой природных фосфоритов серной кислотой

Ca₃(PO₄)₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + H₃PO₄

2) Растворение фосфорного ангидрида в воде

P₂O₅ + H₂O → H₃PO₄

3) Растворение фосфора в 30 %-й азотной кислоте

P + HNO₃ + H₂O → H₃PO₄ + NO

4) Гидролизом галогенидов фосфора(V)

PCl₅ + Н₂O Combin H₃PO₄ + HCl

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА H₃PO₄

Фосфорная кислота – это кислота средней силы.