9. *Общая характеристика и химические свойства фосфора его получение в промышленности.

**Оксиды фосфора: получение, строение молекул и свойства.

***Фосфорноватистая и фосфористая кислоты: получение, строение молекул, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Фосфиты и гипофосфиты.

****Кислоты фосфора (+5) и качественные реакции на них. Получение фосфорной кислоты в промышленности.

Описано 11 модификаций фосфора. Наибольший интерес представляют белый, красный и черный фосфор. Белый фосфор-мягкое, реакционноспособное очень токсичное вещество, хранят под слоем воды, так как на воздухе он самовоспламеняется. Белый фосфор представлен молекулами P4,имеющими форму тетраэдра и распадающимися при температурах выше 800 на молекулы состава P2.При длительном нагревании свыше 250 белый фосфор переходит в красный фосфор, который вполне устойчив на воздухе, не ядовит и воспламеняется только при нагревании свыше 400.Черный фосфор, являющийся наиболее устойчивой модификацией, получается из белого фосфора при высоком давлении. Черный фосфор жирен на ощупь, похож на графит, полупроводник не ядовит.

Из всех аллотропных модификаций фосфора за стандартное состояние принят белый фосфор, хотя он не является термодинамически наиболее стабильной модификацией.

Белый фосфор получают путем прокаливания фосфорной руды с коксом и кварцевым песком в электропечи: Ca3(PO4)2+5C+3Sio2=(t)=2P+3CaSiO3+5CO.

Химические свойства:

Валентные возможности атома фосфора по методу ВС 3 и 5,степени окисления в соединениях изменяются от -3 до +5,у атома фосфора в отличие от атома азота имеется возможность донорно-акцепторного механизма за счет свободных d-орбиталей.

Окисление фосфора ведет к двум оксидам P4O6 и P4O10,первый образуется при недостатке кислорода (избытке фосфора),а второй-при избытке кислорода.

P4+3O2(нед.)=P4O6

P4+5O2(изб.)=P4O10

В молекулах этих оксидов сохраняется тетраэдрическое строение молекулы белого фосфора. В оксиде P4O6 каждое ребро тетраэдра P4 «встраивается» атом кислорода, а в оксиде P4O10-еще и к каждому атому фосфора, находящемуся в вершинах тетраэдра, присоединяется по атому кислорода.

Фосфор реагирует сравнительно легко с серой, галогенами и другими неметаллами:

P4+6Г2(недост)=4PГ3

P4+10Г2(изб)=4PГ5

P4+10S=P4S10 (и другие соединения)

При спекании порошков металлов с фосфором образуются Фосфиды металлов

P4+6Zn=t=2Zn3P2

12K+P4=4K3P

Фосфор безразличен к водным растворам минеральных кислот. Медленно реагирует с кислотами-окислителями:

3P4+20HNO3(конц)+8H2O=12H3PO4+20NO

P4+20HNO3(конц)=4HPO3+20NO2+8H2O

P4+10H2SO4(конц)=4HPO4+10SO2+4H2O

В теплом растворе щелочи P4 диспропорционирует

P4+3NAOH+3H2O=PH3+3NaH2PO2

Фосфорноватистая кислота может быть получена

P4+3Ba(OH)2+6H2O=PH3+3Ba(H2PO2)2

Ba(H2PO2)2+H2SO4=BaSO4+2H3PO2

H3PO2-одноосновная, достаточно сильная

Соли фосфорноватистой кислоты называются гипофосфитами являются хорошими восстановителями,легко окисляются до соединений фосфора 3 и 5,находят применение для химической металлизации диэлектриков:

H3PO2+4AgNO3+2H2O=H3PO4+4Ag+4HNO3

2CuSO4+NaH2PO2+2H2O=2Cu+NaH2PO4+2H2SO4.

Ангидрида кислота H3PO2 не имеет.

Фосфористая кислота, H₂(PHO₃), двухосновная в водных растворах, а формально трёхосновная кислота средней силы.

P4O6+6H2O(холод)=4H3PO3

7P4O6+30H2O(гор)=2PH3+2P4+18H3PO4

H3PO3+Cl2+H2O=2HCl+H3PO4

Na2HPO3+2AgNO3+H2O=Na2HPO4+2Ag+2HNO3

Ф осфиты являются неплохими восстановителями, в ОВР окисляются до соединений фосфора 5

H3PO3+Cl2+H2O=2HCl+H3PO4

Na2HPO3+2AgNO3+H2O=Na2HPO4+2Ag+2HNO3

P4O10+2H2O=4HPO3(мета)

2HPO3+H2O=H4P2O7(пиро)

H4P2O7+H2O=2H3PO4(орто)

Растворы мета- и пирофосфорной кислот достаточно трудно отличить,до сих пор для определения этих кислот используется буквально старинный рецепт мета-сворачивает яичный белок,пиро-нет.

Н₃РО₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄ + 3HNO₃

Качественной реакцией на ион РО₄³⁻ является образование ярко-жёлтого осадка молибденофосфата аммония:

H₃PO₄ + 12(NH₄)₂MoO₄ + 21HNO₃ = (NH₄)₃PMo₁₂O₄₀·6H₂O + 21NH₄NO₃ + 6Н₂О

Получение в промышленности

4Р + 5О2 = Р4О10

Р4О10 + 6Н2О = 4Н3РО4