Оксид фосфора

Фосфор был открыт и выделен в 1669 году немецким химиком Х. Брандом. В природе этот элемент встречается только в виде соединений. Основные минералы — фосфорит Ca3(PO4)2 и апатит 3Ca3(PO4)2 • CaF2 или Ca5F(PO4)3. Кроме того, элемент входит в состав белков, а также содержится в зубах и костях. Фосфор легче всего взаимодействует с кислородом и хлором. При избытке этих веществ образуются соединения со степенью окисления (для P) +5, а при недостатке — со степенью окисления +3. Оксид фосфора может быть представлен несколькими формулами, отображающими разные химические вещества. Среди них самые распространенные — это P2O5 и P2O3. К другим редким и малоизученным оксидам относятся: P4O7, P4O8, P4O9, PO и P2O6.

Реакция окисления элементарного фосфора кислородом протекает медленно. Интересны ее различные стороны. Во-первых, в темноте хорошо видно свечение, которым она сопровождается. Во-вторых, процесс окисления этого химического вещества происходит всегда с образованием озона. Это обусловлено получением промежуточного соединения — фосфорила PO — по схеме: P + O2 → PO + O, а затем: O + O2 → O3. В-третьих, окисление связано с резким изменением электропроводности окружающего воздуха из-за его ионизации. Выделение света без заметного разогревания, при протекании химических реакций, называется хемилюминесценцией. Во влажных средах зеленая хемилюминесценция обусловлена образованием промежуточного вещества PO.

Окисление фосфора протекает только при определенной концентрации кислорода. Она не должна быть ниже минимального и выше максимального порогов парциального давления O2. Сам интервал зависит от температур и ряда других факторов. Например, при стандартных условиях скорость реакции окисления чистым кислородом фосфора возрастает до достижения 300 мм рт. ст. Затем она уменьшается и падает почти до нуля, когда парциальное давление кислорода достигнет 700 мм рт. ст. и выше. Таким образом, оксид при обычных условиях не образуется, так как фосфор практически не окисляется.

Пятиокись фосфора

Наиболее характерным окислом является фосфорный ангидрид, или высший оксид фосфора, P2O5. Это белый порошок с едким запахом. При определении в парах его молекулярного веса, установлено, что более правильной записью его формулы является P4O10. Это негорючее вещество, оно плавится при температуре 565,6 С. Ангидрид P2O5 —кислотный оксид со всеми характерными свойствами, но он жадно поглощает влагу, поэтому применяется в качестве осушителя жидкостей или газов. Оксид фосфора может отнимать воду, которая входит в состав химических веществ. Ангидрид образуется в результате сгорания фосфора в атмосфере кислорода или воздуха, при достаточном количестве O2 по схеме: 4P + 5O2 → 2P2O5. Его применяют в производстве кислоты H3PO4. При взаимодействии с водой может образовывать три кислоты:

  • метафосфорную: P2O5 + H2O → 2HPO3;
  • пирофосфорную: P2O5 + 2H2O → H4P2O7;
  • ортофосфорную: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4.

Пятиокись фосфора бурно реагирует с водой и веществами, содержащими воду, такими, как дерево или хлопок. При этом образуется большое количество тепла, что может даже привести к пожару. Он вызывает коррозию металла и очень раздражает (возникают серьезные ожоги глаз, кожи) дыхательные пути и слизистые оболочки, даже при таких низких концентрациях, как 1 мг/м³.

Трехокись фосфора

Фосфористый ангидрид, или триоксид фосфора, P2O3 (P4O6) — это белое кристаллическое вещество (внешне похоже на воск), которое плавится при температуре 23,8 С и кипит при температуре 173,7 С. Как и белый фосфор, P2O3 является очень ядовитым веществом. Это кислотный оксид, со всеми присущими свойствами. Оксид фосфора 3 образуется благодаря медленному окислению или горению свободного вещества (P) в среде, где имеет место недостаток кислорода. Трехокись фосфора медленно взаимодействует с холодной водой, образуя кислоту: P2O3 + 3H2O → 2H3PO3. Этот оксид фосфора энергично реагирует с горячей водой, при этом реакции протекают по-разному, в результате может образоваться красный фосфор (аллотропически видоизмененный подукт), гидрид фосфора, а также кислоты: H3PO3 и H3PO4. Термическое разложение ангидрида P4O6 сопровождается отщеплением атомов фосфора, при этом образуются смеси окислов P4O7, P4O8, P4O9. По строению они напоминают P4O10. Наиболее изученный из них P4O8.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.