Obstajajo trije razredi kompleksnih anorganskih spojin: oksidi, hidroksidi (ki vključujejo kisline in baze) in soli. Mnoge kovine in nekovine lahko tvorijo okside, hidrokside in so tudi del kislih ostankov. Torej je fosfor vključen v kislinski ostanek PO4. Obstaja več vrst fosforjevega oksida. V skladu s tem obstajajo različni njegovi hidroksidi, ki nastanejo iz teh oksidov. Najvišji fosforjev hidroksid je fosforjeva kislina. V tem članku bomo obravnavali fizikalne in kemijske lastnosti tega elementa in njegovih spojin ter govorili o njegovi razširjenosti v naravi in drugih zanimivih dejstvih.
Fizikalne lastnosti fosforja
Lahko obstaja v različnih različicah. Fosfor je snov, ki je sestavljena iz enega kemičnega elementa. Njegovi atomi se ne združujejo v molekule. Formula za fosfor je P. Glede na strukturo kristalne mreže pa lahko ta element obstaja v obliki treh snovi.
Najpogostejši je beli fosfor - ima voskasto strukturo in visoko toksičnost. Tališče te snovi je štiriinštirideset stopinj Celzija, vrelišče pa dvesto osemdeset stopinj. Z danim trenjemmateriala, se zelo hitro vname, zato ga režejo le tako, da ga dajo v vodno okolje. Če ga dolgo segrevate pri temperaturi dvesto petdeset stopinj Celzija, se spremeni v rdeči fosfor. Ta snov je predstavljena v obliki rjavo-rdečega prahu. Rdeči fosfor za razliko od belega ni strupen.
Najstabilnejšo obliko obstoja tega elementa lahko imenujemo črni fosfor, ki je po nekaterih zunanjih lastnostih podoben kovini: ima poseben lesk, ima visoko trdoto, električno in toplotno prevodnost.
Z vidika kemije
Fosfor je kemični element, ki je v peti skupini in tretji periodi periodnega sistema. Iz tega lahko sklepamo, da je njegova valenca pet. Poleg tega je iz periodične tabele razvidno, da ima element fosfor atomsko maso enaintrideset gramov na mol. To pomeni, da bo 1 mol snovi tehtal 31 gramov. Glede na kemijske lastnosti fosforja bomo govorili o njegovih reakcijah tako s preprostimi kot kompleksnimi spojinami.
Interakcija s preprostimi snovmi
Prva stvar, na katero morate biti pozorni, je oksidacija fosforja. To je njegova reakcija s kisikom. Posledično lahko nastaneta dve različni snovi - vse bo odvisno od razmerij teh komponent.
Prva možnost - štirje moli fosforja in trije moli kisika tvorijo dva mola fosforjevega trioksida. Takšno kemično interakcijo lahko zapišemo z naslednjimenačba: 4P + 3O2=2P2O3.
Druga možnost je tvorba štirih molov fosforja in petih molov kisika, dveh molov fosforjevega pentoksida. To reakcijo lahko izrazimo z naslednjo enačbo:
Pri obeh kemičnih reakcijah pride do znatnega sproščanja svetlobe. Poleg tega lahko fosfor komunicira s tako preprostimi snovmi, kot so kovine, halogeni (fluor, jod, brom, klor), žveplo. Ta kemični element je sposoben izkazati tako redukcijske kot oksidacijske lastnosti. Primer interakcije s halogeni je kloriranje. Poteka v dveh fazah. Prvi je tvorba dveh molov fosforjevega triklorata iz dveh molov zadevne nekovine in treh molov klora. To interakcijo lahko izrazimo z naslednjo enačbo: 2P +3Cl2=2PCl3.
Druga faza tega procesa je dodajanje atomov klora že pridobljenemu fosforjevemu trikloratu. Tako, ko enemu molu slednjega dodamo enak volumen klora, nastane en mol fosforjevega pentaklorata. Enačbo za to reakcijo zapišemo na naslednji način: PCl3 + Cl2=PCl5.
Na tem primeru lahko vidimo pravilnosti interakcije fosforja s kovinami. Če vzamemo tri mole kalija in en mol fosforja, dobimo en mol kalijevega fosfida. To vrsto procesa lahko zapišemo z naslednjo reakcijsko enačbo: 3K + P=K3R.
Interakcija zkompleksne snovi
Kompleksne kemične spojine, s katerimi lahko reagira fosfor, vključujejo kisline in soli. Opišimo po vrstnem redu značilnosti stika obravnavanega elementa s temi skupinami kemikalij.
fosfor in kisline
Med vsemi ostalimi izstopa interakcija fosforja in dušikove kisline. Za izvedbo tovrstne reakcije je potrebno vzeti naslednje sestavine: fosfor v količini treh molov, pet molov nitratne kisline in tudi vodo - dva mola. Kot rezultat takšne kemične interakcije dobimo naslednje produkte: fosforno kislino in dušikov oksid. Enačba za to reakcijo je zapisana na naslednji način: 4 + 5NO.
fosfor in soli
Tovrstno kemično interakcijo lahko obravnavamo na primeru reakcije obravnavane nekovine s bakrovim sulfatom. Za izvedbo tega postopka je potrebno vzeti dva mola fosforja, pet molov bakrovega sulfata, osem molov vode. Kot rezultat interakcije teh snovi dobimo naslednje kemične spojine: sulfatno kislino v količini petih molov, čisti baker - enako količino in fosforno kislino - dva mola. Ta postopek lahko zapišemo v obliki naslednje enačbe: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Pridobitev te nekovinske
V industriji se zadevna snov ekstrahira iz kemične spojine, kot je kalcijev fosfat. Za toizvede se naslednja kemična reakcija: določena sol se zmeša s peskom (silicijevim oksidom) in ogljikom v molskih razmerjih 1:3:5, tako dobimo kalcijev silikat, fosfor in čad plin v molskem razmerju 3:2:5.
fosforjeve spojine in njihove lastnosti
Najpogostejša spojina obravnavane nekovine je fosforjev hidroksid. Lahko je več vrst, odvisno od oksida, iz katerega je tvorjen. Fosforjev hidroksid lahko pridobimo z izvedbo kemične reakcije med njegovim oksidom in vodo. Zaradi teh reakcij nastajajo različne vrste snovi. Tako lahko iz trioksida dobimo hidroksid (3), iz pentoksida pa fosforjev hidroksid (5). Te snovi imajo kisle lastnosti in so sposobne reagirati s kovinami, solmi, bazami itd.
Najvišji fosforjev hidroksid je fosforjeva kislina. Je oksigeniran in tribazičen. Njegova formula je H3PO4.
Osnovne kemijske lastnosti
Fosforjev hidroksid, katerega formula je navedena zgoraj, lahko reagira tako s preprostimi kot s kompleksnimi snovmi. Oglejmo si te procese podrobneje.
Reakcije fosforjeve kisline s kovinami
Kot druge kemične spojine tega razreda je fosforjev hidroksid sposoben interakcije s kovinami. Med tem procesom pride do reakcije izpodrivanja, pri kateri kovinski atomi izpodrivajo atome vodika, pri čemer tvorita sol in vodik, ki se sprosti v zrak kot plin z neprijetnim vonjem. Za to reakcijoje mogoče realizirati, mora biti kovina locirana levo od vodika v elektrokemični seriji aktivnosti. To pomeni, da snovi, kot so baker, srebro in druge podobne, ne morejo reagirati s fosforno kislino, saj zaradi svoje nizke kemične aktivnosti ne bodo mogle izpodriniti atomov vodika iz svojih spojin.
Za primer vzemite aluminij. Ko dvema moloma fosforjevega hidroksida dodamo dva mola tega elementa, dobimo aluminijev fosfat in vodik v količini 2 oziroma 3 mole. Enačba za to reakcijo je zapisana na naslednji način: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interakcija z bazami
Fosforjev hidroksid, tako kot mnoge druge kisline, lahko vstopi v kemične reakcije z bazami. Takšni procesi se imenujejo reakcije izmenjave. Posledično nastane nov hidroksid, pa tudi nova kislina. Takšne reakcije lahko potekajo le, če je eden od nastalih produktov netopen v vodi, to pomeni, da se obori, izhlapi kot plin ali je voda ali zelo šibek elektrolit.
fosforna kislina in soli
V tem primeru pride tudi do reakcije menjave. Kot rezultat, lahko dobite novo kislino in sol. Da bi prišlo do tovrstne reakcije, je treba upoštevati tudi pravilo, ki je bilo opisano zgoraj.
Uporaba fosforja in njegovih spojin v industriji
Najprej se uporabljajo spojine tega kemičnega elementaizdelava mešanice, ki se nanese na stransko površino škatel za vžigalice. Tudi same glave vžigalic so obdelane z mešanico, ki vsebuje fosfor.
Pentoksid obravnavane nekovine se pogosto uporablja kot sušilnik plina. Uporablja se tudi v kemični industriji za pridobivanje fosforjevega hidroksida, katerega formula in lastnosti so bile obravnavane zgoraj. Poleg tega se uporablja pri izdelavi stekla.
Fosforjev hidroksid se uporablja tudi v številnih panogah. Najprej se uporablja pri proizvodnji gnojil. To je posledica dejstva, da je fosfor preprosto ključnega pomena za rastline. Zato obstaja več različnih gnojil, ki so narejena na osnovi spojine zadevne nekovine. Za te namene se uporabljajo snovi, kot je kalcijev fosfat. Sol se uporablja kot gnojilo v zmleti obliki. Poleg tega se za to uporablja navaden in dvojni superfosfat. Amofos in nitroamofos lahko služita tudi kot gnojilo. Poleg vsega naštetega se kot reagent za ugotavljanje prisotnosti srebrovih spojin v raztopini uporabljajo soli ali fosforjev hidroksid. Tako se raztopini doda snov, ki vključuje kislinski ostanek PO4. Če slednji vsebuje soli ali srebrov hidroksid, bo nastala bogata rumena oborina. To je argentum fosfat, ki ima naslednjo kemijsko formulo: AgNO3.
Struktura atoma fosforja
Kot veste, so vsi atomi sestavljeni iz jedra in elektronov, ki se vrtijoOkoli njega. Jedro vsebuje protone in nevtrone. Elektroni imajo negativen naboj, protoni pozitiven, nevtroni pa nič. Zaporedna številka fosforja v periodnem sistemu je petnajst. Iz tega lahko sklepamo, da njegovo jedro vsebuje petnajst protonov. Če je atom nevtralen in ne ion, potem je toliko elektronov, kolikor je protonov. To pomeni, da jih je v primeru fosforja petnajst.
Če eden od elektronov zapusti svojo orbito, se atom spremeni v pozitivno nabit ion, to je kation. Če se en elektron pridruži, nastane negativno nabit ion - anion.
V periodnem sistemu kemijskih elementov lahko vidite, da fosfor spada v tretjo obdobje. Iz tega je jasno, da so okrog jedra tri orbite, na katerih so elektroni enakomerno razporejeni. Prvi ima dva, drugi osem, tretji pa pet.
Prevalenca v naravi
Masni delež fosforja v zemeljski skorji je 0,08%. To ni zelo pogost kemični element v naravi. Vendar pa obstaja cela skupina mineralov, ki vključujejo fosfor. To so apatiti, pa tudi fosforiti. Najpogostejši iz prve skupine je fluorapatit. Njegova kemična formula je naslednja: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Na voljo je v prozornih, zelenih in turkiznih odtenkih. Med fosforiti je najpogostejši kalcijev fosfat, ki ima naslednjo kemijsko formulo: Ca3(PO4)2. Poleg tega fosforjeve spojinenajdemo v tkivih različnih živih organizmov.
Vloga fosforja in njegovih spojin v naravi in telesu
Ta kemični element je zelo pomemben za normalno delovanje skoraj vseh organov in njihovih sistemov. Prvič, brez njega je nemogoče nemoteno delovanje ledvic. Ta element sodeluje pri presnovnih procesih v telesu. Prav tako spodbuja hitro regeneracijo tkiva. Brez tega nekaterih vitaminov preprosto ni mogoče aktivirati, da bi koristili telesu – zato se fosfor pogosto dodaja skoraj vsem vitaminskim pripravkom kot dodatno sestavino. Poleg tega je eden od kemičnih elementov, ki zagotavljajo normalno delovanje srca. On je poleg vsega naštetega vključen v proces delitve celic, zato je življenje na Zemlji nemogoče brez tega mikroelementa.
Uravnavanje ravnotežja vode in soli je še ena funkcija, ki jo v telesu opravljajo spojine nekovine, obravnavane v tem članku. Poleg tega je ena glavnih sestavin kostnega in mišičnega tkiva. Velik odstotek ga najdemo tudi v zobeh. Med drugim velja omeniti tudi, da fosfor sodeluje pri zagotavljanju normalnega delovanja živčnega sistema. Simptomi pomanjkanja zadevnega elementa v sledovih v telesu so naslednji: povečana utrujenost, nizka učinkovitost, motnje v delovanju živčnega sistema (nevroza, histerija itd.), Prepogosti prehladi, izčrpanost srčne mišice, bolečine v kosteh in mišicah, zelo slab apetit. Da bi se izognili takemu pojavu, kot je pomanjkanje fosforja v telesu, morate vedetikatera živila ga vsebujejo.
Najprej je treba ribe izpostaviti med živili, bogatimi z obravnavanim kemičnim elementom. Posebno visoko koncentracijo fosforja opazimo pri vrstah, kot so jeseter, skuša, šur, tuna, sardela, kapelin, pollock, šur. Poleg tega se element v sledovih, o katerem razpravljamo v tem članku, nahaja v mesu rakov, kozic, pa tudi v mlečnih izdelkih, kot so skuta, topljeni sir in sir.
Sklepi
Fosfor, čeprav ni zelo pogost kemični element na planetu, je zelo pomemben tako z industrijskega kot biološkega vidika. On in njegove spojine, zlasti fosforjev hidroksid, se uporabljajo pri izdelavi različnih vrst izdelkov. Članek opisuje tudi lastnosti fosforjevega hidroksida (fosforjeve kisline) in značilnosti njegove interakcije s kovinami, bazami in solmi.
