Der er tre klasser af komplekse uorganiske forbindelser: oxider, hydroxider (som omfatter syrer og baser) og s alte. Mange metaller og ikke-metaller kan danne oxider, hydroxider og også indgå i sure rester. Så fosfor er inkluderet i syreresten PO4. Der er flere varianter af fosforoxid. Følgelig er der forskellige hydroxider af det, som er dannet af disse oxider. Det højeste phosphorhydroxid er phosphorsyre. I denne artikel vil vi overveje de fysiske og kemiske egenskaber af dette grundstof og dets forbindelser, samt tale om dets udbredelse i naturen og andre interessante fakta.
Fosfors fysiske egenskaber
Det kan findes i forskellige variationer. Fosfor er et stof, der består af et kemisk grundstof. Dens atomer kombineres ikke til molekyler. Formlen for fosfor er P. Men afhængigt af strukturen af krystalgitteret kan dette grundstof eksistere i form af tre stoffer.
Det mest almindelige er hvidt fosfor - det har en voksagtig struktur og høj toksicitet. Smeltepunktet for dette stof er fireogfyrre grader Celsius, og kogepunktet er to hundrede og firs grader. Med friktion givetmateriale, det antændes meget hurtigt, så de skærer det kun ved at placere det i et vandmiljø. Hvis du opvarmer det i lang tid ved en temperatur på to hundrede og halvtreds grader Celsius, bliver det til rødt fosfor. Dette stof præsenteres i form af et brun-rødt pulver. Rødt fosfor er i modsætning til hvidt ikke giftigt.
Den mest stabile form for eksistens af dette grundstof kan kaldes sort fosfor, som af nogle ydre træk ligner metal: det har en ejendommelig glans, har høj hårdhed, elektrisk og termisk ledningsevne.
Fra et kemisynspunkt
Fosfor er et kemisk grundstof, der er i den femte gruppe og tredje periode i det periodiske system. Ud fra dette kan vi konkludere, at dens valens er fem. Derudover kan det fra det periodiske system ses, at grundstoffet fosfor har en atommasse på enogtredive gram pr. mol. Det betyder, at 1 mol af et stof vil veje 31 et gram. I betragtning af fosfors kemiske egenskaber vil vi tale om dets reaktioner med simple såvel som komplekse forbindelser.
Interaktion med simple stoffer
Den første ting, du skal være opmærksom på, er oxidationen af fosfor. Dette er hans reaktion med ilt. Som et resultat kan der dannes to forskellige stoffer - alt vil afhænge af proportionerne af disse komponenter.
Den første mulighed - fire mol phosphor og tre mol ilt danner to mol phosphortrioxid. En sådan kemisk interaktion kan skrives ved hjælp af følgendeligning: 4P + 3O2=2P2O3.
Den anden mulighed er dannelsen af fire mol phosphor og fem mol ilt, to mol phosphorpentoxid. Denne reaktion kan udtrykkes ved hjælp af følgende ligning:
I begge kemiske reaktioner er der en betydelig frigivelse af lys. Derudover kan fosfor interagere med så simple stoffer som metaller, halogener (fluor, jod, brom, klor), svovl. Dette kemiske element er i stand til at udvise både reducerende og oxiderende egenskaber. Et eksempel på interaktion med halogener er klorering. Det foregår i to etaper. Den første er dannelsen af to mol phosphortrichlorat fra to mol af det pågældende ikke-metal og tre mol chlor. Denne interaktion kan udtrykkes ved hjælp af følgende ligning: 2P +3Cl2=2PCl3.
Det andet trin i denne proces er tilsætningen af chloratomer til det allerede opnåede fosfortrichlorat. Når det samme volumen klor sættes til et mol af sidstnævnte, dannes der således et mol phosphorpentachlorat. Vi skriver ligningen for denne reaktion som følger: PCl3 + Cl2=PCl5.
Regelmæssighederne af vekselvirkningen mellem fosfor og metaller kan ses i dette eksempel. Hvis vi tager tre mol kalium og et mol fosfor, får vi et mol kaliumfosfid. Denne form for proces kan skrives ved hjælp af følgende reaktionsligning: 3K + P=K3R.
Interaktion medkomplekse stoffer
Komplekse kemiske forbindelser, som fosfor kan reagere med, omfatter syrer og s alte. Lad os i rækkefølge beskrive træk ved kontakten mellem det pågældende element og disse grupper af kemikalier.
Fosfor og syrer
Blandt alle andre skiller vekselvirkningen mellem fosfor og salpetersyre sig ud. For at udføre denne form for reaktion er det nødvendigt at tage følgende komponenter: phosphor i mængden af tre mol, fem mol nitratsyre og også vand - to mol. Som et resultat af en sådan kemisk interaktion opnår vi følgende produkter: fosforsyre og nitrogenoxid. Ligningen for denne reaktion er skrevet som følger: 4 + 5NO.
Fosfor og s alte
Denne form for kemisk interaktion kan overvejes i eksemplet med reaktionen af det betragtede ikke-metal med cuprumsulfat. For at udføre denne proces er det nødvendigt at tage to mol fosfor, fem mol kobbersulfat, otte mol vand. Som et resultat af vekselvirkningen mellem disse stoffer opnår vi følgende kemiske forbindelser: sulfatsyre i mængden af fem mol, rent kobber - den samme mængde og fosforsyre - to mol. Denne proces kan skrives i form af følgende ligning: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Få denne ikke-metal
I industrien er det pågældende stof udvundet af en kemisk forbindelse såsom calciumphosphat. For detfølgende kemiske reaktion udføres: det specificerede s alt blandes med sand (siliciumoxid) og kulstof i molforhold på 1:3:5, som et resultat opnås calciumsilikat, fosfor og chadgas i et molforhold på 3:2:5.
Fosforforbindelser og deres egenskaber
Den mest almindelige af forbindelserne i det betragtede ikke-metal er phosphorhydroxid. Det kan være af flere typer afhængigt af det oxid, som det er dannet af. Fosforhydroxid kan opnås ved at udføre en kemisk reaktion mellem dets oxid og vand. På grund af disse reaktioner dannes der forskellige typer stoffer. Således kan hydroxid (3) opnås fra trioxid og phosphorhydroxid (5) fra pentoxid. Disse stoffer har sure egenskaber og er til gengæld i stand til at reagere med metaller, s alte, baser osv.
Det højeste phosphorhydroxid er phosphorsyre. Det er iltet og tribasisk. Dens formel er H3PO4.
Grundlæggende kemiske egenskaber
Phosphorhydroxid, hvis formel er givet ovenfor, er i stand til at reagere med både simple og komplekse stoffer. Lad os se nærmere på disse processer.
Reaktioner af fosforsyre med metaller
Som andre kemiske forbindelser af denne klasse er fosforhydroxid i stand til at interagere med metaller. Under denne proces sker der en forskydningsreaktion, hvor metalatomer fortrænger brintatomer og derved danner s alt og brint, som frigives til luften som en gas med en ubehagelig lugt. For at få denne reaktionkunne realiseres, skal metallet være placeret til venstre for brint i den elektrokemiske aktivitetsrække. Det vil sige, at stoffer som kobber, sølv og andre lignende ikke er i stand til at reagere med fosforsyre, da de på grund af deres lave kemiske aktivitet ikke vil være i stand til at fortrænge brintatomer fra deres forbindelser.
Tag aluminium som et eksempel. Når to mol af dette grundstof tilsættes til to mol fosforhydroxid, får vi aluminiumfosfat og brint i en mængde på henholdsvis 2 og 3 mol. Ligningen for denne reaktion er skrevet som følger: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interaktion med baser
Phosphorhydroxid kan ligesom mange andre syrer indgå i kemiske reaktioner med baser. Sådanne processer kaldes udvekslingsreaktioner. Som følge heraf dannes et nyt hydroxid, samt en ny syre. Sådanne reaktioner kan kun finde sted, hvis et af de resulterende produkter er uopløseligt i vand, dvs. det udfælder, fordamper som en gas eller er vand eller en meget svag elektrolyt.
Phosphorsyre og s alte
I dette tilfælde opstår der også en udvekslingsreaktion. Som et resultat kan du få en ny syre og s alt. For at denne form for reaktion kan finde sted, skal reglen, der er beskrevet lige ovenfor, også overholdes.
Brug af fosfor og dets forbindelser i industrien
For det første bruges forbindelserne af dette kemiske grundstof tillave en blanding, der påføres sidefladen af tændstikæsker. Selve tændstikhovederne er også behandlet med en blanding, der indeholder fosfor.
Pentoxidet af det betragtede ikke-metal er meget udbredt som en gastørrer. Det bruges også i den kemiske industri for at opnå phosphorhydroxid, hvis formel og egenskaber blev diskuteret ovenfor. Derudover bruges det til fremstilling af glas.
Phosphorhydroxid bruges også i mange industrier. Først og fremmest bruges det til fremstilling af gødning. Dette skyldes, at fosfor simpelthen er livsvigtigt for planter. Derfor findes der en række forskellige gødninger, som er lavet på basis af forbindelsen af det pågældende ikke-metal. Til disse formål anvendes stoffer som calciumphosphat. S alt bruges som gødning i jordform. Hertil bruges desuden almindeligt og dobbelt superfosfat. Ammophos og nitroammophos kan også tjene som gødning. Ud over alt det ovenstående anvendes s alte eller phosphorhydroxid som reagens til at bestemme tilstedeværelsen af sølvforbindelser i en opløsning. Så der tilsættes et stof, som inkluderer syreresten PO4, til opløsningen. Hvis sidstnævnte indeholder s alte eller sølvhydroxid, vil der dannes et rigt gult bundfald. Dette er argentumfosfat, som har følgende kemiske formel: AgNO3.
Phosphoratomets struktur
Som du ved, består alle atomer af en kerne og elektroner, der rotererOmkring ham. Kernen indeholder protoner og neutroner. Elektroner har en negativ ladning, protoner har en positiv ladning, og neutroner har en nulladning. Serienummeret for fosfor i det periodiske system er femten. Ud fra dette kan vi konkludere, at dens kerne indeholder femten protoner. Hvis atomet er neutr alt og ikke en ion, så er der lige så mange elektroner, som der er protoner. Det vil sige, når det drejer sig om fosfor, er der femten af dem.
Hvis en af elektronerne forlader sin bane, vil atomet blive til en positivt ladet ion, det vil sige en kation. Hvis én elektron går sammen, dannes der en negativt ladet ion - en anion.
I det periodiske system over kemiske grundstoffer kan du se, at fosfor hører til den tredje periode. Heraf er det tydeligt, at der er tre baner omkring kernen, hvorpå elektronerne er jævnt fordelt. Den første har to, den anden har otte, og den tredje har fem.
Udbredelse i naturen
Massefraktionen af fosfor i jordskorpen er 0,08 %. Det er ikke et meget almindeligt kemisk grundstof i naturen. Der er dog en hel gruppe mineraler, der indeholder fosfor. Disse er apatitter, såvel som phosphoritter. Den mest almindelige af den første gruppe er fluorapatit. Dens kemiske formel er som følger: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Den kommer i gennemsigtige, grønne og turkise nuancer. Blandt phosphoritter er calciumphosphat den mest almindelige, med følgende kemiske formel: Ca3(PO4)2. Desuden fosforforbindelserfindes i forskellige levende organismers væv.
Fosfors og dets forbindelsers rolle i naturen og kroppen
Dette kemiske element er meget vigtigt for den normale funktion af næsten alle organer og deres systemer. Først og fremmest, uden det, er nyrernes glatte funktion umulig. Dette element deltager i kroppens metaboliske processer. Det fremmer også hurtig vævsregenerering. Uden det kan nogle vitaminer simpelthen ikke aktiveres til gavn for kroppen – derfor tilsættes fosfor ofte til næsten alle vitaminpræparater som en ekstra komponent. Derudover er det et af de kemiske grundstoffer, der sikrer hjertets normale funktion. Han er, udover alt det ovenstående, involveret i celledelingsprocessen, så liv på Jorden er umuligt uden dette mikroelement.
Regulering af vand-s altbalancen er en anden funktion, som forbindelserne af det ikke-metal, der er nævnt i denne artikel, udfører i kroppen. Derudover er det en af hovedkomponenterne i knogle- og muskelvæv. En stor procentdel af det findes også i tænderne. Det er blandt andet også værd at bemærke, at fosfor er med til at sikre nervesystemets normale funktion. Symptomerne på en mangel i kroppen af det pågældende sporstof er som følger: øget træthed, lav effektivitet, forstyrrelser i nervesystemets funktion (neurose, hysteri osv.), for hyppige forkølelser, udmattelse af hjertemusklen, smerter i knogler og muskler, meget dårlig appetit. For at undgå et sådant fænomen som mangel på fosfor i kroppen, skal du videhvilke fødevarer indeholder det.
Først og fremmest bør fisk udskilles blandt fødevarer, der er rige på det betragtede kemiske element. En særlig høj koncentration af fosfor observeres i arter som stør, makrel, hestemakrel, tun, sardin, lodde, sej, smelt. Derudover findes det sporstof, der er diskuteret i denne artikel, i krabbekød, rejer samt i mejeriprodukter såsom hytteost, smelteost og ost.
Konklusioner
Fosfor er, selvom det ikke er et meget almindeligt kemisk grundstof på planeten, af stor betydning både fra et industrielt og biologisk synspunkt. Han og hans forbindelser, især phosphorhydroxid, bruges til fremstilling af forskellige slags produkter. Artiklen beskrev også egenskaberne ved phosphorhydroxid (phosphorsyre) og egenskaberne ved dets interaktion med metaller, baser og s alte.
