Ir trīs sarežģītu neorganisko savienojumu klases: oksīdi, hidroksīdi (tostarp skābes un bāzes) un sāļi. Daudzi metāli un nemetāli var veidot oksīdus, hidroksīdus, kā arī būt daļa no skābiem atlikumiem. Tātad fosfors ir iekļauts skābes atlikumā PO4. Ir vairākas fosfora oksīda šķirnes. Attiecīgi ir dažādi tā hidroksīdi, kas veidojas no šiem oksīdiem. Augstākais fosfora hidroksīds ir fosforskābe. Šajā rakstā mēs apskatīsim šī elementa un tā savienojumu fizikālās un ķīmiskās īpašības, kā arī runāsim par tā izplatību dabā un citiem interesantiem faktiem.
Fosfora fizikālās īpašības
Tas var pastāvēt dažādās variācijās. Fosfors ir viela, kas sastāv no viena ķīmiskā elementa. Tās atomi nesavienojas molekulās. Fosfora formula ir P. Tomēr atkarībā no kristāliskā režģa struktūras šis elements var pastāvēt trīs vielu formā.
Visizplatītākais ir b altais fosfors – tam ir vaska struktūra un augsta toksicitāte. Šīs vielas kušanas temperatūra ir četrdesmit četri grādi pēc Celsija, un viršanas temperatūra ir divi simti astoņdesmit grādi. Ar doto berzimateriāls, tas ļoti ātri aizdegas, tāpēc viņi to sagriež, tikai ievietojot to ūdens vidē. Ja jūs to ilgstoši karsējat divsimt piecdesmit grādu pēc Celsija temperatūrā, tas pārvēršas par sarkano fosforu. Šī viela ir brūni sarkana pulvera veidā. Sarkanais fosfors atšķirībā no b altā nav indīgs.
Šī elementa visstabilāko eksistences formu var saukt par melno fosforu, kas pēc dažām ārējām pazīmēm ir līdzīgs metālam: tam ir savdabīgs spīdums, augsta cietība, elektriskā un siltumvadītspēja.
No ķīmijas viedokļa
Fosfors ir ķīmiskais elements, kas periodiskajā tabulā ir piektajā grupā un trešajā periodā. No tā mēs varam secināt, ka tā valence ir pieci. Turklāt no periodiskās tabulas var redzēt, ka elementa fosfora atomu masa ir trīsdesmit viens grams uz molu. Tas nozīmē, ka 1 mols vielas svērs 31 vienu gramu. Ņemot vērā fosfora ķīmiskās īpašības, mēs runāsim par tā reakcijām ar vienkāršiem, kā arī sarežģītiem savienojumiem.
Mijiedarbība ar vienkāršām vielām
Pirmā lieta, kam jāpievērš uzmanība, ir fosfora oksidēšanās. Tā ir viņa reakcija ar skābekli. Rezultātā var veidoties divas dažādas vielas – viss būs atkarīgs no šo komponentu proporcijām.
Pirmais variants - četri moli fosfora un trīs moli skābekļa veido divus molus fosfora trioksīda. Šādu ķīmisko mijiedarbību var uzrakstīt, izmantojot sekojošovienādojums: 4P + 3O2=2P2O3.
Otrā iespēja ir četru molu fosfora un piecu molu skābekļa, divu molu fosfora pentoksīda veidošanās. Šo reakciju var izteikt, izmantojot šādu vienādojumu:
Abās ķīmiskajās reakcijās notiek ievērojama gaismas izdalīšanās. Turklāt fosfors var mijiedarboties ar tādām vienkāršām vielām kā metāli, halogēni (fluors, jods, broms, hlors), sērs. Šis ķīmiskais elements spēj uzrādīt gan reducējošas, gan oksidējošas īpašības. Mijiedarbības ar halogēniem piemērs ir hlorēšana. Tas notiek divos posmos. Pirmā ir divu molu fosfora trihlorāta veidošanās no diviem moliem attiecīgā nemetāla un trīs moliem hlora. Šo mijiedarbību var izteikt, izmantojot šādu vienādojumu: 2P +3Cl2=2PCl3.
Šī procesa otrais posms ir hlora atomu pievienošana jau iegūtajam fosfora trihlorātam. Tādējādi, ja vienam molam hlora pievieno tādu pašu tilpumu, veidojas viens mols fosfora pentahlorāta. Mēs rakstām šīs reakcijas vienādojumu šādi: PCl3 + Cl2=PCl5.
Fosfora un metālu mijiedarbības likumsakarības var redzēt šajā piemērā. Ja mēs ņemam trīs molus kālija un vienu molu fosfora, mēs iegūstam vienu molu kālija fosfīda. Šāda veida procesu var uzrakstīt, izmantojot šādu reakcijas vienādojumu: 3K + P=K3R.
Mijiedarbība arkompleksās vielas
Sarežģīti ķīmiskie savienojumi, ar kuriem var reaģēt fosfors, ir skābes un sāļi. Aprakstīsim secībā aplūkojamā elementa saskares pazīmes ar šīm ķīmisko vielu grupām.
Fosfors un skābes
Starp visiem citiem īpaši izceļas fosfora un slāpekļskābes mijiedarbība. Lai veiktu šāda veida reakciju, ir jāņem šādas sastāvdaļas: fosfors trīs molu apjomā, pieci moli nitrātskābes un arī ūdens - divi moli. Šādas ķīmiskās mijiedarbības rezultātā mēs iegūstam šādus produktus: fosforskābi un slāpekļa oksīdu. Šīs reakcijas vienādojums ir uzrakstīts šādi: 4 + 5NO.
Fosfors un sāļi
Šā veida ķīmisko mijiedarbību var aplūkot, piemēram, attiecīgā nemetāla reakcijas ar vara sulfātu. Lai veiktu šo procesu, ir jāņem divi moli fosfora, pieci moli vara sulfāta, astoņi moli ūdens. Šo vielu mijiedarbības rezultātā mēs iegūstam šādus ķīmiskos savienojumus: sulfātskābi piecu molu apjomā, tīru varu - tikpat daudz un fosforskābi - divus molus. Šo procesu var uzrakstīt šāda vienādojuma veidā: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Iegūt šo nemetālu
Rūpniecībā attiecīgo vielu ekstrahē no ķīmiska savienojuma, piemēram, kalcija fosfāta. Priekš šītiek veikta šāda ķīmiska reakcija: norādīto sāli sajauc ar smiltīm (silīcija oksīdu) un oglekli molārās attiecībās 1:3:5, kā rezultātā tiek iegūts kalcija silikāts, fosfors un čada gāze molārā attiecībā 3:2:5.
Fosfora savienojumi un to īpašības
Visizplatītākais no aplūkotā nemetāla savienojumiem ir fosfora hidroksīds. Tas var būt vairāku veidu atkarībā no oksīda, no kura tas veidojas. Fosfora hidroksīdu var iegūt, veicot ķīmisku reakciju starp tā oksīdu un ūdeni. Šo reakciju dēļ veidojas dažāda veida vielas. Tādējādi hidroksīdu (3) var iegūt no trioksīda un fosfora hidroksīdu (5) no pentoksīda. Šīm vielām ir skābas īpašības, un tās savukārt spēj reaģēt ar metāliem, sāļiem, bāzēm utt.
Augstākais fosfora hidroksīds ir fosforskābe. Tas ir piesātināts ar skābekli un tribāzisks. Tās formula ir H3PO4.
Ķīmiskās pamatīpašības
Fosfora hidroksīds, kura formula ir dota iepriekš, spēj reaģēt gan ar vienkāršām, gan sarežģītām vielām. Apskatīsim šos procesus tuvāk.
Fosforskābes reakcijas ar metāliem
Tāpat kā citi šīs klases ķīmiskie savienojumi, fosfora hidroksīds spēj mijiedarboties ar metāliem. Šī procesa laikā notiek pārvietošanās reakcija, kurā metāla atomi izspiež ūdeņraža atomus, tādējādi veidojot sāli un ūdeņradi, kas izdalās gaisā kā gāze ar nepatīkamu smaku. Lai šī reakcijavarētu realizēt, metālam jāatrodas pa kreisi no ūdeņraža elektroķīmiskajā darbības virknē. Tas nozīmē, ka tādas vielas kā varš, sudrabs un citas līdzīgas vielas nespēj reaģēt ar fosforskābi, jo to zemās ķīmiskās aktivitātes dēļ tās nespēs izspiest no savienojumiem ūdeņraža atomus.
Ņemiet par piemēru alumīniju. Ja diviem moliem fosfora hidroksīda pievieno divus molus šī elementa, mēs iegūstam alumīnija fosfātu un ūdeņradi attiecīgi 2 un 3 molu daudzumā. Šīs reakcijas vienādojums ir uzrakstīts šādi: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Mijiedarbība ar bāzēm
Fosfora hidroksīds, tāpat kā daudzas citas skābes, var iesaistīties ķīmiskās reakcijās ar bāzēm. Šādus procesus sauc par apmaiņas reakcijām. Rezultātā veidojas jauns hidroksīds, kā arī jauna skābe. Šādas reakcijas var notikt tikai tad, ja kāds no iegūtajiem produktiem nešķīst ūdenī, tas ir, tas izgulsnējas, iztvaiko kā gāze vai ir ūdens vai ļoti vājš elektrolīts.
Fosforskābe un sāļi
Šajā gadījumā notiek arī apmaiņas reakcija. Tā rezultātā jūs varat iegūt jaunu skābi un sāli. Lai šāda veida reakcija notiktu, ir jāievēro arī noteikums, kas tika aprakstīts tieši iepriekš.
Fosfora un tā savienojumu izmantošana rūpniecībā
Pirmkārt, tiek izmantoti šī ķīmiskā elementa savienojumipadarot maisījumu, ko uzklāj uz sērkociņu kastīšu sānu virsmas. Arī pašas sērkociņu galviņas tiek apstrādātas ar maisījumu, kas satur fosforu.
Attiecīgā nemetāla pentoksīdu plaši izmanto kā gāzes žāvētāju. To izmanto arī ķīmiskajā rūpniecībā, lai iegūtu fosfora hidroksīdu, kura formula un īpašības tika apspriestas iepriekš. Turklāt to izmanto stikla ražošanā.
Fosfora hidroksīdu izmanto arī daudzās nozarēs. Pirmkārt, to izmanto mēslošanas līdzekļu ražošanā. Tas ir saistīts ar faktu, ka fosfors ir vienkārši vitāli svarīgs augiem. Tāpēc ir vairāki dažādi mēslošanas līdzekļi, kas tiek izgatavoti, pamatojoties uz attiecīgā nemetāla savienojumu. Šiem nolūkiem tiek izmantotas tādas vielas kā kalcija fosfāts. Sāli izmanto kā mēslojumu sam altā veidā. Turklāt šim nolūkam tiek izmantots parastais un dubultais superfosfāts. Ammofoss un nitroammofoss var kalpot arī kā mēslojums. Papildus visam iepriekšminētajam kā reaģentu izmanto sāļus vai fosfora hidroksīdu, lai noteiktu sudraba savienojumu klātbūtni šķīdumā. Tātad šķīdumam tiek pievienota viela, kas ietver skābes atlikumu PO4. Ja pēdējā satur sāļus vai sudraba hidroksīdu, veidojas bagātīgas dzeltenas nogulsnes. Tas ir argentumfosfāts, kam ir šāda ķīmiskā formula: AgNO3.
Fosfora atoma struktūra
Kā jūs zināt, visi atomi sastāv no kodola un elektroniem, kas rotēAp viņu. Kodols satur protonus un neitronus. Elektroniem ir negatīvs lādiņš, protoniem ir pozitīvs lādiņš, un neitroniem ir nulles lādiņš. Fosfora kārtas numurs periodiskajā tabulā ir piecpadsmit. No tā mēs varam secināt, ka tā kodols satur piecpadsmit protonus. Ja atoms ir neitrāls, nevis jons, tad elektronu ir tik daudz, cik protonu. Tas ir, fosfora gadījumā to ir piecpadsmit.
Ja kāds no elektroniem atstāj savu orbītu, atoms pārvērtīsies par pozitīvi lādētu jonu, tas ir, katjonu. Ja pievienojas viens elektrons, veidojas negatīvi lādēts jons - anjons.
Ķīmisko elementu periodiskajā tabulā var redzēt, ka fosfors pieder pie trešā perioda. No tā ir skaidrs, ka ap kodolu ir trīs orbītas, pa kurām elektroni ir vienmērīgi sadalīti. Pirmajā ir divi, otrajā ir astoņi, bet trešajā ir pieci.
Izplatība dabā
Fosfora masas daļa zemes garozā ir 0,08%. Dabā tas nav ļoti izplatīts ķīmiskais elements. Tomēr ir vesela minerālvielu grupa, kas ietver fosforu. Tie ir apatīti, kā arī fosforīti. Visizplatītākais no pirmās grupas ir fluorapatīts. Tā ķīmiskā formula ir šāda: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Tas ir pieejams caurspīdīgos, zaļos un tirkīza toņos. No fosforītiem visizplatītākais ir kalcija fosfāts, kam ir šāda ķīmiskā formula: Ca3(PO4)2. Turklāt fosfora savienojumiir atrodami dažādu dzīvo organismu audos.
Fosfora un tā savienojumu nozīme dabā un organismā
Šis ķīmiskais elements ir ļoti svarīgs gandrīz visu orgānu un to sistēmu normālai darbībai. Pirmkārt, bez tā nav iespējama vienmērīga nieru darbība. Šis elements piedalās ķermeņa vielmaiņas procesos. Tas arī veicina ātru audu atjaunošanos. Bez tā daži vitamīni vienkārši nevar tikt aktivizēti, lai sniegtu labumu ķermenim - tāpēc fosfors bieži tiek pievienots gandrīz visiem vitamīnu preparātiem kā papildu sastāvdaļa. Turklāt tas ir viens no ķīmiskajiem elementiem, kas nodrošina normālu sirds darbību. Viņš, papildus visam iepriekšminētajam, ir iesaistīts šūnu dalīšanās procesā, tāpēc dzīvība uz Zemes bez šī mikroelementa nav iespējama.
Ūdens-sāls līdzsvara regulēšana ir vēl viena funkcija, ko organismā veic šajā rakstā aplūkotie nemetālu savienojumi. Turklāt tā ir viena no galvenajām kaulu un muskuļu audu sastāvdaļām. Liela daļa no tā ir atrodama arī zobos. Cita starpā ir arī vērts atzīmēt, ka fosfors ir iesaistīts normālas nervu sistēmas darbības nodrošināšanā. Attiecīgā mikroelementa trūkuma simptomi organismā ir šādi: paaugstināts nogurums, zema efektivitāte, nervu sistēmas darbības traucējumi (neiroze, histērija utt.), pārāk biežas saaukstēšanās slimības, sirds muskuļa izsīkums., sāpes kaulos un muskuļos, ļoti slikta apetīte. Lai izvairītos no tādas parādības kā fosfora trūkums organismā, jums jāzinakādi pārtikas produkti to satur.
Pirmkārt, starp pārtikas produktiem, kas bagāti ar attiecīgo ķīmisko elementu, jāizceļ zivis. Īpaši augsta fosfora koncentrācija novērojama tādās sugās kā store, skumbrija, stavrida, tuncis, sardīne, moiva, pollaka, salaka. Turklāt šajā rakstā aplūkotais mikroelements ir atrodams krabju gaļā, garnelēs, kā arī piena produktos, piemēram, biezpienā, kausētā sierā un sierā.
Secinājumi
Fosfors, lai gan nav īpaši izplatīts ķīmiskais elements uz planētas, ir ļoti svarīgs gan no rūpnieciskā, gan bioloģiskā viedokļa. Viņš un viņa savienojumi, jo īpaši fosfora hidroksīds, tiek izmantoti dažādu produktu ražošanā. Rakstā tika aprakstītas arī fosfora hidroksīda (fosforskābes) īpašības un tā mijiedarbības pazīmes ar metāliem, bāzēm un sāļiem.
