Fosfor i njegovi spojevi. Praktična primjena fosfornih spojeva

Od biogenih elemenata treba dati posebno mjesto fosforu. Uostalom, bez njega, postojanje takvih vitalnih spojeva kao, na primjer, ATP ili fosfolipida, kao i mnogi drugi organska tvar.

Fosfor: opća karakteristika jednog elementa

Situacija u periodičnoj tablici može se opisati u nekoliko odlomaka.

1. Peta skupina, glavna podskupina.
2. Treći mali period.
3. Serijski broj je 15.
4. Atomska masa je 30.974.
5. Elektronska konfiguracija atoma 1s²2s²2p⁶3s²3P³.
6. Moguće oksidacije od -3 do +5.
7. Kemijski simbol je P, izgovor u formulama "pe". Naziv elementa je fosfor. Latinski naziv je fosfor.

Povijest otkrića ovog atoma ukorijenjena je u dalekom XII stoljeću. Već u zapisima alkemičara bilo je informacija koje upućuju na prijem nepoznate "sjajne" tvari. Međutim, godina 1669 bila je službeni datum za sintezu i otkriće fosfora. Stečaj trgovačkog Marka trgovac u potrazi za Kamen mudraca slučajno sintetizirani tvar, koja se može emitirati svijetle sjaj i spali zasljepljujući plamen. To je učinio ponovnim kalcinomiranjem ljudskog urina.

Nakon toga, međusobno neovisno, približno istim postupcima, dobiven je ovaj element:

• I. Kunkel;
• R. Boyle;
• A. Marggraf;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Danas, jedna od najpoznatijih postupke sinteze tvari - obnovu odgovarajućih minerala koji sadrže fosfor, na visokim temperaturama pod utjecajem ugljičnog dioksida i silicijevog dioksida. Proces se provodi u posebnim pećnicama. Fosfor i njegovi spojevi vrlo su važni sastojci za životna bića i za mnoge sinteze u kemijskoj industriji. Stoga trebamo razmotriti što je dani element jednostavan i gdje je u prirodi sadržan.

Jednostavna fosforna tvar

Teško je navesti bilo koji određeni spoj kada je u pitanju fosfor. To se objašnjava brojnim alotropnim izmjenama koje ovaj element ima. Postoje četiri glavne vrste jednostavne tvari fosfora.

1. Bijela. Ovaj spoj, čija je formula P₄. To je bijela nestabilna tvar s oštrom neugodnom mirisom češnjaka. Samozapaljiva u zraku pri običnoj temperaturi. Opekline svijetlo svijetlo zeleno svjetlo. Vrlo otrovno i opasno za život. Kemijska aktivnost je izuzetno visoka, pa se dobiva i pohranjuje pod slojem pročišćene vode. To je moguće zbog slabe topljivosti u polarnim otapalima. Najbolje za ovaj bijeli fosfor pogodan je za disulfid ugljika i organske tvari. Kada se zagrije, može proći u sljedeći alotropni oblik - crveni fosfor. Kada kondenzacija i hlađenje pare stvara šavove. Dodir je masnu, mekom, lako rezati nožem, bijelo (malo žućkasto). Talište 44⁰C. Zbog svoje kemijske aktivnosti koristi se u sintezama. Ali zbog virulencije nema široku industrijsku primjenu.
2. Žuta. Ovo je loše pročišćeni oblik bijelog fosfora. To je još više otrovno, također neugodno mirisi češnjaka. Svjetlucava i gori sjajnim zelenim plamenom. Ovi žuti ili smeđi kristali u vodi nisu uopće topljivi, s potpunom oksidacijom nastaju bijeli oblaci dima sa sastavom P₄oh₁₀.
3. Crveni fosfor i njegovi spojevi najčešći su i najčešće se koriste u modifikaciji ove tvari u industriji. Crvena mast poput paste, koja, pod povećanim pritiskom, može proći u obliku ljubičastih kristala, kemijski je neaktivna. To je polimer koji se može otopiti samo u određenim metalima i više u svemu. Na temperaturi od 250 ° C⁰S uzvišenim, pretvarajući se u bijelu modifikaciju. Ne kao otrovna kao i prethodni oblici. Međutim, produljena izloženost tijelu je otrovna. Koristi se u primjeni zapaljivog premaza na kutijama za utakmicu. To je zbog činjenice da se ne može zapaliti spontano, ali kada detonira i trlja, eksplodira (svijetli).
4. Crno. Prema vanjskim podacima vrlo sličan grafit, također je masna na dodir. To je poluvodič električne struje. Tamni kristali, sjajni, koji se uopće ne mogu otapati ni u jednom otapalu. Da bi ga uhvatili, potrebne su vrlo visoke temperature i pred-uključivanje.

Također, ne tako davno postoji zanimljiv oblik otvorenog oblika fosfora, metala. To je dirigent i ima kubičnu kristalnu rešetku.

Kemijska svojstva

Kemijska svojstva fosfora ovise o obliku u kojem se nalazi. Kao što je već spomenuto, najaktivnija žuta i bijela modifikacija. Općenito, fosfor je u stanju komunicirati s:

• metala, stvaranje fosfida i djelovanje kao oksidans;
• nonmetali koji djeluju kao reducirajući agens i stvaraju hlapive i nepostojeće spojeve raznih vrsta;
• jaki oksidanti, prolazeći u fosforna kiselina;
• s koncentriranim lužnatim lužinama prema vrsti nerazmjeranosti;
• s vodom na vrlo visokoj temperaturi;
• s kisikom u obliku različitih oksida.

Kemijska svojstva fosfora slična su onima dušika. jer je dio grupe pnictogens. Međutim, aktivnost je nekoliko redova veličine veća, zbog raznih alotropnih modifikacija.

Biti u prirodi

Kao biogen element, fosfor je vrlo uobičajen. Njegov postotak u zemljinoj kori je 0,09%. Ovo je prilično velik pokazatelj. Gdje se atom pojavljuje u prirodi? Postoji nekoliko glavnih mjesta koja treba spomenuti:

• zeleni dio biljaka, njihovo sjeme i voće;
• životinjska tkiva (mišići, kosti, zubna caklina, mnogi važni organski spojevi);
• zemaljska kora;
• tla;
• stijena i minerala;
• morska voda.

Tako je moguće govoriti samo o povezanim oblicima, ali ne o jednostavnoj supstanci. Uostalom, on je izuzetno aktivan, i to mu ne dopušta da bude slobodan. Među mineralima najbogatiji fosfor su:

• Inglish;
• ftorapaptit;
• svanbergite;
• fosforit i drugi.

Biološki značaj ovog elementa ne može se precijeniti. Uostalom, dio je takvih spojeva kao što su:

• proteina;
• fosfolipidi;
• DNA;
• RNA;
• fosfoproteidy;
• enzimi.

To jest, sve one vitalne i iz kojih se cijeli organizam gradi kao cjelina. Dnevna norma za normalnu odraslu osobu je oko 2 grama.

Fosfor i njegovi spojevi

Kao vrlo aktivan, ovaj element stvara razne različite tvari. Uostalom, ona tvori fosfide i djeluje kao redukcijsko sredstvo. Zbog toga je teško imenovati element koji bi bio inertan kada reagira s njom. Stoga su formule fosfornih spojeva izrazito raznovrsne. Možeš donijeti nekoliko klasa tvari u formiranje čiji je aktivan sudionik.

1. Binarni spojevi - oksidi, fosfidi, hlapljivi vodikovi spojevi, sulfidi, nitridi i drugi. Na primjer: P₂oh₅, PCL₃, P₂S₃, PH₃ i drugima.
2. Kompleksne tvari: soli svih vrsta (medij, kiselina, bazična, dvostruka, kompleksna), kiseline. Primjer: H₃RO₄, na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca (H₂PO₄)₂, (NH₄)₂HPO₄ i drugima.
3. Organski spojevi koji sadrže kisik: proteini, fosfolipidi, ATP, DNA, RNA i drugi.

Većina određenih vrsta tvari imaju važnu industrijsku i biološku važnost. Korištenje fosfora i njegovih spojeva moguće je i za medicinske svrhe i za proizvodnju vrlo običnih kućanskih predmeta.

Spojevi s metalima

Binarni fosforni spojevi s metalima i manje elektronegativnih ne-metala nazivaju se fosfidi. To su soli slične tvari koje su izuzetno nestabilne kad su izložene različitim sredstvima. Brzo raspadanje (hidroliza) uzrokuje čak i obična voda.

Nadalje, pod utjecajem nekoncentriranih kiselina, dolazi do raspadanja tvari u odgovarajuće proizvode. Na primjer, ako govorimo o hidrolizi kalcijevog fosfida, proizvodi će biti metalni hidroksid i fosfin:

Ca₃P₂ + 6H₂O = 3Ca (OH)₂ + 2Ph₃↑

Izlaganjem fosfida razgradnji pod djelovanjem mineralne kiseline dobivamo odgovarajuću sol i fosfin:

Ca₃P₂ + 6HCL = 3CaCL₂ + 2Ph₃↑

Općenito, vrijednost predmetnih spojeva upravo je rezultat toga da nastaje vodikov spoj fosfora, čija svojstva su diskutirana niže.

Hlapive tvari na bazi fosfora

Postoje dvije glavne:

• bijeli fosfor;
• fosfina.

O prvom smo već spomenuli i rezultiraju karakteristikama. Oni su rekli da je to bijeli gusti dim, vrlo otrovan, smrdljiv i samozapaljivim pod normalnim uvjetima.

Ali što je fosfin? Ovo je najčešća i poznata hlapljiva tvar, koja uključuje element koji se razmatra. To je binarno, a drugi sudionik je vodik. Formula vodikovog spoja fosfora je PH₃, naziv fosfina.

Svojstva ove tvari mogu se opisati na sljedeći način.

1. Hlapljivi bezbojni plin.
2. Vrlo otrovno.
3. Ima miris trule ribe.
4. S vodom ne reagira i slabi se vrlo slabo u njemu. Vrlo topiv u organskim tvarima.
5. U normalnim uvjetima, to je vrlo kemijski aktivan.
6. Spontano se zapali u zraku.
7. Nastaje tijekom raspada metalnih fosfida.

Drugi naziv je fosfan. S njim su povezane priče iz najstarijih vremena. Sve je u pitanju "lutalica", koje su ponekad ljudi vidjeli i vidjeli u grobljima, močvare. Kuglaste ili svechepodobnye svjetla koje se pojavljuju tu i tamo, stvarajući dojam pokreta, koji se smatra loš znak, i oni su vrlo bojali praznovjernih ljudi. Razlog za ovu pojavu, prema sadašnjim pogledima nekih znanstvenika, može se smatrati samozapaljenja fosfin koji prirodno proizvodi razgradnje organskih ostataka, obje biljke i životinje. Plin izlazi i, dodirujući kisik zraka, svijetli. Boja i veličina plamena mogu varirati. Najčešće su to zelenkasto svijetlo svjetlo.

Očito, svi hlapivi spojevi fosfora su otrovne tvari koje se lako prepoznaju oštrim neugodnim mirisom. Ovaj znak pomaže u izbjegavanju trovanja i neugodnih posljedica.

Spojevi s nemetalima

Ako se fosfor ponaša kao redukcijsko sredstvo, onda bismo trebali razgovarati o binarnim spojevima s ne-metalima. Najčešće su više elektronički. Dakle, možemo razlikovati nekoliko vrsta tvari ove vrste:

• fosfor i sumpor - fosforni sulfid P₂S₃;
• fosfor klorid III, V;
• oksida i anhidrida;
• bromid i jodid i drugi.

kemija fosfora i njegovi spojevi raznolik, tako da je teško identificirati najvažnije. Govoreći konkretno tvari koje su formirane od fosfora i nemetala, najvažniji su oksidi i kloridi različitih pripravaka. Da se koriste u kemijskoj sintezi, kao sredstva za dehidrataciju, kao katalizatori, i tako dalje.

Dakle, jedan od najmoćnijih sredstava za drenažu je najviši fosforov oksid - P₂oh₅. Čvrsto vuče vodu da s izravnim kontaktom s njom dolazi do nasilne reakcije s jakom pratnjom buke. Tvar sama je bijela, snježna masa, bliža amorfnom stanju u agregatnom stanju.

kisikom organski spojevi s fosfornim

Poznato je da organska kemija prema broju spojeva nadilazi anorgansku kemiju. To je zbog fenomena izomerizma i sposobnosti ugljikovih atoma da formiraju drugačiju strukturu lanca atoma, koji se zatvaraju jedan s drugim. Naravno, postoji određena narudžba, tj. Razvrstavanje prema kojem je svaka organska kemija predmet. Klase povezivanja su različite, međutim, zainteresirani smo za jednu određenu, izravno povezanu s elementom o kojem je riječ. To su spojevi koji sadržavaju kisik s fosforom. To uključuje:

• koenzimi - NADP, ATP, FMN, piridoksal fosfat i drugi;
• proteina;
• nukleinske kiseline, budući da je ostatak fosforne kiseline dio nukleotida;
• fosfolipidi i fosfoproteini;
• enzima i katalizatora.

Vrsta iona u kojem fosfor sudjeluje u formiranju molekule tih spojeva, sljedeća - PO₄³, tj. kiseli ostatak fosforne kiseline. U sastavu nekih proteina ulazi u obliku slobodnog atoma ili jednostavnog iona.

Za normalnu vitalnu aktivnost svakog živog organizma, taj element i organski spojevi koje ona tvori su iznimno važni i nužni. Uostalom, bez molekula bjelančevina, nemoguće je izgraditi bilo koji strukturni dio tijela. A DNA i RNA su glavni nositelji i odašiljači nasljednih informacija. Općenito, sve veze moraju biti prisutne bez iznimke.

Primjena fosfora u industriji

Korištenje fosfora i njegovih spojeva u industriji može se karakterizirati u nekoliko točaka.

1. Koristi se u proizvodnji utakmica, eksploziva, zapaljivih bombi, određenih vrsta goriva, maziva.
2. Kao apsorber plinova, kao iu proizvodnji žarulja sa žarnom niti.
3. Zaštititi metale od korozije.
4. U poljoprivredi kao gnojivo tlo.
5. Kao sredstvo za omekšavanje vode.
6. U kemijskim sintezama u proizvodnji različitih tvari.

Uloga u živim organizmima svodi se na sudjelovanje u procesima stvaranja zubne cakline i kostiju. Sudjelovanje u reakcijama ana- i katabolizma, kao i održavanje puferiranja unutarnjeg okruženja stanice i bioloških tekućina. To je osnova u sintezi DNA, RNA, fosfolipida.