Реакция фосфор 5 оксид с водой

Оксид фосфора (V): получение и свойства

Оксиды азота	Цвет	Фаза	Характер оксида
P2O3 Оксид фосфора (III), фосфористый ангидрид	белый	твердый	кислотный
P2O5 Оксид фосфора(V), фосфорный ангидрид	белый	твердый	кислотный

Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид. В нормальных условиях образует белые кристаллы. В парах состоит из молекул P₄О₁₀. Очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и жидкостей).

Способы получения. Оксид фосфора (V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода.

Химические свойства

1. Оксид фосфора (V) – очень гигроскопичное вещество, которое используется для осушения газов. Обладая высоким сродством к воде, оксид фосфора (V) дегидратирует до ангидридов неорганические и органические кислоты.

Например , оксид фосфора (V) дегидратирует серную, азотную и уксусную кислоты:

2. Фосфорный ангидрид является типичным кислотным оксидом , взаимодействует с водой с образованием фосфорных кислот:

В зависимости от количества воды и от других условий образуются мета-фосфорная, орто-фосфорная или пиро-фосфорная кислота:

Видеоопыт взаимодействия оксида фосфора с водой можно посмотреть здесь.

3. Как кислотный оксид, оксид фосфора (V) взаимодействует с основными оксидами и основаниями .

Например , оксид фосфора (V) взаимодействует с гидроксидом натрия. При этом образуются средние или кислые соли:

Еще пример : оксид фосфора взаимодействует с оксидом бария (при сплавлении):

Источник

Химические свойства оксида фосфора 5 и его применение

Оксид фосфора (V) — что это такое

Оксид фосфора (V) является кислотным оксидом. Представляет собой кристаллическое вещество белого цвета молекулярного строения.

В обычных условиях оксид фосфора (V) имеет вид белых кристаллов. В парах вещество состоит из молекул P 4 О 10 . Соединение обладает высокой степенью гигроскопичности.

Химическая формула оксида фосфора (V):

P 4 O 10 и P 2 O 5

Формулу вещества в химии записывают двумя способами. С целью упростить запись чаще используют второй вариант P 2 O 5 .

Структурные модификации оксида фосфора (V):

• кристаллическая;
• полимерная стекловидная.

В кристаллической модификации в узлах кристаллической решетки находятся молекулы P 2 O 5 , связанные попарно.

Характеристика модификаций оксида фосфора (V) с разным строением:

Химические и физические свойства

Список физических свойств оксида фосфора (V):

• соединение относят к типу неорганических веществ;
• имеет вид белых тригональных кристаллов;
• твердое агрегатное состояние при 20°C и атмосферном давлении 1 атм.;
• плотность каждой H-формы при условии, что вещество находится в твердом состоянии при комнатной температуре, равна 2,3 г/см3;
• плотность O`-формы при условии, что вещество находится в твердом состоянии при комнатной температуре, равна 3 г/см3;
• плотность O-формы при условии, что вещество находится в твердом состоянии при комнатной температуре, равна 2,72 г/см3;
• температура сублимации H-формы — 340,5°C;
• температура кипения O`-формы — 605,5°C;
• температура кипения O-формы — 605,5°C;
• температура плавления H-формы — 420,5°C (0,48 МПа);
• температура плавления O`-формы — 580,5°C (74 кПа);
• температура плавления O-формы — 562°C (58 кПа);
• молярная масса оксида фосфора (V) P2O5 — 141,94 г/моль;
• молярная масса димера оксида фосфора (V) P4O10 — 283,88 г/моль.

Оксид фосфора (V) относят к группе кислотных оксидов неметаллов. К примеру, оксид кремния (IV) и оксид серы (VI) также являются кислотными оксидами.

Взаимодействие оксида фосфора (V) с белым фосфором можно описать с помощью уравнения:

3 P 4 O 10 + 2 P 4 → 5 P 4 O 6 ( t = 50 ° C )

Результатом реакции является образование оксида фосфора (III).

При соединении оксида фосфора (V) с натрием образуются соли метафосфат натрия N a P O 3 и фосфид натрия N a 3 P :

3 P 4 O 10 + 16 N a → 10 N a P O 3 + 2 N a 3 P ( t = 300 — 400 ° C )

Химическая реакция оксида фосфора (V) и лития приводит к образованию солей в виде метафосфата лития L i P O 3 и фосфида лития L i 3 P :

3 P 4 O 10 + 16 L i → 10 L i P O 3 + 2 L i 3 P ( t = 300 — 400 ° C )

При контакте оксида фосфора (V) со фтором образуются оксид-трифторид фосфора(V) и кислород:

P 4 O 10 + 6 F 2 → 4 P O F 3 + 3 O 2 ( t = 100 ° C )

Химическая реакция оксида фосфора (V) и воды протекает таким образом:

P 4 O 10 + 6 H 2 O → 4 H 3 P O 4 или P 2 O 5 + 3 H 2 O → 2 H 3 P O 4

P 4 O 10 + 2 H 2 O → 4 H P O 3 или P 2 O 5 + H 2 O → 2 H P O 3

В результате взаимодействия вещества с водой образуются кислоты. В первом примере продуктом реакции является ортофосфорная кислота H 3 P O 4 , а во втором — метафосфорная кислота H P O 3

Взаимодействие оксида фосфора (V) с оксидом кальция приводит к образованию солей:

C a O + P 2 O 5 → C a ( P O 3 ) 2

2 C a O + P 2 O 5 → C a 2 P 2 O 7

3 C a O + P 2 O 5 → C a 3 ( P O 4 ) 2 ( t ° )

В первом случае образуется метафосфат кальция C a ( P O 3 ) 2 . В результате второй химической реакции синтезируется пирофосфат кальция C a 2 P 2 O 7 , в результате третьей — фосфат кальция C a 3 ( P O 4 ) 2 .

Взаимодействие оксида фосфора (V) с оксидом натрия приводит к образованию соли в виде ортофосфата натрия:

3 N a 2 O + P 2 O 5 → 2 N a 3 P O 4

Реакция оксида фосфора (V) и оксида бора является процессом образования фосфата бора:

2 B 2 O 3 + P 4 O 10 → 4 B P O 4 ( t ° )

В процессе реакции оксида фосфора (V) и гидроксида натрия образуются соль ортофосфат натрия и вода:

P 4 O 10 + 12 N a O H → 4 N a 3 P O 4 + 6 H 2 O или P 2 O 5 + 6 N a O H → 2 N a 3 P O 4 + 3 H 2 O

Оксид фосфора (V) вступает в реакцию с плавиковой кислотой, что приводит к образованию оксида-трифторида фосфора и метафосфорной кислоты:

P 4 O 10 + 3 H F → P O F 3 + 3 H P O 3 ( t = 120 — 170 ° C ) .

Оксид фосфора (V) реагирует с бромоводородом, что в результате позволяет получить оксид-трибромид фосфора и метафосфорную кислоту:

P 4 O 10 + 3 H B r → P O B r 3 + 3 H P O 3 ( t = 200 ° C )

Взаимодействие оксида фосфора (V) с азотной кислотой с образованием оксида азота и метафосфорной кислоты:

4 H N O 3 + P 4 O 10 → 2 N 2 O 5 + 4 H P O 3 или 2 H N O 3 + P 2 O 5 → N 2 O 5 + 2 H P O 3 ( t = – 10 ° C )

Оксид фосфора (V) взаимодействует с ортофосфорной кислотой, что сопровождается образованием дифосфорной (пирофосфорной) кислоты:

P 4 O 10 + 8 H 3 P O 4 → 6 H 4 P 2 O 7 ( t = 80 — 100 ° C )

Взаимодействие оксида фосфора (V) и пероксида водорода с образованием дипероксодиоксофосфата водорода и воды:

P 4 O 10 + 8 H 2 O 2 → 4 H 3 P O 2 ( O 2 ) 2 + 2 H 2 O ( t = – 20 ° C )

В процессе реакции оксида фосфора (V) с амидами они превращаются в нитрилы. При взаимодействии вещества со спиртами, эфирами, фенолами, другими органическими соединениями образуются фосфорорганические соединения.

Получение и использование оксида фосфора (V)

Получение оксида фосфора (V) основано на горении и окислении фосфора при наличии избытка кислорода или воздуха. В результате образуется продукт, состоящий из семи различных форм P 4 O 10 .

P 4 + 5 O 2 → P 4 O 10 ( t = 34 — 60 ° C )

Практическое применение полученного в результате данной химической реакции оксида фосфора (V) заключается в его использовании для осушения газообразных и жидких веществ, в органическом синтезе (как водоотнимающее средство). Соединение активно используют в производстве такой продукции, как:

• фосфорная кислота;
• поверхностно-активные вещества;
• фосфатные стекла.

Другим соединением фосфора является фосфин. Вещество представляет собой ядовитый газ c неприятным запахом, самовоспламеняющийся на воздухе. Фосфин является продуктом разложения органических веществ.

Источник

Реакция фосфор 5 оксид с водой

Физические свойства: Оксид фосфора (V) Р₂О₅ — белый гигроскопичный порошок (поглощает воду), следует хранить в плотно закрытых сосудах.

Получение: Получается при горении фосфора в избытке воздуха или кислорода

Применение: Оксид фосфора (V) очень энергично соединяется с водой, а также отнимает воду от других соединений. Применяется как осушитель газов и жидкостей.

Химические свойства: Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид, взаимодействует, подобно другим кислотным оксидам с водой, основными оксидами и основаниями.

Фосфорный ангидрид особым образом взаимодействует с водой, взаимодействуя с водой при обычных условиях (без нагревания), образует в первую очередь метафосфорную кислоту НРО₃:

при нагревании образуется ортофосфорная кислота H₃PO₄:

Свойства кислотного оксида

Типичный кислотный оксид:

Наибольшее практическое значение имеет ортофосфорная кислота Н₃РO₄.

Строение молекулы: В молекуле фосфорной кислоты атомы водорода соединены с атомами кислорода:

Физические свойства: Фосфорная кислота представляет собой бесцветное, гигроскопичное твердое вещество, хорошо растворимое в воде.

1) Взаимодействие оксида фосфора ( V ) с водой при нагревании:

2) Взаимодействие природной соли – ортофосфата кальция с серной кислотой при нагревании:

3) При взаимодействии фосфора с концентрированной азотной кислотой

Свойства, общие с другими кислотами

1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов на красный:

Ортофосфорная кислота диссоциирует ступенчато:

3Zn + 2H 3 PO 4 = Zn 3 (PO 4 ) 2 + 3H 2 .

если кислота в избытке, то образуется кислая соль:

5. Реагирует с аммиаком (по донорно-акцепторному механизму), если в избытке кислота, образуются кислые соли:

6. Реагирует с солями слабых кислот:

Специфические свойства ортофосфорной кислоты

1. При нагревании ортофосфорная кислота постепенно превращается в метафосфорную кислоту:

Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра — образуетсяжёлтый осадок:

3. Играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав АТФ. При разложении АТФ выделяется большое количество энергии, что очень важно для живых организмов.

Не проявляет ни окислительных, ни восстановительных свойств.

Применение ортофосфорной кислоты:

А также, используется при пайке, для очищения от ржавчины металлических поверхностей. Также применяется в составе фреонов, в промышленных морозильных установках как связующее вещество. Ортофосфорная кислота зарегистрирована в качестве пищевой добавки E338. Применяется как регулятор кислотности в газированных напитках.

Источник

Р₂О₃ — кислотный оксид

Как кислотный оксид при взаимодействии с водой образует фосфористую кислоту:

Но при растворении в горячей воде происходит очень бурная реакция диспропорционирования Р₂О₃:

Взаимодействие Р₂О₃ со щелочами приводит к образованию солей фосфористой кислоты:

Р₂О₃ — очень сильный восстановитель

1. Окисление кислородом воздуха:

2. Окисление галогенами:

Р₂О₅ — оксид фосфора (V)

При обычной температуре — белая снегоподобная масса, не имеет запаха, существует в виде димеров Р₄О₁₀. При соприкосновении с воздухом расплывается в сиропообразную жидкость (НРO₃). Р₂О₅ — самое эффективное осушающее средство и водоотнимающий агент. Применяется для осушения нелетучих веществ и газов.

Способ получения

Фосфорный ангидрид образуется в результате сжигания фосфора в избытке воздуха:

Химические свойства

Р₂О₅ — типичный кислотный оксид

Как кислотный оксид Р₂О₅ взаимодействует:

а) с водой, образуя при этом различные кислоты

б) с основными оксидами, образуя фосфаты Р₂О₅ + ЗВаО = Ва₃(PO₄)₂

в) со щелочами, образуя средние и кислые соли

Р₂О₅ — водоотнимающий агент

Фосфорный ангидрид отнимает у других веществ не только гигроскопическую влагу, но и химически связанную воду. Он способен даже дегидратировать оксокислоты:

Это используется для получения ангидридов кислот.

Фосфорные кислоты

Фосфор образует только 2 устойчивых оксида, но большое число кислот, в которых он находится в степенях окисления +5, +4, +3, +1. Строение наиболее известных кислот выражается следующими формулами

Как видно из этих формул, фосфор во всех случаях образует пять ковалентных связей, т.е. имеет валентность, равную V. В то же время степени окисления фосфора и основность кислот различаются.

Наибольшее практическое значение имеют ортофосфорная (фосфорная) и ортофосфористая (фосфористая) кислоты.

H₃PO₄ — фосфористая кислота

Важная особенность фосфористой кислоты обусловлена строением ее молекул. Один из 3-х атомов водорода связан непосредственно с атомом фосфора, поэтому не способен к замещению атомами металла, вследствие чего эта кислота является двухосновной. Формулу фосфористой кислоты записывают с учетом этого факта следующим образом: Н₂[НРО₃]

Является слабой кислотой.

Способы получения

1. Растворение Р₂О₃ в воде (см. выше).

2. Гидролиз галогенидов фосфора (III): PCl₃ + ЗН₂О = Н₂[НРО₃] + 3HCl

3. Окисление белого фосфора хлором: 2Р + 3Cl₂ + 6Н₂О = 2Н₂[НРО₃] + 6HCl

Физические свойства

При обычной температуре H₃PO₃ — бесцветные кристаллы с т. пл. 74°С, хорошо растворимые в воде.

Химические свойства

Кислотные функции

Фосфористая кислота проявляет все свойства, характерные для класса кислот: взаимодействует с металлами с выделением Н₂; с оксидами металлов и со щелочами. При этом образуются одно — и двухзамещенные фосфиты, например:

Восстановительные свойства

Кислота и ее соли — очень сильные восстановители; они вступают в окислительно-восстановительные реакции как с сильными окислителями (галогены, H₂SО₄ конц., К₂Сr₂O₂), так и с достаточно слабыми (например, восстанавливают Au, Ag, Pt, Pd из растворов их солей). Фосфористая кислота при этом превращается в фосфорную.

При нагревании в воде Н₃РO₃ окисляется до H₃PO₄ с выделением водорода:

Восстановительные свойства

При нагревании безводной кислоты происходит диспропорционирование: 4Н₃РO₃ = ЗН₃РO₄ + РН₃

Фосфиты — соли фосфористой кислоты

Двухосновная фосфористая кислота образует два типа солей:

а) однозамещенные фосфиты (кислые соли), в молекулах которых атомы металлов связаны с анионами Н2Р03.

б) двухзамещенные фосфиты (средние соли), в молекулах которых атомы металлов связаны с 2- 1 анионами HPO₃.

Большинство фосфитов плохо растворимы в во-де, хорошо растворяются только фосфиты щелочных металлов и кальция.

Н₃РO₄ — ортофосфорная кислота

3-основная кислота средней силы. Диссоциация протекает в основном по 1-й ступени:

По 2-й и 3-й ступеням диссоциация протекает в ничтожно малой степени:

Физические свойства

При обычной температуре безводная Н₃РO₄ представляет собой прозрачное кристаллическое вещество, очень гигроскопичное и легкоплавкое (т. пл. 42°’С). Смешивается с водой в любых соотношениях.

Способы получения

Исходным сырьем для промышленного получения Н₃РO₄ служит природный фосфат Са₃(РO₄)₂:

I. 3-стадийный синтез:

II. Обменное разложение фосфорита серной кислотой

Получаемая по этому способу кислота загрязнена сульфатом кальция.

III. Окисление фосфора азотной кислотой (лабораторный способ):

Химические свойства

Н₃РO₄ проявляет все общие свойства кислот — взаимодействует с активными металлами, с основными оксидами и основаниями, образует соли аммония.

Кислотные функции

в) со щелочами, образуя средние и кислые соли

В отличие от аниона NO₃ — в азотной кислоте, анион РO₄ 3- окисляющим действием не обладает.

Качественная реакция на анион РO₄ 3-

Реактивом для обнаружения анионов РO₄ 3- (а также НРO₄ 2- , Н₂РO₄ — ) является раствор AgNO₃, при добавлении которого образуется нерастворимый желтый фосфат серебра:

Образование сложных эфиров

Сложные эфиры нуклеозидов и фосфорной кислоты являются структурными фрагментами природных биополимеров — нуклеиновых кислот.

Фосфатные группы входят также в состав ферментов и витаминов.

Фосфаты. Фосфорные удобрения.

Н₃РO₄ как 3-основная кислота образует 3 типа солей, которые имеют большое практическое значение.

Растворимость в воде

большинство нерастворимо (кроме фосфатов щелочных Me и аммония)

Источник