Реакция оксида фосфора с водой какая

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

Фосфор

Фосфор (греч. phos — свет + phoros — несущий) — химический элемент, принадлежащий к Vа группе и 3 периоду. Простое желтоватое вещество, легко воспламеняющееся и светящееся.

Основное и возбужденное состояние фосфора

При возбуждении атома фосфора электроны на s-подуровне распариваются и переходят на d-подуровень.

Природные соединения

В промышленности фосфор получают в ходе сплавления фосфата кальция, песка и угля.

Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Активность также определяется аллотропной модификацией: наиболее активен белый фосфор, излучающий видимый свет из-за окисления кислородом.

В жидком и газообразном состоянии до 800 °C фосфор состоит из молекул P₄. Свыше 800 °C молекулы P₄ распадаются до P₂.

Реакции с неметаллами

C неметаллами фосфор часто проявляет себя как восстановитель и окислитель. Легко окисляется кислородом.

Схожим образом происходит взаимодействие фосфора и хлора.

2P + 3Cl₂ → 2PCl₃ (недостаток хлора)

2P + 5Cl₂ → 2PCl₅ (избыток хлора)

Реакции с водородом крайне затруднена. Тем не менее, в ходе разложения фосфидов металлов можно получить ядовитый газ — фосфин — боевое отравляющее вещество.

2P + 3Ca → Ca₃P₂ (фосфид кальция)

Реакция с водой

При взаимодействии с водой фосфор вступает в реакцию диспропорционирования (так называются реакции, в которых одно и то же вещество является и окислителем, и восстановителем).

Реакция с щелочами

При добавлении фосфора в растворы щелочей также происходит реакция диспропорционирования.

При поджигании спичек происходит реакция между фосфором и бертолетовой солью, которая выступает в качестве окислителя.

Оксид фосфора V — P₂O₅

Кислотный оксид, пары которого имеют формулу P₄O₁₀. Твердый оксид характеризуется белым цветом.

Активно реагирует с водой с образованием фосфорной кислоты. При недостатке воды образует метафосфорную кислоту.

Реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли фосфорной кислоты. Какая именно получится соль — определяет соотношение основного оксида/основания и кислотного оксида.

6KOH + P₂O₅ = 2K₃PO₄ + 3H₂O (фосфат калия, избыток щелочи — соотношение 6:1)

4KOH + P₂O₅ = 2K₂HPO₄ + H₂O (гидрофосфат калия, незначительный избыток кислотного оксида — соотношение 4:1)

2KOH + P₂O₅ = 2KH₂PO₄ + H₂O (дигидрофосфат калия, избыток кислотного оксида — соотношение 2:1)

Обладает выраженным водоотнимающим (дегидратационным) свойством: легко извлекает воду из других соединений.

Фосфорные кислоты

Существует несколько кислородсодержащих фосфорных кислот:

• Ортофосфорная кислота — H₃PO₄ (трехосновная кислота, соли — фосфаты PO₄ 3- )
• Метафосфорная кислота — HPO₃ (одноосновная кислота, соли — метафосфаты PO₃ — )
• Фосфористая — H₃PO₃ (двухосновная кислота, соли — фосфиты HPO₃ 2- )
• Фосфорноватистая — H₃PO₂ (одноосновная кислота, соли гипофосфиты — H₂PO₂ — )

Фосфорноватистая кислота способна вытеснять из солей малоактивные металлы, при этом превращаясь в ортофосфорную кислоту.

Ортофосфорная кислота

В твердом виде представляет собой кристаллы белого цвета, хорошо растворимые в воде.

Фосфорную кислоту получают из фосфатов, воздействуя на них серной кислотой. Также известны способы гидролиза пентахлорида фосфора, взаимодействия оксида фосфора V с водой.

Фосфорная кислота может образоваться при окислении фосфора сильной кислотой:

За счет кислотных свойств отлично реагирует с основными оксидами, основаниями. При различных соотношениях кислоты и основания получаются различные соли (фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты).

Реакции с солями

Реакции идут, если выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода). Например, характерный осадок желтого цвета — фосфат серебра — образуется в результате реакции с нитратом серебра.

В реакции с карбонатами образуется нестойкая угольная кислота, которая распадается на воду и углекислый газ.

Реакции с металлами

Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснить водород из фосфорной кислоты.

При сильном нагревании ортофосфорная кислота теряет воду и переходит в метафосфорную кислоту.

Соли фосфорной кислоты

Соли фосфорной кислоты получаются в ходе реакции ортофосфорной кислоты и оснований.

Фосфаты являются хорошими удобрениями, которые повышают урожайность. Перечислим наиболее значимые:

• Фосфоритная мука — Ca₃(PO₄)₂
• Простой суперфосфат — смесь Ca(H₂PO₄)₂*H₂O и CaSO₄
• Двойной суперфосфат — Ca(H₂PO₄)₂*H₂O
• Преципитат — CaHPO₄*2H₂O
• Костная мука — продукт переработки костей домашних животных Ca₃(PO₄)₂
• Аммофос — в основном состоит из моноаммонийфосфата — NH₄H₂PO₄

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

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