FOSFORO OKSIDAS (V): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, GAVIMAS, NAUDOJIMAS, RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Fosforo oksido (v) yra neorganinis susidariusi kieta medžiaga deguonies ir fosforo (P), (O). Jo empirinė formulė yra P ₂ O ₅ , o teisinga molekulinė formulė yra P ₄ O ₁₀ . Tai labai higroskopinė balta kieta medžiaga, tai yra, ji gali labai lengvai absorbuoti vandenį iš oro, nedelsdama reaguodama su juo. Reakcija gali būti pavojinga, nes sukelia greitą temperatūros kilimą.

Dėl didelio polinkio absorbuoti vandenį jis buvo naudojamas kaip džiovinimo priemonė chemijos laboratorijose, taip pat kaip kai kurių junginių dehidratorius, ty šalinantis vandenį iš savo molekulių.

Fosforo oksido (v) milteliai, P ₄ O ₁₀ . LHcheM. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Fosforo oksidas (v) taip pat naudojamas pagreitinti įvairių angliavandenilių molekulių jungimosi reakcijas - reakciją, vadinamą kondensacija. Be to, tai leidžia tam tikras organines rūgštis paversti esteriais.

Jis buvo naudojamas, pavyzdžiui, benzinui rafinuoti, fosforo rūgščiai H ₃ PO ₄ paruošti , junginiams, kurie padeda užkirsti kelią gaisrui, stiklui gaminti vakuume, be daugelio kitų reikmių.

Fosforo oksidas (v) turi būti laikomas sandariai uždarytose talpyklose, kad jo nepatektų į oro drėgmę. Jis yra ėsdinantis ir gali pažeisti akis, odą ir gleivinę.

Struktūra

Fosforo oksidas (v) yra sudarytas iš fosforo (P) ir deguonies (O), kur fosforo valentingumas yra +5 ir deguonies -2. Fosforo oksido molekulėje (v) yra keturi fosforo ir dešimt deguonies atomų, todėl teisinga jos molekulinė formulė yra P ₄ O ₁₀ .

Fosforo oksido molekulės struktūra (v), P ₄ O ₁₀ . Autorius: Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis yra trijų kristalų pavidalo, kaip amorfiniai milteliai ir stiklakūnio pavidalu (kaip stiklas). Šešiakampės kristalinės formos kiekvienas iš fosforo atomų yra tetraedro viršūnėse.

Nomenklatūra

- fosforo oksidas (v)

- fosforo pentoksidas

- difosforinis pentoksidas

- Fosforo pentoksidas

- Fosforo anhidridas

- Tetrafosforo dekaoksidas

Savybės

Fizinė būklė

Kristalinė balta kieta medžiaga. Dažniausiai pasitaikanti forma yra šešiakampiai kristalai.

Molekulinė masė

283,89 g / mol

Lydymosi temperatūra

562 ºC

Sublimacinė temperatūra

360 ºC esant 1 atmosferos slėgiui. Tai reiškia, kad esant tokiai temperatūrai jis pereina iš kietų į dujas, netekdamas skysčio.

Tankis

2,30 g / cm ³

Tirpumas

Labai gerai tirpsta vandenyje. Tirpsta sieros rūgštyje. Netirpsta acetone ir amoniake.

Cheminės savybės

Fosforo oksidas (v) labai greitai absorbuoja ir reaguoja su vandeniu iš oro, sudarydamas fosforo rūgštį H ₃ PO ₄ . Ši reakcija yra egzoterminė, tai reiškia, kad jos metu išsiskiria šiluma.

Fosforo oksido (v) reakcija su vandeniu, susidarant fosforo rūgščiai H ₃ PO ₄ . Autorius: Marilú Stea.

Suma p reakcija ₄ O ₁₀ su vandens veda į nuo fosforo rūgščių, kurių sudėties mišinys formavimo priklauso nuo vandens kiekio ir sąlygų.

Reakcija su alkoholiais lemia fosforo rūgšties arba polimerinių rūgščių esterių susidarymą, atsižvelgiant į eksperimento sąlygas.

P ₄ O ₁₀ + 6 ROH → 2 (RO) ₂ PO.OH + 2 RO.PO (OH) ₂

Su baziniais oksidais jis sudaro kietus fosfatus.

Tai ėsdina. Jis gali pavojingai reaguoti su skruzdžių rūgštimi ir su neorganinėmis bazėmis, tokiomis kaip natrio hidroksidas (NaOH), kalcio oksidas (CaO) arba natrio karbonatas Na ₂ CO ₃ .

Jei perchlorato rūgšties tirpalas HClO ₄ ir chloroformo CHCI ₃ pilamas į fosforo oksido (v) P ₄ O ₁₀ , arba stipraus sprogimo pavojus įvyksta.

Kitos savybės

Tai nėra degi. Tai neskatina degimo. Tačiau jo reakcija su vandeniu yra tokia žiauri ir egzoterminė, kad gali kilti gaisro pavojus.

Gavimas

Jį galima paruošti tiesiogiai oksiduojant fosforą sauso oro srovėje. Kai fosforas liečiasi su deguonies pertekliumi, jis oksiduojasi ir sudaro fosforo oksidą (v).

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

Buvimas gamtoje

Fosforo (v) oksidas randamas mineraluose, tokiuose kaip ilmenitas, rutilas ir cirkonis.

Ilmenitas yra mineralas, kuriame yra geležies ir titano, ir kurio fosforo oksido (v) koncentracija kartais svyruoja nuo 0,04 iki 0,33 masės% (v). Rutilas yra titano oksido mineralas ir jame gali būti apie 0,02% P ₂ O ₅ masės .

Cirkoninis smėlis (cirkonio elemento mineralas) turi fosforo oksido (v) 0,05–0,39% masės.

Programos

Kaip dehidratuojanti ir džiovinanti priemonė

Dėl savo didelio godumo vandeniui, jis yra vienas geriausiai žinomų dehidratuojančių agentų ir labai efektyvus esant žemesnei nei 100 ° C temperatūrai.

Jis gali išgauti vandenį iš medžiagų, kurios pačios laikomos dehidratuojančiomis medžiagomis. Pavyzdžiui, vandenį galite pašalinti iš sieros rūgšties H ₂ SO ₄ paversdami ją SO _3, o iš azoto rūgšties HNO _{3 -} paversdami ją N ₂ O ₅ .

Sieros rūgšties dehidratacija fosforo oksidu (v). Autorius: Marilú Stea.

Iš esmės jis gali išdžiovinti visus skysčius ir dujas, su kuriais nereaguoja, todėl leidžia pašalinti drėgmės pėdsakus iš vakuuminių sistemų.

Organinės chemijos reakcijose

Fosforo oksidas (v) skirtas uždaryti organinių junginių žiedus ir kitas kondensacijos reakcijas.

Tai leidžia esterinti organines rūgštis su galimybe atskirti pirmines alifatines karboksirūgštis (anglies grandinę be žiedų su –COOH grupe viename gale) ir aromatines rūgštis (–COOH grupę, prijungtą prie benzeno žiedo), nes pastarosios nereaguoja.

Ji taip pat padeda pašalinti iš H molekulę ₂ O iš amidai R (C = O) NH ₂ ir konvertuoja juos į nitrilų R-CN. Be to, jis katalizuoja arba pagreitina bitumo deguonies, dehidrogenavimo ir polimerizacijos reakcijas.

P ₄ O ₁₀ yra plačiai naudojamas organinės chemijos laboratorijose. Autorius: jdn2001cn0. Šaltinis: „Pixabay“.

Degalų perdirbimas

Nuo 1930 m. Kai kurie tyrimai parodė, kad fosforo (v) oksidas rafinavo benziną, padidindamas jo oktaninį skaičių.

Rafinuojantis P ₄ O ₁₀ poveikis daugiausia vyksta dėl kondensacijos reakcijų (skirtingų molekulių susivienijimas), o ne dėl polimerizacijos (lygių molekulių sąjunga).

P ₄ O ₁₀ pagreitina tiesioginį aromatinių angliavandenilių alkilinimą olefinais, olefinų virsmą nafteninais ir jų dalinę polimerizaciją. Alkilinimo reakcija padidina benzino oktaninį skaičių.

Tokiu būdu gaunamas aukštos kokybės rafinuotas benzinas.

Kai kuriuos naftos darinius galima patobulinti veikiant P ₄ O ₁₀ jų molekulėms. Autorius: drpepperscott230. Šaltinis: „Pixabay“.

Įvairiose programose

Fosforo oksidas (v) naudojamas:

- Paruoškite fosforo rūgštį H ₃ PO ₄

- Gaukite akrilato esterius ir paviršiaus aktyviąsias medžiagas

- Paruoškite fosfatų esterius, kurie naudojami kaip antipirenai, tirpikliai ir skiedikliai

- Fosforo trichlorido pavertimas fosforo oksichloridu

- Laboratorinis reagentas

- Gaminkite specialius vakuuminių vamzdžių akinius

- Padidinkite asfalto lydymosi temperatūrą

- Naudojama kaip standartinė molekulė, nustatant fosforo ar fosfatų fosfato uolienose, trąšose ir portlandcemenčio pavidalą P ₂ O ₅ pavidalu.

- Pagerinkite dantų turimą tam tikrų polimerų ir dramblio kaulo sluoksnio jungtis

Kai kuriems specialiems akiniams, pavyzdžiui, vakuuminiams vamzdžiams, gaminti reikia naudoti P ₄ O ₁₀ . Tvezymeris. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Pavojai

Fosforo (v) oksidas turėtų būti laikomas sandariose talpyklose ir vėsioje, sausoje, gerai vėdinamoje vietoje.

Tai neleidžia jam liestis su vandeniu, nes jis gali žiauriai reaguoti į jį, išskirdamas daug šilumos, ir degti šalia esančias degiąsias medžiagas.

Fosforo (v) oksido dulkės dirgina akis ir kvėpavimo takus bei yra ėsdinančios odą. Gali sukelti akių nudegimus. Prarijus, tai sukelia mirtiną vidinį nudegimą.

Nuorodos

1. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Fosforo anhidridas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Nayler, P. (2001). Bitumai: modifikuoti. Cheminis modifikavimas. Medžiagų enciklopedijoje: Mokslas ir technologijos. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
3. Mališevas, BW (1936). Fosforo pentoksidas kaip benzino rafinavimo agentas. Pramonės ir inžinerijos chemija 1936, 28, 2, 190–193. Atkurta iš pubs.acs.org.
4. Epps, Jr EA (1950). Trąšose esančio fosforo pentoksido fotometrinis nustatymas. Analitinė chemija, 1950, 22, 8, 1062-1063. Atkurta iš pubs.acs.org.
5. Banerjee, A. ir kt. (1983). Fosforo pentoksido panaudojimas: organinių rūgščių esterinimas. J. Org. Chem., 1983, 48, 3108-3109. Atkurta iš pubs.acs.org.
6. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
7. Kirkas-Othmeras (1994). Cheminės technologijos enciklopedija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
8. Ogliari, FA ir kt. (2008). Fosfato monomerų sintezė ir surišimas su dentinu: esterinimo metodai ir fosforo pentoksido naudojimas. Odontologijos žurnalas, 36 tomas, 3 leidimas, 2008 m. Kovo mėn., 171–177 psl. Atgauta iš „sciencedirect.com“.