Получениев лаборатории:
Са 3Р 2+ 6НCl (разб.) = ЗСаCl 2+ 2 РН 3^
Оксид фосфора (V)Р 2O 5.Кислотный оксид. Белый, термически устойчивый. В твердом и газообразном состояниях димер Р 4О 10со строением из четырех тетраэдров [O=Р(O) 3], связанных по трем вершинам (Р – О—Р). При очень высоких температурах мономеризуется до Р 2O 5. Существует также стеклообразный полимер (Р 2O 5) n. Чрезвычайно гигроскопичен, энергично реагирует с водой, щелочами. Восстанавливается белым фосфором. Отнимает воду у кислородсодержащих кислот.
Применяется как весьма эффективный дегидратирующий агент для осушения твердых веществ, жидкостей и газовых смесей, реагент в производстве фосфатных стекол, катализатор полимеризации алкенов. Ядовит.
Уравнения важнейших реакций:
Получение: сжигание фосфора (см.) в избытке сухого воздуха.
Ортофосфорная кислотаН 3РO 4.Оксокислота. Белое вещество, гигроскопичное, конечный продукт взаимодействия Р 2O 5с водой. Молекула имеет строение искаженного тетраэдра [Р(O)(OН) 3] (sр 3-гибридизация), содержит ковалентные ?-связи Р – ОН и ?, ?-связь Р=O. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворяется в воде (548 г/100 г Н 2O). Слабая кислота в растворе, нейтрализуется щелочами, не полностью – гидратом аммиака. Реагирует с типичными металлами. Вступает в реакции ионного обмена.
Качественная реакция– выпадение желтого осадка ортофосфата серебра (I). Применяется в производстве минеральных удобрений, для осветления сахарозы, как катализатор в органическом синтезе, компонент антикоррозионных покрытий на чугуне и стали.
Уравнения важнейших реакций:
Получениев промышленности: кипячение фосфоритной руды в серной кислоте:
Са 3(РO 4) 2+ 3H 2SO 4(конц.) = 2 Н 3РO 4+ 3CaSO 4v
Ортофосфат натрияNa 3PO 4.Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Реагируется в растворе с цинком и алюминием. Вступает в реакции ионного обмена.
Качественная реакцияна ион РO 4 3-– образование желтого осадка ортофосфата серебра (I).
Применяется для устранения «постоянной» жесткости пресной воды, как компонент моющих средств и фотопроявителей, реагент в синтезе каучука. Уравнения важнейших реакций:
Na 3PO 412Н 2O = Na 3PO 4+ 12Н 2O (200 °C, вакуум)
2РО 4 3-(конц.) + 8Н 2O + 2Al = 2[Al(ОН) 4] -+ 2НРО 4 2-+ ЗН 2^
2РО 4 3-(конц.) + 4Н 2O + Zn = [Zn(OH) 4] 2-+ 2HPO 4 2-+ Н 2^
2РО 4 3-(разб.) + ЗСа 2+= Са 3(РO 4) 2v
РО 4 3-(разб.) + 3Ag += Ag 3PO 4v (желт.)v
Получение: полная нейтрализация Н 3РO 4(см.) гидроксидом натрия или по реакции:
2Н 3РO 4+ 3Na 2CO 3= 2 Na 3PO 4+ 3CO 2^ + 3H 2O
Гидроортофосфат натрияNa 2HPO 4.Кислая оксосоль. Белый, при умеренном нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону. Реагирует с Н 3РO 4(конц.), нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.
Качественная реакцияна ион НРО 4 2-– образование желтого осадка ортофосфата серебра (I).
Применяется как эмульгатор при сгущении коровьего молока, компонент пищевых пастеризаторов и фотоотбеливателей.
Уравнения важнейших реакций:
Получение: неполная нейтрализация Н 3РO 4гидроксидом натрия в разбавленном растворе:
2NaOH + Н 3РO 4= Na 2HPO 4+ 2Н 2O
Дигидроортофосфат натрияNaH 2PO 4.Кислая оксосоль. Белый, гигроскопичный. При умеренном нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, анион Н 2РO 4подвергается обратимой диссоциации. Нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции ионного обмена.
Качественная реакцияна ион Н 2РO 4– образование желтого осадка ортофосфата серебра(I).
Применяется в производстве стекла, для защиты стали и чугуна от коррозии, как умягчитель воды.
Уравнения важнейших реакций:
Получение:неполная нейтрализация Н 3РO 4едким натром:
Н 3РO 4(конц.) + NaOH (разб.) = NaH 2PO 4+ Н 2O
Ортофосфат кальция Са 3(РO 4) 2. Оксосоль. Белый, тугоплавкий, термически устойчивый. Нерастворим в воде. Разлагается концентрированными кислотами. Восстанавливается коксом при сплавлении. Основной компонент фосфоритных руд (апатиты и др.).
Применяется для получения фосфора, в производстве фосфорных удобрений (суперфосфаты), керамики и стекла, осажденный порошок – как компонент зубных паст и стабилизатор полимеров.
Уравнения важнейших реакций:
Са 3(РO 4) 2+ 2H 2SO 4(60 %) = Са(Н 2РO 4) 2v + 2CaSO 4v (до 50 °C)
Са 3(РO 4) 2+ 4Н 3РO 4(40 %) = ЗСа(Н 2РO 4) 2v (примесь СаНРO 4)
Са 3(РO 4) 2+ 5С + 3SiO 2= 3CaSiO 3+ 2Р + 5СО (1000 °C)
Смесь Са(Н 2РO 4) 2и CaSO 4называется простым суперфосфатом,Са(Н 2РO 4) 2с примесью СаНРO 4— двойным суперфосфатом,они легко усваиваются растениями при подкормке.
Наиболее ценные удобрения — аммофосы(содержат азот и фосфор), представляют собой смесь аммонийных кислых солей NH 4H 2PO 4и (NH 4) 2HPO 4.
Хлорид фосфора (V)РCl 5.Бинарное соединение. Белый, летучий, термически неустойчивый. Молекула имеет строение тригональной бипирамиды (sр 3d-гибридизация). В твердом состоянии димер Р 2Cl 10с ионным строением РCl 4 +[РCl 6] -. «Дымит» во влажном воздухе. Весьма реакционноспособный, полностью гидролизуется водой, реагирует со щелочами. Восстанавливается белым фосфором. Применяется как хлорагент в органическом синтезе. Ядовит.
