Fosfor și compușii săi. Aplicarea practică a compușilor fosforului

Printre elementele biogene, un loc special trebuie să fie dat fosforului. La urma urmei, fără ea, existența unor astfel de compuși vitali precum, de exemplu, ATP sau fosfolipide, precum și multe altele materie organică.

Fosfor: caracteristica generală a unui element

Situația din tabelul periodic poate fi descrisă în mai multe paragrafe.

1. Al cincilea grup, principalul subgrup.
2. A treia perioadă mică.
3. Numărul de serie este de 15.
4. Masa atomică este 30,974.
5. Configurația electronică a atomului 1s²2s²2p⁶3s²3p³.
6. Posibile rate de oxidare de la -3 la +5.
7. Simbolul chimic este P, pronunția în formulele "pe". Numele elementului este fosfor. Numele latin este Phosphorus.

Istoria descoperirii acestui atom este înrădăcinată în secolul al XII-lea îndepărtat. Deja în înregistrările alchimistilor au existat informații care indică primirea unei substanțe necunoscute "strălucitoare". Totuși, anul 1669 a fost data oficială pentru sinteza și descoperirea fosforului. Falimentară comerciant cumpărături Brand în căutarea de piatră filozofală sintetizat aleator substanta, care poate emite o strălucire luminoasă și arde orbitoare flacără. El a făcut acest lucru prin calcularea în mod repetat a urinei umane.

După aceasta, independent unul de celălalt, prin aproximativ aceleași metode, acest element a fost obținut:

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

Astăzi, una dintre cele mai populare metode de sintetizare a acestei substanțe este de a se recupera din mineralele care conțin fosfor, la temperaturi ridicate, sub influența monoxidului de carbon și silicei. Procesul se desfășoară în cuptoare speciale. Fosforul și compușii săi sunt substanțe foarte importante atât pentru ființele vii, cât și pentru multe sinteze din industria chimică. Prin urmare, ar trebui să luăm în considerare ceea ce elementul dat este ca o chestiune simplă și unde este în natură conținut.

Substanță pură de fosfor

Este dificil să numești orice compus special când vine vorba de fosfor. Acest lucru se explică prin numeroasele modificări alotropice pe care le are acest element. Există patru tipuri principale de substanțe simple de fosfor.

1. Alb. Acest compus, a cărui formulă P₄. Este o substanță volatilă albă, cu un miros neplăcut de usturoi. Se auto-aprinse în aer la temperatura obișnuită. Se arde cu o lumină verde stralucitoare. Foarte toxic și periculos pentru viață. Activitatea chimică este extrem de ridicată, așa că este obținută și depozitată sub un strat de apă purificată. Acest lucru este posibil datorită solubilității slabe în solvenții polari. Cel mai bun pentru acest fosfor alb este potrivit pentru disulfură de carbon și substanțe organice. Când este încălzit, poate trece în următoarea formă alotropă - fosfor roșu. Atunci când condensarea și răcirea fumului pot crea cusături. Atingerea este uleioasă, moale, ușor de tăiat cu un cuțit, alb (ușor gălbui). Punctul de topire 44⁰C. Datorită activității sale chimice se utilizează în sinteze. Dar datorită virulenței nu are o aplicație industrială largă.
2. Galben. Aceasta este o formă slab purificată de fosfor alb. Este chiar mai otrăvitor, de asemenea miroase usturoi neplăcut. Se aprinde și arde cu o flacără verde strălucitoare. Aceste cristale galbene sau maro în apă nu sunt deloc solubile, cu oxidare completă, se formează nori de fum alb cu compoziția P₄oh₁₀.
3. Fosforul roșu și compușii săi sunt cei mai frecvenți și cei mai frecvent utilizați în industria de modificare a acestei substanțe. O masă roșie asemănătoare pastei, care, sub presiune crescută, poate trece sub formă de cristale violete, este inactivă din punct de vedere chimic. Este un polimer care se poate dizolva numai în anumite metale și mai mult în orice. La o temperatură de 250 ° C⁰Cu sublim, transformându-se într-o modificare albă. Nu la fel de otrăvitor ca formele anterioare. Cu toate acestea, expunerea prelungită la organism este toxică. Se folosește la aplicarea unui înveliș incendiar pe cutii de chibrituri. Acest lucru se datorează faptului că nu se poate aprinde spontan, dar când explodează și explodează, explodează (se aprinde).
4. Negru. Conform datelor externe, grafitul foarte asemănător, este și gras la atingere. Este un semiconductor de curent electric. Cristale întunecate, strălucitoare, care nu se pot dizolva deloc în nici un solvent. Pentru a fi prinși, sunt necesare temperaturi foarte ridicate și pre-incandescență.

De asemenea, nu cu mult timp în urmă, o formă deschisă de fosfor, metal, este de interes. Este un dirijor și are o latură de cristal cristal.

Proprietăți chimice

Proprietățile chimice ale fosforului depind de forma în care se găsește. După cum sa menționat deja, cea mai activă modificare galbenă și albă. În general, fosforul este capabil să interacționeze cu:

• metale, formând fosfizi și acționând ca un oxidant;
• nemetal, care acționează ca agent reducător și care formează compuși volatili și nevolatili de diferite tipuri;
• oxidanți puternici, trecând în acid fosforic;
• cu alcalii caustice concentrate prin tipul de disproporție;
• cu apă la o temperatură foarte ridicată;
• cu oxigen pentru a forma oxizi diferiți.

Proprietățile chimice ale fosforului sunt similare cu cele ale azotului. deoarece face parte din grupul de pnictogeni. Cu toate acestea, activitatea este de mai multe ordine de mărime mai mare, datorită varietății de modificări alotropice.

Fiind în natură

Ca element biogenic, fosforul este foarte comun. Procentul său în scoarța terestră este de 0,09%. Acesta este un indicator destul de mare. Unde se produce acest atom în natură? Există mai multe locuri principale care trebuie menționate:

• partea verde a plantelor, semințele și fructele acestora;
• țesuturile animale (mușchii, oasele, smaltul dinților, mulți compuși organici importanți);
• crusta pământului;
• sol;
• roci și minerale;
• apa de mare.

Astfel, este posibil să vorbim doar despre formele conectate, dar nu despre o substanță simplă. La urma urmei, este extrem de activ și nu-i permite să fie liber. Printre mineralele cele mai bogate în fosfor sunt:

• Inglish;
• ftorapaptit;
• svanbergite;
• fosforit și altele.

Semnificația biologică a acestui element nu poate fi supraestimată. La urma urmei, face parte din astfel de compuși, cum ar fi:

• proteine;
• fosfolipide;
• DNA;
• ARN;
• fosfoproteidy;
• enzime.

Asta este, toate cele care sunt vitale și din care întregul organism este construit ca un întreg. Norma zilnică pentru un adult normal este de aproximativ 2 grame.

Fosfor și compușii săi

Ca foarte activ, acest element formează o varietate de substanțe diferite. La urma urmei, formează fosfizi și acționează ca agent reducător. Din acest motiv, este dificil să numim un element care ar fi inert atunci când reacționează cu el. Prin urmare, formulele de compuși ai fosforului sunt extrem de diverse. Puteți aduce mai multe clase de substanțe în formarea cărora este un participant activ.

1. Compuși binari - oxizi, fosfizi, compus hidrogen volatil, sulfură, nitruri și altele. De exemplu: P₂oh₅, PCL₃, P₂S₃, PH₃ și altele.
2. Substanțe complexe: săruri de toate tipurile (mediu, acid, bazic, dublu, complex), acizi. Exemplu: H₃RO₄, na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca (H₂PO₄)₂, (NH₄)₂HPO₄ și altele.
3. Compuși organici care conțin oxigen: proteine, fosfolipide, ATP, ADN, ARN și altele.

Majoritatea tipurilor de substanțe desemnate au importanță industrială și biologică importantă. Utilizarea fosforului și a compușilor săi este posibilă atât în ​​scopuri medicale, cât și pentru producerea de obiecte obișnuite de uz casnic.

Compuși cu metale

Compușii binari de fosfor cu metale și nemetalici mai puțin electronegativi se numesc fosfizi. Acestea sunt substanțe asemănătoare sărurilor care sunt extrem de instabile atunci când sunt expuse la diferiți agenți. Descompunerea rapidă (hidroliza) este cauzată chiar și de apă obișnuită.

În plus, sub influența acizilor neconcentrați, are loc și descompunerea substanței în produsele corespunzătoare. De exemplu, dacă vorbim despre hidroliza fosfidei de calciu, produsele vor fi hidroxid de metal și fosfină:

Ca₃P₂ + 6H₂O = 3Ca (OH)₂ + 2PH₃↑

Și prin expunerea fosfidei la descompunere sub acțiunea acidului mineral, obținem sarea corespunzătoare și fosfina:

Ca₃P₂ + 6HCL = 3CaCL₂ + 2PH₃↑

În general, valoarea compușilor în cauză este tocmai faptul că, ca rezultat, se formează un compus hidrogen al fosforului, ale cărui proprietăți sunt discutate mai jos.

Substanțe volatile pe bază de fosfor

Există două principale:

• fosfor alb;
• fosfină.

Despre primele pe care le-am menționat deja și caracteristicile rezultate. Au spus că era un fum alb, gros, foarte otrăvit, mirosind neplăcut și auto-aprins în condiții normale.

Dar ce este fosfina? Aceasta este cea mai comună și cunoscută substanță volatilă, care include elementul în cauză. Este binar, iar al doilea participant este hidrogen. Formula compusului hidrogen al fosforului este PH₃, denumire fosfină.

Proprietățile acestei substanțe pot fi descrise după cum urmează.

1. Gazul incolor volatil.
2. Foarte otrăvitoare.
3. Are mirosul de pește putrezit.
4. Cu apa nu interacționează și se dizolvă foarte slab în ea. Foarte solubil în organice.
5. În condiții normale, este foarte activ din punct de vedere chimic.
6. Spontan se aprinde în aer.
7. Se formează în timpul descompunerii fosfurilor metalice.

Un alt nume este fosfan. Cu ea sunt legate poveștile din cele mai vechi timpuri. Este vorba despre asta "lumini rătăcite", care uneori oamenii vedeau și vedeau acum în cimitire, mlaștini. Lumini sferice sau svechepodobnye care apar ici și colo, creând impresia de mișcare, considerat un semn rău, și au fost foarte frică de oameni superstitiosi. Motivul acestui fenomen, conform opiniilor actuale ale unor oameni de știință, pot fi considerate auto-aprindere a fosfină, care este produs în mod natural prin descompunerea resturilor organice, atât de plante și animale. Gazul iese și atinge oxigenul aerului, se aprinde. Culoarea și mărimea flacării pot varia. Cel mai adesea, acestea sunt lumini strălucitoare verzui.

Evident, toți compușii volatili ai fosforului sunt substanțe otrăvitoare care sunt ușor de detectat de un miros neplăcut. Acest semn vă ajută să evitați intoxicațiile și consecințele neplăcute.

Compuși cu nemetale

Dacă fosforul se comportă ca agent reducător, atunci ar trebui să vorbim despre compușii binari cu nemetalici. Cel mai adesea ele sunt mai electonegative. Deci, putem distinge mai multe tipuri de substanțe de acest gen:

• fosfor și sulf - sulfură de fosfor₂S₃;
• clorura de fosfor III, V;
• oxizi și anhidride;
• bromură și iodură și altele.

Chimia fosforului și a compușilor săi este diversă, deci este dificil să se identifice cele mai importante dintre ele. Dacă vorbim în mod specific despre substanțele care formează fosforul și nemetalele, atunci cele mai importante sunt oxizii și clorurile de compoziție diferită. Ele sunt utilizate în sinteza chimică ca agenți de deshidratare, catalizatori și așa mai departe.

Astfel, unul dintre cei mai puternici agenți de drenaj este cel mai înalt oxid de fosfor - P₂oh₅. Ea atrage apa atât de puternic încât, cu contact direct cu ea, există o reacție violentă cu un acompaniament puternic de zgomot. Substanța însăși este o masă albă, asemănătoare zăpezii, mai aproape de o stare amorfă în stare agregată.

oxigenat compuși organici cu fosfor

Se știe că chimia organică prin numărul de compuși depășește cu mult chimia anorganică. Acest lucru se datorează fenomenului izomerismului și capacității atomilor de carbon de a forma o structură diferită a lanțului de atomi, închizându-se una cu cealaltă. Firește, există o anumită ordine, adică o clasificare la care se supune toată chimia organică. Clasele de conectare sunt diferite, totuși, suntem interesați de o particularitate, direct legată de elementul în cauză. Acestea sunt compuși care conțin oxigen cu fosfor. Acestea includ:

• coenzime - NADP, ATP, FMN, piridoxal fosfat și altele;
• proteine;
• acizi nucleici, deoarece reziduul de acid fosforic face parte din nucleotidă;
• fosfolipide și fosfoproteine;
• enzime și catalizatori.

Tipul de ion în care fosforul participă la formarea unei molecule a acestor compuși, următorul - PO₄³, adică reziduul acid de acid fosforic. În compoziția unor proteine ​​intră sub forma unui atom liber sau a unui ion simplu.

Pentru activitatea vitală vitală a fiecărui organism viu, acest element și compușii organici formați de el sunt extrem de importanți și necesari. La urma urmei, fără molecule de proteine, este imposibil să se construiască o parte structurală a corpului. Și ADN-ul și ARN sunt principalii purtători și transmițători de informații ereditare. În general, toate conexiunile trebuie să fie prezente fără întârziere.

Aplicarea fosforului în industrie

Utilizarea fosforului și a compușilor săi în industrie poate fi caracterizată în mai multe puncte.

1. Folosit în producția de chibrituri, explozivi, bombe incendiare, anumite tipuri de combustibil, lubrifianți.
2. Ca absorbant de gaze, precum și în fabricarea lămpilor cu incandescență.
3. Pentru a proteja metalele împotriva coroziunii.
4. În agricultură, ca sol de îngrășământ.
5. Ca mijloc de a înmuia apa.
6. În sinteze chimice în producerea de diferite substanțe.

Rolul în organismele vii este redus la participarea la procesele de formare a smalțului și a oaselor dinților. Participarea la reacțiile de ana- și catabolism, precum și menținerea tamponării mediului intern al celulei și a fluidelor biologice. Este baza în sinteza ADN, ARN, fosfolipide.