Foszfor, virtuális laboratórium Virtulab

Prevalencia a természetben. A faggyú tömegfrakciója a földkéregben 0,08%. A természetben megtalálható legfontosabb foszfor-ásványok a fluorapatit Ca5 (PO4) 3F és a Ca3 (PO4) foszforit.

Tulajdonságok. A foszfor különböző allotropikus módosításokat eredményez, amelyek jelentősen különböznek a tulajdonságokban. A fehér foszfor lágy kristályos anyag. A P4 molekulákból áll. 44,1 ° C hőmérsékleten olvad. Nagyon oldódik a szén-diszulfid CS2-ben. Rendkívül mérgező és könnyen fellobban.

Amikor a fehér foszfor felmelegszik, vörös foszfor alakul ki. Ez több módosításból áll, amelyek különböző hosszúságú molekulákkal rendelkeznek. A vörös foszfor színe, a gyártási módtól és az előállítási körülményektől függően, világospirosról lila és sötétbarna színre változhat. Az olvadáspont 585-600 °.

A fekete foszfor a legstabilabb módosítás. Megjelenésében hasonló a grafithoz. A fehér foszforral ellentétben a vörös és fekete foszfor nem oldódik szén-diszulfidban, nem mérgező és nem gyúlékony.

A foszfor kémiailag aktívabb, mint a nitrogén. A foszfor kémiai aktivitása függ az allotropikus módosítástól, amelyben található. Így a fehér foszfor a legaktívabb, és a fekete foszfor a legaktívabb.

A kémiai reakciók egyenleteiben a fehér foszfort általában a P4 képlet adja meg, amely megfelel molekuláinak összetételének. A vörös és a fekete foszfor módosításait általában a P képlet írja le. Ugyanaz a szimbólum akkor használható, ha a módosítás ismeretlen vagy bármelyik lehet.

1. Együttműködés egyszerű anyagokkal - nemfémekkel. A foszfor számos nemfémmel reagálhat: oxigénnel, kénnel, halogénnel, hidrogénnel, a foszfor nem reagál. Attól függően, hogy a foszfor feleslegben van vagy hiányos-e, foszfor (III) és (V) vegyületek jönnek létre, például:

2P + 3Br2 = 2PBr3 vagy 2P + 5Br2 = 2PBr5

2. Fémekkel való kölcsönhatás. Ha a foszfort fémekkel melegítik, foszfid képződik:

Egyes fémek foszfidjei vízzel bomlanak, így PH3:

Mg3P2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2PH3

A foszfin PH3 kémiailag hasonló NH3 ammónia.

3. A lúgokkal való kölcsönhatás. Fehérfoszfor felmelegítése alkáli oldatban, akkor aránytalan:

P4 + 3NaOH + 3H2O = PH3 + 3NaH2P02

Megközelítés. Az iparban a foszforot Ca3 (PO4) 2 kalcium-foszfátból nyerik, amely foszforitból és fluorapatitból izolálódik. Az előállítási módszer a Ca3 (PO4) 2 foszforra történő redukciós reakcióján alapul.

A foszforvegyületek redukáló szereként kokszot (szén) használnak. A kalciumvegyületeket a reakciórendszerben megkötjük, szilikagél-Si02-t adunk hozzá. Az eljárást elektromos kemencékben végzik (a termelést elektrotermikusnak nevezik). A reakció az alábbi egyenlet szerint folytatódik:

2Ca3 (PO4) 2 + 6Si02 + 10C = 6CaSiO3 + P4 + 10CO

A reakciótermék fehér foszfor. A szennyezések jelenlétének köszönhetően a technikai foszfor sárga, ezért az iparban sárga foszfor.

Foszfát műtrágyák. A foszfor és a nitrogén fontos eleme a növények növekedésének és létfontosságú aktivitásának. A növények kivonják a foszfort a talajból, ezért a tartalékait fel kell tölteni, időnként hozzáadva a foszfortartalmú műtrágyákat. A foszfát műtrágyákat kalcium-foszfátból állítják elő, amely része a természetes foszforitoknak és fluorapatitoknak.

A legegyszerűbb foszfát-műtrágya - foszfor-liszt őrölt foszfor Ca3 (PO4) 2. Ez a műtrágya alig oldódik, a növények csak savas talajokon assimilálhatók.

A kénsav hatása a kalcium-foszfáton egyszerű szuperfoszfátot eredményez, amelynek fő komponense Ca (H2PO4) 2 kalcium-dihidrofoszfát. Ez egy oldható anyag, és a növények jól felszívják. Az egyszerű szuperfoszfát előállításának módja a reakción alapul

Ca3 (PO4) 2 + 2H2SO4 = Ca (H2P04) 2 + 2CaSO4

A főkomponens mellett a szuperfoszfát legfeljebb 50% kalcium-szulfátot tartalmaz, ami egy ballaszt. A műtrágya foszfortartalmának növelése érdekében a foszforsavat foszforsavval kezeljük:

Ca3 (PO4) 2 + 4H3P04 = 3Ca (H2P04) 2

Erősen koncentrált foszfor műtrágya alapján megfogalmazott superfosfornoy savat -. Keverék polifoszforsav H4P2O7, H5P3O10, H6P4O13, stb Ezek a savak által alkotott foszforsav H3PO4 nagreavnii vákuumban.

Amikor a polifoszforsavak kölcsönhatásba lépnek az ammóniával, ammónium-polifoszfátok képződnek, amelyeket komplex nitrogén-foszfor műtrágyákként használnak.

A nitrogénnel együtt a foszfor része más komplex műtrágyáknak, például ammophos NH4H2PO4 és diammophos (NH4) 2HPO4.