Урок 23 Бесплатно Фосфор

Физические и химические свойства фосфора

Фосфор P – химический элемент главной подгруппы V группы химических элементов.

Это один из самых распространенных и жизненно важных химических элементов.

 

Фосфор был открыт алхимиком Хеннингом Брандом.

Бранд был уверен, что отыскал философский камень, потому что получил светящееся в темноте вещество.

Бранд получил фосфор многократной перегонкой и кипячением человеческой мочи.

От этого происходит и название этого элемента: в переводе с греческого «фосфор» означает «светоносный».

Свечение фосфора происходит из-за его окисления кислородом воздуха – это явление называется хемилюминесценцией.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Хемилюминесценция происходит от слова люминисценция (свечение).

Хемилюминесценция связана с экзотермическими химическими процессами, т.е. с процессами в результате которых происходит какое то выделение (тепла, света и пр.)

Хемилюминесценция, протекающая в живых организмах, например свечение насекомых, рыб еще называется биолюминисценцией.

Это свечение происходит из за окислительных реакций внутри организмов.

В отличие от азота (N) фосфор (P) в природе встречается только в связанном состоянии – в виде солей.

Важнейшими его минералами являются:

  • фосфорит Са3(РO4)2
  • апатиты: фторапатит Са3(РO4)x CaFи хлорапатит Ca3(PO4)x СаС12

 

Фосфор входит в состав растительных и животных белков.

Так, содержание фосфора в тканях мозга составляет 0,38 %, в мышцах – 0,27 %.

Фосфор образует несколько аллотропных модификаций. Главными из них считаются:

  • белый
  • красный
  • чёрный

Имеется в виду, что есть и другие модификации фосфора, но они являются смесями главных!

Белый фосфор состоит из молекул P4.

Свойства белого фосфора:

  • наиболее химически активен
  • летуч
  • хорошо растворяется в органических растворителях,
  • нерастворим в воде
  • ядовит 

При нагревании без доступа воздуха белый фосфор превращается в красный.

В отличие от белого красный и чёрный фосфор имеют атомную кристаллическую решётку.

Красный фосфор – порошок тёмно-красного цвета.

По свойствам красный фосфор резко отличается от белого фосфора:

  • не ядовит
  • не растворяется ни в каких растворителях
  • нелетучий
  • химически менее активен

 

Красный фосфор воспламеняется при температуре выше 250 °С.

При нагревании красного фосфора без доступа воздуха он превращается в пар, при конденсации которого образуется белый фосфор.

 

Чёрный фосфор образуется из белого при нагревании под очень высоким давлением.

По внешнему виду он похож на графит.

В химических реакциях фосфор может выступать и окислителем, и восстановителем.

Как окислитель фосфор взаимодействует со многими металлами, образуя фосфиды:

Как восстановитель фосфор взаимодействует с более электроотрицательными неметаллами – кислородом, галогенами, серой.

 

При недостатке кислорода или при комнатной температуре фосфор окисляется до оксида фосфора (III):

А в чистом кислороде фосфор сгорает ослепительным пламенем с образованием оксида фосфора (V) P2O5:

Пройти тест
Закрыть тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Оксид фосфора и фосфорная кислота

Среди кислородных соединений фосфора наиболее устойчивы соединения, где атом фосфора проявляет степень окисления +5.

Оксидов известно два:

  • оксид фосфора (III) P2O3
  • оксид фосфора (V) P2O5

 

Оксид фосфора (V) Р2O5 – белый порошок, очень гигроскопичный, поэтому используется как осушитель.

Типичный кислотный оксид – взаимодействует с основаниями и основными оксидами.

Оксиду фосфора (V) соответствуют:

  • ортофосфорная (её обычно называют просто фосфорная) кислота Н3РO4
  • метафосфорная кислота HPO3

Ортофосфорная кислота – нелетучее твёрдое бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде.

Она проявляет все свойства кислот.

В водном растворе это слабая кислота.

Но, несмотря на это, по своей области применения фосфорная кислота просто уникальна.

Ее используют повсеместно, начиная от пищевой промышленности и заканчивая производством удобрений.

В частности, фосфорная кислота является важным составляющим Кока Колы.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Показатель кислотности этого напитка составляет 2.8, поэтому, опустив в стакан с напитком ювелирное украшение, можно избавиться от налета и загрязнений. 

Именно так и используют чаще всего фосфорную кислоту.

Соли ортофосфорной кислоты называются фосфатами.

Фосфаты почти всех металлов в воде нерастворимы.

Фосфаты сами по себе почти не находят практического применения.

 

Хотя фосфор в высшем оксиде, ортофосфорной кислоте и фосфатах имеет максимальную степень окисления +5, для этих соединений не характерны окислительные свойства, так как данная степень окисления для фосфора устойчива.

По этой же причине фосфаты устойчивы к нагреванию, и в земной коре фосфор находится исключительно в виде фосфатов.

Пройти тест
Закрыть тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Фосфор в природе. Применение соединений фосфора

Соединения фосфора – обязательная составляющая растительных и животных организмов.

В растениях фосфор сосредоточен главным образом в семенах и плодах.

В организме человека и животных – в скелете, мышечной и нервной тканях.

 

Наверняка ты ни один раз слышал, что фосфор очень полезен для мозга – это действительно так, он очень важен для правильного функционирования нервной ткани.

Твёрдость скелету придаёт фосфат кальция.

Поступивший с пищей фосфор попадает в кости уже через 4-6 ч.

В среднем тело человека содержит около 1,5 кг фосфора, из которых большинство приходится на кости.

Работа мозга и сокращение мышц также связаны с химическими превращениями соединений фосфора.

Источником фосфора является растительная пища.

Растения извлекают фосфор из почвы, а животные получают его с растительной пищей.

После отмирания растений и животных органические соединения, содержащие фосфор, под действием фосфоробактерий превращаются в фосфаты кальция и магния.

Так осуществляется круговорот фосфора в природе.

Этот круговорот нарушается при удалении соединений фосфора с урожаем сельскохозяйственных культур.

Недостаток фосфора практически не восполняется естественным путём, поэтому необходимо вносить в почву фосфорные удобрения.

 

Красный фосфор применяют в производстве спичек.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Закрыть

Изобретателем первых фосфорных спичек оказался девятнадцатилетний француз. 

Юный экспериментатор к смеси бертолетовой соли с серой для ослабления её взрывчатых свойств добавил белый фосфор – и заметил, что смазанные полученным составом лучинки легко загорались при трении.

В Россию первые фосфорные спички были привезены из Гамбурга в 1836 г. и продавались по очень дорогой цене.

Имеются предположения, что наш великий поэт А. С. Пушкин в последний год своей жизни пользовался такими фосфорными спичками, работая при свечах долгими зимними вечерами.

Как же устроена современная спичка?

Масса спичечной головки на 60% состоит из бертолетовой соли, а также из горючих веществ – серы или каких-нибудь сульфидов металлов.

Чтобы воспламенение головки происходило медленно и равномерно, без взрыва, к массе добавляют так называемые наполнители – например, стеклянный порошок.

Связующим материалом служит клей. А намазка шкурки?

Здесь основной компонент – красный фосфор.

К нему также добавляют толченое стекло и клей.

При трении происходит воспламенение:

Также фосфор идёт на получение ядохимикатов (дихлофос, хлорофос), дымовых снарядов.

Фосфорная кислота входит в состав синтетических моющих и чистящих средств, средств для растворения накипи, огнеупорных красок.

Из фосфатов получают специальные цементы, например цинкофосфатный цемент применяют для пломбирования зубов.

Фосфорную кислоту также очень широко используют в качестве пищевой добавки.

Пройти тест
Закрыть тест

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Заключительный тест

Пройти тест