Dove si trova il fosforo in natura? Fosforo e suoi composti – Ipermercato della Conoscenza
>> Chimica: Fosforo e suoi composti
Struttura e proprietà degli atomi . Il rappresentante successivo dopo l'azoto del sottogruppo principale del gruppo V della tavola periodica è l'elemento non metallico fosforo R. Gli atomi, rispetto agli atomi di azoto, hanno un raggio maggiore, un valore di elettronegatività inferiore e quindi proprietà riducenti più pronunciate. I composti con lo stato di ossidazione -3 dell'atomo di fosforo sono meno comuni di quelli dell'azoto (solo nei fosfuri - composti di fosforo con metalli, ad esempio Ca3P2, Na3P). Più spesso, il fosforo nei composti presenta uno stato di ossidazione pari a +5. Ma il suo composto con idrogeno - fosfina PH3 - è un caso raro in cui il legame covalente tra atomi di diversi elementi non è polare a causa del fatto che l'elettronegatività del fosforo e dell'idrogeno ha quasi gli stessi valori.
Il fosforo è una sostanza semplice. L'elemento chimico fosforo forma diverse modifiche allotropiche. Di questi, conosci già due sostanze semplici: il fosforo bianco e il fosforo rosso.
Il fosforo bianco ha un reticolo cristallino molecolare costituito da molecole P4. Insolubile in acqua, solubile in solfuro di carbonio. Si ossida facilmente all'aria e si accende anche sotto forma di polvere.
Il fosforo bianco è molto velenoso. La sua proprietà speciale è la capacità di brillare al buio grazie alla sua ossidazione. È conservato sott'acqua.
Il fosforo rosso è una polvere cremisi scuro. Non si dissolve né in acqua né in solfuro di carbonio. All'aria si ossida lentamente e non si accende spontaneamente. Non velenoso e non si illumina al buio.
Quando il fosforo rosso viene riscaldato in una provetta chiusa con un batuffolo di cotone, si trasforma in fosforo bianco (vapori concentrati) e se il tampone viene estratto, il fosforo bianco lampeggerà nell'aria (Fig. 35). Questo esperimento mostra l'infiammabilità del fosforo bianco.
Le proprietà chimiche del fosforo rosso e bianco sono simili, ma il fosforo bianco è chimicamente più attivo. Quindi, entrambi, come si conviene ai non metalli, interagiscono con i metalli, formando fosfuri:
Il fosforo bianco si accende spontaneamente nell'aria, mentre il fosforo rosso brucia quando viene acceso. In entrambi i casi si forma ossido di fosforo che viene liberato sotto forma di denso fumo bianco:
4P + 502 = 2P205
Riso. 35. Un esperimento che illustra la transizione del fosforo rosso al bianco
Il fosforo non reagisce direttamente con l'idrogeno; la fosfina PH3 può essere ottenuta indirettamente, ad esempio dai fosfuri:
Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3
Fosfina- un gas molto velenoso con un odore sgradevole. Facilmente infiammabile all'aria. Questa proprietà della fosfina spiega la comparsa dei fuochi fatui palustri.
Composti del fosforo
. Quando la fosfina o il fosforo bruciano, come già sapete, si forma l'ossido di fosforo P205, una polvere igroscopica bianca. È un tipico ossido acido, avente tutte le proprietà degli ossidi acidi.
L'ossido di fosforo corrisponde all'acido fosforico H3P04. È una sostanza solida cristallina trasparente, altamente solubile in acqua in qualsiasi rapporto. Come acido tribasico, H3P04 forma tre serie di sali:
sali o fosfati medi, ad esempio Ca3(PO4)2, che sono insolubili in acqua, ad eccezione dei fosfati di metalli alcalini;
sali acidi - diidrogenofosfati, ad esempio Ca(H2P04)2, la maggior parte dei quali sono altamente solubili in acqua;
sali acidi - idrofosfati, ad esempio CaHPO4, che sono leggermente solubili in acqua (ad eccezione dei fosfati di sodio, potassio e ammonio), cioè occupano una posizione intermedia tra fosfati e idrofosfati in solubilità.
In natura il fosforo non si trova in forma libera, ma solo sotto forma di composti. I più importanti composti naturali del fosforo sono i minerali fosforiti e apatiti. La loro maggior parte è il fosfato di calcio Ca3(P04)2, da cui si ottiene industrialmente il fosforo.
Significato biologico del fosforo. Il fosforo è un componente permanente dei tessuti degli organismi umani, animali e vegetali. Nel corpo umano, la maggior parte del fosforo è legata al calcio. Per costruire uno scheletro, un bambino ha bisogno di tanto fosforo quanto calcio. Oltre che nelle ossa, il fosforo si trova nei tessuti nervosi e cerebrali, nel sangue e nel latte. Nelle piante, come negli animali, il fosforo fa parte delle proteine.
Dal fosforo che entra nel corpo umano con il cibo, principalmente uova, carne, latte e pane, viene costruito l'ATP - acido adenosina trifosforico, che funge da collettore e trasportatore di energia, così come gli acidi nucleici - DNA e RNA, che trasmettono il proprietà ereditarie del corpo. L'ATP viene consumato più intensamente negli organi del corpo che lavorano attivamente: fegato, muscoli, cervello. Non per niente il famoso mineralogista, uno dei fondatori della scienza della geochimica, l'accademico A. E. Fersman chiamò il fosforo "l'elemento della vita e del pensiero".
Come detto, il fosforo esiste in natura sotto forma di composti presenti nel suolo (o disciolti nelle acque naturali). Il fosforo viene estratto dal suolo dalle piante e gli animali ottengono il fosforo dagli alimenti vegetali. Dopo la morte degli organismi vegetali e animali, il fosforo ritorna nel suolo. Ecco come avviene il ciclo del fosforo in natura (Fig. 36).
Applicazione del fosforo e dei suoi composti
. Il fosforo rosso viene utilizzato per produrre fiammiferi e acido fosforico, che a sua volta viene utilizzato per produrre fertilizzanti fosfatici e additivi per mangimi per il bestiame. Inoltre, il fosforo viene utilizzato per produrre pesticidi (ricordate le lattine di diclorvos, clorofos, ecc.). 
Scoperta del fosforo
. Il fosforo fu scoperto dall'alchimista tedesco G. Brand nel 1669 e prese il nome dalla sua capacità di brillare nell'oscurità (fosforo greco - luminifero).
1. Allotropia del fosforo: fosforo bianco, fosforo rosso.
2. Proprietà del fosforo: formazione di fosfuri, fosfina, ossido di fosforo (V).
3. Acido fosforico e tre serie di suoi sali: fosfati, idrogenofosfati e diidrogenofosfati.
4. Significato biologico del fosforo (fosfato di calcio, ATP, DNA e RNA).
5. Applicazione del fosforo e dei suoi composti.
Scrivi le formule di tre tipi di sali di sodio e di acido fosforico, nominali e scrivi le equazioni per la loro dissociazione.
Scrivi le equazioni di reazione che possono essere utilizzate per effettuare le seguenti trasformazioni:
P -> Mg3P2 -> PH3 -> P205 -> H3P04 -> Ca3(P04)2
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introduzione
Capitolo I. Il fosforo come elemento e come sostanza semplice
1.1. Fosforo in natura
1.2. Proprietà fisiche
1.3. Proprietà chimiche
1.4. Ricevuta
1.5. Applicazione
Capitolo II. Composti del fosforo
2.1. Ossidi
2.2. Acidi e loro sali
2.3. Fosfina
Capitolo III. Concimi fosforici
Conclusione
Bibliografia
introduzione
Il fosforo (lat. Fosforo) P è un elemento chimico del gruppo V del sistema periodico di Mendeleev, numero atomico 15, massa atomica 30,973762(4). Consideriamo la struttura dell'atomo di fosforo. Il livello energetico esterno dell'atomo di fosforo contiene cinque elettroni. Graficamente appare così:1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3 3D 0
Nel 1699, l'alchimista di Amburgo H. Brand, alla ricerca di una "pietra filosofale" presumibilmente capace di trasformare i metalli vili in oro, facendo evaporare l'urina con carbone e sabbia, isolò una sostanza cerosa bianca che poteva brillare.
Il nome "fosforo" deriva dal greco. “phos” – luce e “phoros” – portatore. In Russia, il termine “fosforo” fu introdotto nel 1746 da M.V. Lomonosov.
I principali composti del fosforo comprendono ossidi, acidi e loro sali (fosfati, diidrogenofosfati, idrogenofosfati, fosfuri, fosfiti).
Molte sostanze contenenti fosforo si trovano nei fertilizzanti. Tali fertilizzanti sono chiamati fertilizzanti al fosforo.
Capitolo IO Il fosforo come elemento e come sostanza semplice
1.1 Fosforo in natura
Il fosforo è uno degli elementi comuni. Il contenuto totale nella crosta terrestre è di circa lo 0,08%. A causa della sua facile ossidazione, il fosforo si trova in natura solo sotto forma di composti. I principali minerali del fosforo sono le fosforiti e le apatiti, tra queste ultime la più comune è la fluorapatite 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2. I fosforiti sono diffusi negli Urali, nella regione del Volga, in Siberia, Kazakistan, Estonia e Bielorussia. I maggiori giacimenti di apatite si trovano nella penisola di Kola.
Il fosforo è un elemento necessario per gli organismi viventi. È presente nelle ossa, nei muscoli, nel tessuto cerebrale e nei nervi. Le molecole di ATP sono costituite da acido fosforo-adenosina trifosforico (l'ATP è un collettore e trasportatore di energia). Il corpo umano adulto contiene in media circa 4,5 kg di fosforo, principalmente in combinazione con calcio.
Il fosforo si trova anche nelle piante.
Il fosforo naturale è costituito da un solo isotopo stabile 31 R. Oggi si conoscono sei isotopi radioattivi del fosforo.
1.2 Proprietà fisiche
Il fosforo presenta diverse modificazioni allotropiche: fosforo bianco, rosso, nero, marrone, viola, ecc. I primi tre sono i più studiati.
Fosforo bianco- una sostanza cristallina incolore, con sfumature giallastre che brilla nell'oscurità. La sua densità è di 1,83 g/cm3. Insolubile in acqua, solubile in solfuro di carbonio. Ha un caratteristico odore di aglio. Punto di fusione 44°C, temperatura di autoaccensione 40°C. Per proteggere il fosforo bianco dall'ossidazione, viene conservato sott'acqua al buio (alla luce si trasforma in fosforo rosso). Con il freddo il fosforo bianco è fragile; a temperature superiori ai 15°C diventa molle e si può tagliare con il coltello.
Le molecole di fosforo bianco hanno un reticolo cristallino, ai cui nodi si trovano molecole P 4, a forma di tetraedro.
Ogni atomo di fosforo è collegato da tre legami σ agli altri tre atomi.
Il fosforo bianco è velenoso e provoca ustioni difficili da guarire.
Fosforo rosso– una sostanza polverulenta di colore rosso scuro, inodore, non si scioglie in acqua e solfuro di carbonio, e non brilla. Temperatura di accensione 260°C, densità 2,3 g/cm 3 . Il fosforo rosso è una miscela di diverse modifiche allotropiche che differiscono nel colore (dallo scarlatto al viola). Le proprietà del fosforo rosso dipendono dalle condizioni della sua produzione. Non velenoso.
Fosforo nero Assomiglia alla grafite, risulta untuoso al tatto e ha proprietà di semiconduttore. Densità 2,7 g/cm3.
Il fosforo rosso e nero hanno un reticolo cristallino atomico.
1.3 Proprietà chimiche
Il fosforo è un non metallo. Nei composti presenta solitamente uno stato di ossidazione pari a +5, meno spesso – +3 e –3 (solo nei fosfuri).
Le reazioni con il fosforo bianco sono più facili che con il fosforo rosso.
I. Interazione con sostanze semplici.
1. Interazione con alogeni:
2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 (cloruro di fosforo (III)),
PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (cloruro di fosforo (V)).
2. Interazione con non metalli:
2P + 3S = P 2 S 3 (solfuro di fosforo (III).
3. Interazione con i metalli:
2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (fosfuro di calcio).
4. Interazione con l'ossigeno:
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (ossido di fosforo (V), anidride fosforica).
II. Interazione con sostanze complesse.
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.
1.4 Ricevuta
Il fosforo si ottiene da fosforiti e apatiti frantumate, queste ultime vengono mescolate con carbone e sabbia e calcinate in forni a 1500°C:
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2
6CaSiO3+P4+10CO.Il fosforo viene rilasciato sotto forma di vapore, che si condensa nel ricevitore sott'acqua, formando fosforo bianco.
Se riscaldato a 250-300°C senza accesso all'aria, il fosforo bianco diventa rosso.
Il fosforo nero si ottiene mediante riscaldamento prolungato del fosforo bianco ad altissima pressione (200°C e 1200 MPa).
1.5 Applicazione
Il fosforo rosso viene utilizzato nella fabbricazione dei fiammiferi (vedi immagine). Fa parte della miscela applicata sulla superficie laterale della scatola di fiammiferi. Il componente principale della testa del fiammifero è il sale di Berthollet KClO 3 . A causa dell'attrito della testa del fiammifero contro il lubrificante, le particelle di fosforo presenti nell'aria si incendiano. Come risultato della reazione di ossidazione del fosforo, viene rilasciato calore che porta alla decomposizione del sale di Berthollet.
KCl+.
L'ossigeno risultante aiuta ad accendere la testa del fiammifero.
Il fosforo è utilizzato nella metallurgia. Viene utilizzato per produrre conduttori ed è un componente di alcuni materiali metallici, come i bronzi allo stagno.
Il fosforo viene utilizzato anche nella produzione di acido fosforico e pesticidi (diclorvos, clorofos, ecc.).
Il fosforo bianco viene utilizzato per creare cortine fumogene, poiché la sua combustione produce fumo bianco.
Capitolo II . Composti del fosforo
2.1 Ossidi
Il fosforo forma diversi ossidi. I più importanti sono l'ossido di fosforo (V) P 4 O 10 e l'ossido di fosforo (III) P 4 O 6. Spesso le loro formule sono scritte in forma semplificata: P 2 O 5 e P 2 O 3. La struttura di questi ossidi mantiene la disposizione tetraedrica degli atomi di fosforo.
Ossido di fosforo(III) P 4 O 6 è una massa cristallina cerosa che fonde a 22,5°C e si trasforma in un liquido incolore. Velenoso.
Quando disciolto in acqua fredda forma acido fosforoso:
P4O6 + 6H2O = 4H3PO3,
e quando reagiscono con gli alcali - i sali corrispondenti (fosfiti).
Forte agente riducente. Quando interagisce con l'ossigeno, viene ossidato a P 4 O 10.
L'ossido di fosforo (III) è ottenuto dall'ossidazione del fosforo bianco in assenza di ossigeno.
Ossido di fosforo(V) P 4 O 10 – polvere cristallina bianca. Temperatura di sublimazione 36°C. Presenta diverse modifiche, una delle quali (la cosiddetta volatile) ha la composizione P 4 O 10. Il reticolo cristallino di questa modifica è composto da molecole P 4 O 10 collegate tra loro da deboli forze intermolecolari, che si rompono facilmente se riscaldate. Da qui la volatilità di questa varietà. Altre modifiche sono polimeriche. Sono formati da infiniti strati di tetraedri PO 4.
Quando P 4 O 10 interagisce con l'acqua, si forma acido fosforico:
P4O10 + 6H2O = 4H3PO4.
Essendo un ossido acido, P 4 O 10 reagisce con ossidi e idrossidi basici.
Si forma durante l'ossidazione ad alta temperatura del fosforo in eccesso di ossigeno (aria secca).
Grazie alla sua eccezionale igroscopicità, l'ossido di fosforo (V) viene utilizzato nella tecnologia di laboratorio e industriale come agente essiccante e disidratante. Nel suo effetto essiccante supera tutte le altre sostanze. L'acqua legata chimicamente viene rimossa dall'acido perclorico anidro per formare la sua anidride:
4HClO4 + P4O10 = (HPO3)4 + 2Cl2O7.
2.2 Acidi e loro sali
UN) Acido fosforoso H3PO3. L'acido fosforoso anidro H 3 PO 3 forma cristalli con densità di 1,65 g/cm 3, fondendo a 74°C.
Formula strutturale:
.Quando l'H 3 PO 3 anidro viene riscaldato, si verifica una reazione di sproporzione (autoossidazione-autoriparazione):
4H3PO3 = PH3 + 3H3PO4.
Sali dell'acido fosforoso – fosfiti. Ad esempio, K 3 PO 3 (fosfito di potassio) o Mg 3 (PO 3) 2 (fosfito di magnesio).
L'acido fosforico H 3 PO 3 si ottiene sciogliendo l'ossido di fosforo (III) in acqua o idrolisi del cloruro di fosforo (III) PCl 3:
àCl 3 + 3H 2 O = H 3 PO 3 + 3HCl.
B) Acido fosforico (acido ortofosforico) H3PO4 .
L'acido fosforico anidro si presenta come cristalli trasparenti e leggeri che si diffondono nell'aria a temperatura ambiente. Punto di fusione 42,35°C. L'acido fosforico forma soluzioni di qualsiasi concentrazione con acqua.
introduzione
Capitolo I. Il fosforo come elemento e come sostanza semplice
1.1. Fosforo in natura
1.2. Proprietà fisiche
1.3. Proprietà chimiche
1.4. Ricevuta
1.5. Applicazione
Capitolo II. Composti del fosforo
2.1. Ossidi
2.2. Acidi e loro sali
2.3. Fosfina
Capitolo III. Concimi fosforici
Conclusione
Bibliografia
introduzione
Il fosforo (lat. Fosforo) P è un elemento chimico del gruppo V del sistema periodico di Mendeleev, numero atomico 15, massa atomica 30,973762(4). Consideriamo la struttura dell'atomo di fosforo. Il livello energetico esterno dell'atomo di fosforo contiene cinque elettroni. Graficamente appare così:
1s22s22p63s23p33d0
Nel 1699, l'alchimista di Amburgo H. Brand, alla ricerca di una "pietra filosofale" presumibilmente capace di trasformare i metalli vili in oro, facendo evaporare l'urina con carbone e sabbia, isolò una sostanza cerosa bianca che poteva brillare.
Il nome "fosforo" deriva dal greco. “phos” – luce e “phoros” – portatore. In Russia, il termine “fosforo” fu introdotto nel 1746 da M.V. Lomonosov.
I principali composti del fosforo comprendono ossidi, acidi e loro sali (fosfati, diidrogenofosfati, idrogenofosfati, fosfuri, fosfiti).
Molte sostanze contenenti fosforo si trovano nei fertilizzanti. Tali fertilizzanti sono chiamati fertilizzanti al fosforo.
CapitoloIOIl fosforo come elemento e come sostanza semplice
Fosforo in natura
Il fosforo è uno degli elementi comuni. Il contenuto totale nella crosta terrestre è di circa lo 0,08%. A causa della sua facile ossidazione, il fosforo si trova in natura solo sotto forma di composti. I principali minerali del fosforo sono le fosforiti e le apatiti, tra queste ultime la più comune è la fluorapatite 3Ca3(PO4)2 CaF2. I fosforiti sono diffusi negli Urali, nella regione del Volga, in Siberia, Kazakistan, Estonia e Bielorussia. I maggiori giacimenti di apatite si trovano nella penisola di Kola.
Il fosforo è un elemento necessario per gli organismi viventi. È presente nelle ossa, nei muscoli, nel tessuto cerebrale e nei nervi. Le molecole di ATP sono costituite da acido fosforo-adenosina trifosforico (l'ATP è un collettore e trasportatore di energia). Il corpo umano adulto contiene in media circa 4,5 kg di fosforo, principalmente in combinazione con calcio.
Il fosforo si trova anche nelle piante.
Il fosforo naturale è costituito da un solo isotopo stabile, 31P. Oggi si conoscono sei isotopi radioattivi del fosforo.
Proprietà fisiche
Il fosforo presenta diverse modificazioni allotropiche: fosforo bianco, rosso, nero, marrone, viola, ecc. I primi tre sono i più studiati.
Il fosforo bianco è una sostanza cristallina incolore, con sfumature giallastre, che brilla al buio. La sua densità è di 1,83 g/cm3. Insolubile in acqua, solubile in solfuro di carbonio. Ha un caratteristico odore di aglio. Punto di fusione 44°C, temperatura di autoaccensione 40°C. Per proteggere il fosforo bianco dall'ossidazione, viene conservato sott'acqua al buio (alla luce si trasforma in fosforo rosso). Con il freddo il fosforo bianco è fragile; a temperature superiori ai 15°C diventa molle e si può tagliare con il coltello.
Le molecole di fosforo bianco hanno un reticolo cristallino, ai cui nodi si trovano molecole P4, a forma di tetraedro.
Ogni atomo di fosforo è collegato da tre legami σ agli altri tre atomi.
Il fosforo bianco è velenoso e provoca ustioni difficili da guarire.
Il fosforo rosso è una sostanza polverosa, inodore, rosso scuro che non si dissolve in acqua o solfuro di carbonio e non brilla. Temperatura di accensione 260°C, densità 2,3 g/cm3. Il fosforo rosso è una miscela di diverse modifiche allotropiche che differiscono nel colore (dallo scarlatto al viola). Le proprietà del fosforo rosso dipendono dalle condizioni della sua produzione. Non velenoso.
Il fosforo nero è simile nell'aspetto alla grafite, grasso al tatto e ha proprietà semiconduttrici. Densità 2,7 g/cm3.
Il fosforo rosso e nero hanno un reticolo cristallino atomico.
Proprietà chimiche
Il fosforo è un non metallo. Nei composti presenta solitamente uno stato di ossidazione pari a +5, meno spesso – +3 e –3 (solo nei fosfuri).
Le reazioni con il fosforo bianco sono più facili che con il fosforo rosso.
I. Interazione con sostanze semplici.
Interazione con alogeni:
2P + 3Cl2 = 2PCl3 (cloruro di fosforo (III)),
PCl3 + Cl2 = PCl5 (cloruro di fosforo (V)).
Interazione con non metalli:
2P + 3S = P2S3 (solfuro di fosforo (III).
Interazione con i metalli:
2P + 3Ca = Ca3P2 (fosfuro di calcio).
Interazione con l'ossigeno:
4P + 5O2 = 2P2O5 (ossido di fosforo (V), anidride di fosforo).
II. Interazione con sostanze complesse.
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.
Ricevuta
Il fosforo si ottiene da fosforiti e apatiti frantumate, queste ultime vengono mescolate con carbone e sabbia e calcinate in forni a 1500°C:
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 
6CaSiO3+P4+10CO.
Il fosforo viene rilasciato sotto forma di vapore, che si condensa nel ricevitore sott'acqua, formando fosforo bianco.
Se riscaldato a 250-300°C senza accesso all'aria, il fosforo bianco diventa rosso.
Il fosforo nero si ottiene mediante riscaldamento prolungato del fosforo bianco ad altissima pressione (200°C e 1200 MPa).
Applicazione
Il fosforo rosso viene utilizzato nella fabbricazione dei fiammiferi (vedi immagine). Fa parte della miscela applicata sulla superficie laterale della scatola di fiammiferi. Il componente principale della testa del fiammifero è il sale Berthollet KClO3. A causa dell'attrito della testa del fiammifero contro il lubrificante, le particelle di fosforo presenti nell'aria si incendiano. Come risultato della reazione di ossidazione del fosforo, viene rilasciato calore che porta alla decomposizione del sale di Berthollet.
KClO3 
KCl+.
L'ossigeno risultante aiuta ad accendere la testa del fiammifero.
Il fosforo è utilizzato nella metallurgia. Viene utilizzato per produrre conduttori ed è un componente di alcuni materiali metallici, come i bronzi allo stagno.
Il fosforo viene utilizzato anche nella produzione di acido fosforico e pesticidi (diclorvos, clorofos, ecc.).
Il fosforo bianco viene utilizzato per creare cortine fumogene, poiché la sua combustione produce fumo bianco.
CapitoloII. Composti del fosforo
2.1 Ossidi
Il fosforo forma diversi ossidi. I più importanti sono l'ossido di fosforo (V) P4O10 e l'ossido di fosforo (III) P4O6. Spesso le loro formule sono scritte in forma semplificata: P2O5 e P2O3. La struttura di questi ossidi mantiene la disposizione tetraedrica degli atomi di fosforo.
L'ossido di fosforo (III) P4O6 è una massa cristallina cerosa che fonde a 22,5°C e si trasforma in un liquido incolore. Velenoso.
Quando disciolto in acqua fredda forma acido fosforoso:
P4O6 + 6H2O = 4H3PO3,
e quando reagiscono con gli alcali - i sali corrispondenti (fosfiti).
Forte agente riducente. Quando interagisce con l'ossigeno, viene ossidato a P4O10.
L'ossido di fosforo (III) è ottenuto dall'ossidazione del fosforo bianco in assenza di ossigeno.
L'ossido di fosforo (V) P4O10 è una polvere cristallina bianca. Temperatura di sublimazione 36°C. Presenta diverse modifiche, una delle quali (la cosiddetta volatile) ha la composizione P4O10. Il reticolo cristallino di questa modifica è composto da molecole P4O10 collegate tra loro da deboli forze intermolecolari, che si rompono facilmente se riscaldate. Da qui la volatilità di questa varietà. Altre modifiche sono polimeriche. Sono formati da infiniti strati di tetraedri PO4.
Quando P4O10 interagisce con l'acqua, si forma acido fosforico:
P4O10 + 6H2O = 4H3PO4.
Essendo un ossido acido, P4O10 reagisce con ossidi e idrossidi basici.
Si forma durante l'ossidazione ad alta temperatura del fosforo in eccesso di ossigeno (aria secca).
Grazie alla sua eccezionale igroscopicità, l'ossido di fosforo (V) viene utilizzato nella tecnologia di laboratorio e industriale come agente essiccante e disidratante. Nel suo effetto essiccante supera tutte le altre sostanze. L'acqua legata chimicamente viene rimossa dall'acido perclorico anidro per formare la sua anidride:
4HClO4 + P4O10 = (HPO3)4 + 2Cl2O7.
2.2 Acidi e loro sali
a) Acido fosforoso H3PO3. L'acido fosforoso anidro H3PO3 forma cristalli con densità di 1,65 g/cm3, fondendo a 74°C.
Formula strutturale:
.
Quando l'H3PO3 anidro viene riscaldato, si verifica una reazione di sproporzione (autoossidazione-autoriduzione):
4H3PO3 = PH3 + 3H3PO4.
Sali dell'acido fosforoso - fosfiti. Ad esempio, K3PO3 (fosfito di potassio) o Mg3(PO3)2 (fosfito di magnesio).
L'acido fosforico H3PO3 si ottiene sciogliendo l'ossido di fosforo (III) in acqua o idrolizzando il cloruro di fosforo (III) PCl3:
àCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl.
b) Acido fosforico (acido ortofosforico) H3PO4.
L'acido fosforico anidro si presenta come cristalli trasparenti e leggeri che si diffondono nell'aria a temperatura ambiente. Punto di fusione 42,35°C. L'acido fosforico forma soluzioni di qualsiasi concentrazione con acqua.
L'acido fosforico ha la seguente formula strutturale:
.
L'acido fosforico reagisce con i metalli situati in una serie di potenziali elettrodici standard fino all'idrogeno, con ossidi basici, con basi e con sali di acidi deboli.
In laboratorio l'acido fosforico si ottiene ossidando il fosforo con il 30% di acido nitrico:
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.
Nell'industria, l'acido fosforico viene prodotto in due modi: estrattivo e termico. Il metodo di estrazione si basa sul trattamento dei fosfati naturali frantumati con acido solforico:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 2H3PO4 + 3CaSO4↓.
L'acido fosforico viene quindi filtrato e concentrato mediante evaporazione.
Il metodo termico consiste nel ridurre i fosfati naturali in fosforo libero, quindi bruciarlo in P4O10 e sciogliere quest'ultimo in acqua. L'acido fosforico prodotto con questo metodo è caratterizzato da una maggiore purezza e da una maggiore concentrazione (fino all'80% in peso).
L'acido fosforico viene utilizzato per produrre fertilizzanti, per preparare reagenti, sostanze organiche e per creare rivestimenti protettivi sui metalli. L'acido fosforico purificato è necessario per la preparazione di prodotti farmaceutici e concentrati per mangimi.
L'acido fosforico non è un acido forte. Come acido tribasico, si dissocia gradualmente in una soluzione acquosa. La dissociazione è più facile nella prima fase.
H3PO4 
H++ 
(ione diidrogeno fosfato);
H++ 
(ione idrogeno fosfato);
H++ 
(ione fosfato).
Equazione ionica totale per la dissociazione dell'acido fosforico:
H3PO4 3H++ .
L'acido fosforico forma tre serie di sali:
a) K3PO4, Ca3(PO4)2 – trisostituiti o fosfati;
b) K2HPO4, CaHPO4 – disostituiti, o idrofosfati;
c) KH2PO4, Ca(H2PO4)2 – monosostituiti o diidrogenofosfati.
I fosfati monosostituiti sono acidi, i fosfati dibasici sono leggermente alcalini e i fosfati tribasici sono alcalini.
Tutti i fosfati di metalli alcalini e di ammonio sono solubili in acqua. Dei sali di calcio dell'acido fosforico, solo il fosfato monobasico di calcio si dissolve in acqua. Il calcio idrogeno fosfato e il fosfato di calcio sono solubili negli acidi organici.
Quando riscaldato, l'acido fosforico perde prima acqua - il solvente, quindi inizia la disidratazione dell'acido fosforico e si forma acido difosforico:
2H3PO4 = H4P2O7 + H2O.
Una parte significativa dell'acido fosforico viene convertita in acido difosforico ad una temperatura di circa 260°C.
c) Acido fosforico (acido ipofosforico) H4P2O6.
.
H4P2O6 è un acido tetrabasico di media forza. Durante la conservazione, l'acido ipofosforico si decompone gradualmente. Quando le sue soluzioni vengono riscaldate, si trasforma in H3PO4 e H3PO3.
Si forma durante la lenta ossidazione dell'H3PO3 nell'aria o l'ossidazione del fosforo bianco nell'aria umida.
d) Acido ipofosforoso (acido ipofosforoso) H3PO2. Questo acido è monobasico e forte. L'acido ipofosforoso ha la seguente formula strutturale:
.
Gli ipofosfiti - sali dell'acido ipofosforoso - sono generalmente altamente solubili in acqua.
Gli ipofosfiti e l'H3PO2 sono agenti riducenti energetici (soprattutto in ambiente acido). La loro caratteristica preziosa è la capacità di ridurre i sali disciolti di alcuni metalli (Ni, Cu, ecc.) a metallo libero:
2Ni2+ + 
+2H2O→Ni0+ +6 ore+.
L'acido ipofosforoso si ottiene decomponendo gli ipofosfiti di calcio o bario con acido solforico:
Ba(H2PO2)2 + H2SO4 = 2H3PO2 + BaSO4↓.
Gli ipofosfiti si formano facendo bollire il fosforo bianco in sospensioni di idrossidi di calcio o bario.
2P4 (bianco) + 3Ba(OH)2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ba(H2PO2)2.
2.3 Fosfina
Fosfina PH3 - un composto di fosforo con idrogeno - un gas incolore con un odore acuto e sgradevole di aglio, altamente solubile in acqua (non reagisce chimicamente con essa) ed è molto tossico. Nell'aria, la fosfina pura e secca si accende se riscaldata a temperature superiori a 100-140°C. Se la fosfina contiene impurità di difosfina P2H4, si accende spontaneamente nell'aria.
Quando interagisce con alcuni acidi forti, la fosfina forma sali di fosfonio, ad esempio:
PH3 + HCl = PH4Cl (cloruro di fosfonio).
La struttura del catione fosfonio [PH4]+ è simile alla struttura del catione ammonio +.
L'acqua decompone i sali di fosfonio per formare fosfina e alogenuro di idrogeno.
La fosfina può essere ottenuta facendo reagire i fosfuri con l'acqua:
Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3.
E un'ultima cosa. Quando il fosforo interagisce con i metalli, si formano i sali: fosfuri. Ad esempio Ca3P2 (fosfuro di calcio), Mg3P2 (fosfuro di magnesio).
Capitolo III Concimi fosforosi
I composti del fosforo, come l'azoto, subiscono costantemente trasformazioni in natura: il ciclo del fosforo avviene in natura. Le piante estraggono i fosfati dal terreno e li convertono in sostanze organiche complesse contenenti fosforo. Queste sostanze entrano nel corpo animale con alimenti vegetali: la formazione di sostanze proteiche nei tessuti nervosi e muscolari, fosfati di calcio nelle ossa, ecc. Dopo la morte di animali e piante, i composti contenenti fosforo si decompongono sotto l'azione di microrganismi. Di conseguenza, si formano fosfati. Si completa così il ciclo espresso dal diagramma:
P (organismi viventi) P (suolo).
Questo ciclo viene interrotto quando i composti del fosforo vengono rimossi dai raccolti. La mancanza di fosforo nel terreno non viene praticamente reintegrata in modo naturale. Pertanto, è necessario applicare fertilizzanti al fosforo.
Come sai, i fertilizzanti minerali possono essere semplici o complessi. I fertilizzanti semplici includono fertilizzanti contenenti un elemento nutritivo. I fertilizzanti complessi contengono diversi nutrienti.
Come vengono prodotti i fertilizzanti fosfatici nell'industria? I fosfati naturali non si dissolvono in acqua, sono scarsamente solubili nelle soluzioni del terreno e sono scarsamente assorbiti dalle piante. La trasformazione dei fosfati naturali in composti idrosolubili è un compito dell'industria chimica. Il contenuto dell'elemento nutritivo fosforo nel fertilizzante viene valutato dal contenuto di ossido di fosforo (V) P2O5.
Il componente principale dei fertilizzanti fosfatici è il diidrogeno di calcio o i fosfati di idrogeno. Il fosforo fa parte di molti composti organici nelle piante. La nutrizione con fosforo regola la crescita e lo sviluppo delle piante. I fertilizzanti al fosforo più comuni includono:
1. Farina di fosforite: polvere bianca fine. Contiene 18-26% P2O5.
Si ottiene macinando i fosforiti Ca3(PO4)2.
La farina di fosforite può essere assorbita solo su terreni podzolici e torbosi contenenti acidi organici.
2. Superfosfato semplice: polvere grigia a grana fine. Contiene fino al 20% P2O5.
Si ottiene facendo reagire il fosfato naturale con acido solforico:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4.
superfosfato
In questo caso si ottiene una miscela di sali Ca(H2PO4)2 e CaSO4, che è ben assorbita dalle piante in qualsiasi terreno.
3. Doppio perfosfato (colore e aspetto simili al perfosfato semplice).
Si ottiene agendo sul fosfato naturale con acido fosforico:
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2.
Rispetto al semplice perfosfato non contiene CaSO4 ed è un fertilizzante molto più concentrato (contiene fino al 50% di P2O5).
4. Precipitato – contiene il 35-40% di P2O5.
Ottenuto neutralizzando l'acido fosforico con una soluzione di idrossido di calcio:
H3PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4·2H2O.
Utilizzato su terreni acidi.
5. Farina di ossa. Si ottiene dalla lavorazione delle ossa di animali domestici e contiene Ca3(PO4)2.
6. Ammophos è un fertilizzante complesso contenente azoto (fino al 15% K) e fosforo (fino al 58% P2O5) sotto forma di NH4H2PO4 e (NH4)2HPO4. Si ottiene neutralizzando l'acido fosforico con ammoniaca.
Conclusione
E in conclusione, vorrei dire il significato biologico del fosforo. Il fosforo è parte integrante dei tessuti degli organismi umani, animali e vegetali. Nel corpo umano, la maggior parte del fosforo è legata al calcio. Per costruire uno scheletro, un bambino ha bisogno di tanto fosforo quanto calcio. Oltre che nelle ossa, il fosforo si trova nei tessuti nervosi e cerebrali, nel sangue e nel latte. Nelle piante, come negli animali, il fosforo fa parte delle proteine.
Dal fosforo che entra nel corpo umano con il cibo, principalmente uova, carne, latte e pane, viene costruito l'ATP - acido adenosina trifosforico, che funge da collettore e trasportatore di energia, così come gli acidi nucleici - DNA e RNA, che trasmettono il proprietà ereditarie del corpo. L'ATP viene consumato più intensamente negli organi del corpo che lavorano attivamente: fegato, muscoli e cervello. Non per niente il famoso mineralogista, uno dei fondatori della scienza della geochimica, l'accademico A. E. Fersman chiamò il fosforo "l'elemento della vita e del pensiero".
Come detto, il fosforo esiste in natura sotto forma di composti presenti nel suolo (o disciolti nelle acque naturali). Il fosforo viene estratto dal suolo dalle piante e gli animali ottengono il fosforo dagli alimenti vegetali. Dopo la morte degli organismi vegetali e animali, il fosforo ritorna nel suolo. Ecco come avviene il ciclo del fosforo in natura.
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ABSTRACT del Dipartimento di Chimica dell'Università Statale di Surgut
2P2+5O5
Modificazione bianca del fosforo, risultante dalla condensazione dei vapori, ha un reticolo cristallino molecolare, nei cui nodi si trovano le molecole P4 (Fig. 1). A causa della debolezza delle forze intermolecolari, il fosforo bianco è volatile, fusibile, può essere tagliato con un coltello e si dissolve in solventi non polari, come il disolfuro di carbonio. Il fosforo bianco è una sostanza molto reattiva. Reagisce vigorosamente con l'ossigeno, gli alogeni, lo zolfo e i metalli. L'ossidazione del fosforo nell'aria è accompagnata da riscaldamento e ardore. Pertanto, il fosforo bianco viene immagazzinato sott'acqua, con la quale non reagisce. Il fosforo bianco è molto tossico.
Durante lo stoccaggio a lungo termine, così come quando riscaldato, diventa fosforo bianco in modifica rossa(fu ricevuto per la prima volta solo nel 1847). Il nome fosforo rosso si riferisce a diverse modificazioni che differiscono per densità e colore: va dall'arancione al rosso scuro e persino al viola. Tutte le varietà di fosforo rosso sono insolubili nei solventi organici e, rispetto al fosforo bianco, sono meno reattivi e hanno una struttura polimerica: si tratta di tetraedri P4 legati tra loro in catene infinite (Fig. 2).
La modifica più stabile del fosforo è fosforo nero. Si ottiene dalla trasformazione allotropica del fosforo bianco a t=220 0 C e pressione elevata. In apparenza ricorda la grafite. La struttura cristallina del fosforo nero è stratificata, costituita da strati ondulati (Fig. 3). Il fosforo nero è la modificazione meno attiva del fosforo. Quando riscaldato senza accesso all'aria, come il rosso, si trasforma in vapore, dal quale si condensa in fosforo bianco.
acido fosforico.
Sono noti numerosi acidi contenenti fosforo. Il più importante di questi è l'acido ortofosforico H 3 PO 4 (Fig. 5).
Una volta riscaldato, si trasforma gradualmente in acido metafosforico:
bifosforo
acido
2. Se esposto a una soluzione di nitrato d'argento (I), appare un precipitato giallo:
giallo
sedimento
3. L'acido ortofosforico svolge un ruolo importante nella vita degli animali e delle piante. I suoi residui fanno parte dell'acido adenosina trifosforico ATP.
Quando l’ATP viene degradato, viene rilasciata una grande quantità di energia.
Ortofosfati. L'acido fosforico forma tre serie di sali. Se designiamo gli atomi di metallo con le lettere Me, allora possiamo rappresentare in forma generale la composizione dei suoi sali (Tabella 3).
Tabella 3
Formule chimiche degli ortofosfati contenenti metalli
|
monovalente |
bivalente |
trivalente |
|
Ortofosfati Io 3 (PO 4) 2 |
Io 3 PO 4 |
|
|
|
Ortofosfati di idrogeno |
Io 2 (NRO 4) 3 |
|
|
Ortofosfati diidrogeno Io(H2PO4) 2 |
Io(H2PO4) 3 |
Invece di un metallo monovalente, la composizione delle molecole di ortofosfato può includere un gruppo ammonio: (NH 4) 3 PO 4 - ortofosfato di ammonio;
(NH 4) 2 HPO 4 - idrogeno ortofosfato di ammonio; NH 4 H 2 PO 4 – ortofosfato monobasico di ammonio.
Gli ortofosfati e gli idroortofosfati di calcio e ammonio sono ampiamente utilizzati come fertilizzanti, mentre l'ortofosfato di sodio e l'idrogenoortofosfato di sodio vengono utilizzati per far precipitare i sali di calcio dall'acqua.
Fosforo nel corpo umano
In un corpo umano che pesa 70 kg. Contiene circa 780 g di fosforo. Il fosforo è presente sotto forma di fosfati di calcio nelle ossa umane e animali. Fa parte anche di proteine, fosfolipidi e acidi nucleici; I composti del fosforo sono coinvolti nel metabolismo energetico (acido adenesina trifosforico, ATP). Il fabbisogno giornaliero di fosforo del corpo umano è di 1,2 g, la maggior parte ne consumiamo con latte e pane (100 g di pane contengono circa 200 mg di fosforo). Il pesce, i fagioli e alcuni tipi di formaggio sono i più ricchi di fosforo.
È interessante notare che per una corretta alimentazione è necessario mantenere un equilibrio tra la quantità di fosforo e calcio consumata: il rapporto ottimale in questi elementi alimentari è 1,51. Gli alimenti eccessivamente ricchi di fosforo portano alla lisciviazione di calcio dalle ossa e, con un eccesso di calcio, si sviluppa l'urolitiasi.
Partite
La superficie in fiamme di una scatola di fiammiferi è ricoperta da una miscela di fosforo rosso e polvere di vetro. La composizione della testa del fiammifero comprende agenti ossidanti (PbO 2, KСlO 3, BaCrO 4) e agenti riducenti (S, Sb 2 S 3). Quando si sfrega la superficie di accensione, la miscela applicata al fiammifero si accende:I primi fiammiferi al fosforo - con una testa fatta di fosforo bianco - furono creati solo nel 1827. Tali fiammiferi si accendevano se sfregati contro qualsiasi superficie, il che spesso provocava incendi. Inoltre, il fosforo bianco è molto velenoso. Sono stati descritti casi di avvelenamento con fiammiferi al fosforo, sia per manipolazione imprudente che a scopo di suicidio: per questo bastava mangiare qualche testa di fiammifero. Ecco perché i fiammiferi al fosforo sono stati sostituiti con quelli sicuri, che ci servono fedelmente fino ad oggi. La produzione industriale di fiammiferi di sicurezza iniziò in Svezia negli anni '60. XIX secolo.
Concimi fosforici
I fertilizzanti minerali sono una fonte di vari nutrienti per le piante e le proprietà del terreno, principalmente azoto, fosforo e potassio, e poi calcio, magnesio, zolfo, ferro.
Il fosforo fa parte di molti composti organici nelle piante. La nutrizione con fosforo regola la crescita e lo sviluppo delle piante.
Le materie prime per la produzione di fertilizzanti fosfatici, fosforo e tutti i composti del fosforo sono l'apatite e i minerali fosfatici. La composizione delle apatiti è spesso espressa dalla formula Ca 5 (PO 4) 3 F (fluorapatite). I fosforiti differiscono dalle fluorapatiti in quanto al posto degli ioni F contengono OH - o 
. I fosforiti solitamente contengono più impurità della fluorapatite.
Nella Russia pre-rivoluzionaria erano conosciuti e sviluppati solo sottili depositi di fosforiti di bassa qualità. Pertanto, un evento di enorme significato economico nazionale fu la scoperta di un giacimento di apatite nella penisola di Kola nei monti Khibiny negli anni '20. Qui è stato costruito un grande impianto di lavorazione, che separa la roccia estratta in un concentrato con un alto contenuto di fosforo e impurità - "steri di nefelina", utilizzato per produrre alluminio, soda, potassio e cemento.
Potenti depositi di fosforiti sono stati scoperti nel Kazakistan meridionale, sui monti Karatau.
Il fertilizzante al fosforo più economico è la fosforite finemente macinata - roccia fosfatica. Il fosforo è contenuto in esso sotto forma di fosfato di calcio insolubile in acqua Ca 3 (PO 4) 2. Pertanto i fosforiti non vengono assorbiti da tutte le piante e non da tutti i terreni. La maggior parte dei minerali di fosforo estratti vengono trasformati con metodi chimici in sostanze disponibili per tutte le piante su qualsiasi terreno. Questi sono fosfati di calcio solubili in acqua:
Doppio superfosfato(colore e aspetto simili al perfosfato semplice - polvere grigia a grana fine).
Si ottiene agendo sul fosfato naturale con acido fosforico:
Rispetto al semplice perfosfato, non contiene CaSO 4 ed è un fertilizzante notevolmente concentrato (contiene fino al 50% P 2 O 5).
Precipitato– contiene il 35-40% di P2O5.
Ottenuto neutralizzando l'acido fosforico con una soluzione di idrossido di calcio:
Utilizzato su terreni acidi.
Ammofos – complesso fertilizzante contenente azoto (fino al 15% N) e fosforo (fino al 58% P 2 O 5) sotto forma di NH 4 H 2 PO 4 e (NH 4) 2 HPO 4. Si ottiene neutralizzando l'acido fosforico con ammoniaca.
In precedenza, per più di 100 anni, il cosiddetto perfosfato semplice, che si forma per azione dell'acido solforico sul fosfato di calcio naturale:
In questo caso, l'acido solforico reagisce con il fosfato di calcio relativamente meno rispetto a quando si produce acido fosforico da esso. Il risultato è una miscela di calcio diidrogeno fosfato e solfato di calcio. Si tratta di un fertilizzante con una frazione in massa di P 2 O 5 non superiore al 20%. Ora il perfosfato semplice viene prodotto su scala relativamente piccola in impianti costruiti in precedenza.
Composizione complessa. Contiene P, Ca, Si, C, Fe e altri elementi
Complesso
Ammofos
Ammofoska
Nitroammofos
Conclusione
Valore del fosforo
I derivati dell'acido ortofosforico sono molto necessari non solo per le piante, ma anche per gli animali. Ossa, denti, conchiglie, artigli, aghi e spine nella maggior parte degli organismi viventi sono costituiti principalmente da ortofosfato di calcio. Inoltre, l'acido ortofosforico, formando vari composti con sostanze organiche, partecipa attivamente ai processi metabolici di un organismo vivente con l'ambiente. Di conseguenza, i derivati del fosforo si trovano nelle ossa, nel cervello, nel sangue, nei muscoli e nei tessuti connettivi dell'uomo e degli animali. C'è soprattutto molto acido ortofosforico nella composizione delle cellule nervose (cerebrali), che ha permesso ad A.E. Fersman 1, un famoso geochimico, chiamò il fosforo “l’elemento del pensiero”. Una diminuzione del contenuto di composti del fosforo nella dieta o la loro introduzione in forma indigeribile ha un effetto molto negativo sullo stato del corpo (malattia degli animali con rachitismo, anemia, ecc.).
Applicazione del fosforo
L'industria alimentare consuma molto acido ortofosforico. Il fatto è che l'acido ortofosforico diluito ha un sapore molto gradevole e le sue piccole aggiunte a marmellate, limonate e sciroppi ne migliorano significativamente il gusto. Anche alcuni sali dell'acido fosforico hanno questa proprietà. I fosfati di calcio, ad esempio, sono stati a lungo inclusi nei lieviti in polvere, migliorando il gusto di panini e pane.
Interessanti sono anche altre applicazioni industriali dell'acido ortofosforico. Ad esempio si è notato che l'impregnazione del legno con l'acido stesso e i suoi sali rende il legno non infiammabile. Su questa base vengono ora prodotte vernici ignifughe, pannelli di legno di fosforo non infiammabili, schiuma di fosfato non infiammabile e altri materiali da costruzione.
Vari sali di acido fosforico sono ampiamente utilizzati in molte industrie, nell'edilizia, in vari campi della tecnologia, nei servizi pubblici e nella vita di tutti i giorni, per la protezione dalle radiazioni, per addolcire l'acqua, combattere le incrostazioni delle caldaie e produrre vari detergenti.
L'acido fosforico, gli acidi condensati e i fosfati disidratati fungono da catalizzatori nei processi di disidratazione, alchilazione e polimerizzazione degli idrocarburi.
I composti organofosforici occupano un posto speciale come estraenti, plastificanti, lubrificanti, additivi in polvere e assorbenti nelle unità di refrigerazione. I sali di fosfati alchilici acidi vengono utilizzati come tensioattivi, antigelo, fertilizzanti speciali, anticoagulanti al lattice, ecc. I fosfati alchilici acidi vengono utilizzati per il processo di estrazione dei liquori di minerale di uranio.
Elenco della letteratura utilizzata:
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1 Fersman Alexander Evgenievich, geochimico e mineralogista sovietico, accademico dell'Accademia delle scienze dell'URSS (1919). Studente di V.I. Vernadsky.
Fosforo (P)- a causa dell'elevata attività allo stato libero, non si trova in natura.
Configurazione elettronica 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3
Il fosforo è un non metallo (quello che in precedenza veniva chiamato metalloide) di media attività. L'orbita esterna dell'atomo di fosforo contiene cinque elettroni, tre dei quali non accoppiati. Pertanto, può presentare valenze 3-, 3+ e 5+.
Affinché il fosforo mostri una valenza di 5+, è necessario qualche effetto sull'atomo, che trasformi i due elettroni accoppiati dell'ultima orbita in elettroni spaiati.
Il fosforo è spesso definito un elemento dalle molteplici sfaccettature. Infatti, in condizioni diverse si comporta diversamente, esibendo proprietà ossidative o riducenti. La versatilità del fosforo include anche la sua capacità di esistere in numerose modificazioni allotropiche.
Distribuzione in natura
Il fosforo è molto diffuso in natura e costituisce lo 0,12% della crosta terrestre. Fa parte delle proteine di origine vegetale e animale. Lo scheletro umano contiene circa 1400 g di fosforo, muscoli - 130 g, cervello e nervi - 12 g Il fosforo costituisce una parte significativa nella composizione chimica delle piante ed è quindi un importante fertilizzante. Le principali materie prime per la produzione di fertilizzanti sono l'apatite CaF 2 Ch3Ca 3 (PO 4) 2 e i fosforiti, la cui base è il fosfato di calcio Ca 3 (PO 4) 2. Il fosforo elementare si ottiene per riduzione elettrotermica a 1400-1600°C da fosforiti e apatiti in presenza di SiO 2. L'apatite viene estratta in Russia, Brasile, Finlandia e Svezia. Una delle principali fonti di fosforo è il minerale fosfato, estratto in grandi quantità negli Stati Uniti, in Marocco, Tunisia, Algeria, Egitto e Israele. Il guano, un'altra fonte di fosforo, viene estratto nelle Filippine, Seychelles, Kenya e Namibia.
Le più importanti modificazioni allotropiche
Fosforo bianco. Forse la modifica più famosa dell'elemento n. 15 è il fosforo morbido, ceroso, bianco o giallo. Fu Brand a scoprirlo, e grazie alle sue proprietà l'elemento prese il nome: in greco “fosforo” significa luminoso, luminifero. La molecola di fosforo bianco è composta da quattro atomi disposti a forma di tetraedro. Densità 1,83, punto di fusione 44,1°C, punto di ebollizione 280°C, il fosforo bianco è velenoso, estremamente reattivo e si ossida facilmente. Solubile in solfuro di carbonio, ammoniaca liquida e SO 2, benzene, etere, volatile. Ha un odore pungente di aglio. Quasi insolubile in acqua. Si illumina al buio.
Fosforo rosso. Se riscaldato senza accesso all'aria a temperatura superiore a 250°C, il fosforo bianco diventa rosso. Questo è già un polimero, ma non una struttura molto ordinata. La reattività del fosforo rosso è significativamente inferiore a quella del fosforo bianco. Non si illumina al buio e non si dissolve nel solfuro di carbonio. (Contiene sempre piccole quantità di fosforo bianco, per cui può essere velenoso.). La sua densità è molto maggiore, la sua struttura è finemente cristallina. Inodore, colore rosso-marrone. Il reticolo cristallino atomico è molto complesso, solitamente amorfo. Insolubile in acqua e solventi organici. Stabile. Le proprietà fisiche dipendono dal metodo di preparazione.
Fosforo nero- una sostanza polimerica dalla lucentezza metallica, simile alla grafite, inodore, untuosa al tatto. Insolubile in acqua e solventi organici. Reticolo cristallino atomico, semiconduttore. t°ebollizione= 453°С (sublimazione), t°fusione= 1000°C (a p=1,8 * 10 9 Pa), stabile.
Meno conosciute sono altre modifiche, ancora più molecolari, del fosforo: viola e marrone, che differiscono l'una dall'altra per peso molecolare e grado di ordinamento delle macromolecole. Queste modifiche sono esotiche da laboratorio e, a differenza del fosforo bianco e rosso, non hanno ancora trovato applicazione pratica.
