Фосфор и его соединения

1. ФОСФОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

«Фосфор – элемент жизни и
мыслительной деятельности»
А.Е. Ферсман.

2.

Задача 1
Формула сернистого газа SO2.
Рассчитайте массу серы в 8 г этого
оксида?

3.

Считается, что фосфор открыл
в 1669 году алхимик из
Гамбурга Хеннинг Бранд. Он
был разорившимся купцом и
пытался разбогатеть с
помощью алхимии.
Предполагая, что
физиологические продукты
могут содержать «первичную
материю», которая считалась
основой философского камня,
Бранд заинтересовался
человеческой мочей.

4.

Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм
и выпаривал ее до образования сиропообразной
жидкости. Эту жидкость он вновь дистиллировал
и получил тяжелое красное «уринное масло»,
которое Перегонялось с образованием твердого
остатка. Нагревая последний, без доступа воздуха,
он заметил образование белого дыма, оседавшего
на стенках сосуда и ярко светившего в темноте.
Бранд назвал полученное им
вещество фосфором, что в
переводе с греческого означает
«светоносец».

5.

И лишь 1777 году К.В. Шееле разработал способ
получения фосфора из рога и костей животных.

6.

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ
степени окисления 0, +3; +5; -3; -5.

7.

АПАТИТ
Ca3(PO4)2
ФТОРОПАТИТ
3Ca3(PO4)2 · CaF2

8.

ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРА

9.

АЛЛОТРОПИЯ
ФОСФОР БЕЛЫЙ
ФОСФОР
КРАСНЫЙ
ФОСФОР ЧЕРНЫЙ

10.

Вопрос аллотропии фосфора сложен и до
конца не решён. Иногда выделяют и четыре
модификации простого вещества — белый,
красный, черный и металлический фосфор.

11.

Горение белого фосфора
Хранение белого фосфора
Белый фосфор окисляется кислородом уже при
обычных условиях, а в тонкоизмельченном
состоянии самовоспламеняется, поэтому его
хранят под водой. Окисление фосфора
сопровождается свечением. Химическая энергия
непосредственно превращается в световую.

12.

Химические свойства
В химических реакциях проявляет окислительновосстановительную двойственность.
Как окислитель взаимодействует со многими металлами,
образуя фосфиды.
Фосфор непосредственно с водородом не реагирует.
Как восстановитель взаимодействует с более
электроотрицательными неметаллами.
При недостатке кислорода или при комнатной
температуре окисляется до оксида фосфора (III).
При сгорании фосфора в кислороде или на воздухе
образуется оксид фосфора (V).

13.

Соединения фосфора
Водородное соединение –
РН3-фосфин
Оксид фосфора (III) –
P2O3 фосфористый
ангидрид
Оксид фосфора (V)P2O5 фосфорный
ангидрид
Ортофосфорная кислота –
Н3 РО4

14.

Оксиды фосфора (V) – P2O5 фосфорный ангидрид
• Гигроскопичный порошок белого цвета,
хорошо растворимый в воде.
• Получают оксид фосфора (V), при горении
фосфора на воздухе или в кислороде:
4Р + 5О2 —› 2Р2О5

15.

Ортофосфорная кислота – Н3РО4
• Твердое бесцветное кристаллическое вещество,
нелетучее, хорошо растворимое в воде.
• Получают эту кислоту, при взаимодействии оксида
фосфора (V) с водой
Р2О5 + 3Н2О —› 2Н3РО4
• Из фосфина
РН3 + 2О2 —› Н3РО4
• Из фосфора и серной конц. или азотной кислот

16.

Как трехосновная кислота,
диссоциирует ступенчато.
Н3РО4 ↔ Н+ + Н2РО4―
(дигидрофосфат-ион)
Н2РО4― ↔ Н+ + НРО42―
(гидрофосфат-ион)
НРО42― ↔ Н+ + РО42―
(фосфат-ион)

17.

Соли фосфорной кислоты - фосфаты
• При полном замещении всех атомов
водорода на атомы металла, образуются:
Фосфаты – Na3PO4
• При неполном замещении атомов водорода
на атомы металла, образуются:
Гидрофосфаты – Na2HPO4;
Дигидрофосфаты – NaH2PO4;

18.

Фосфаты почти всех металлов в воде не
растворимы.
Дигидрофосфаты всех металлов
хорошо растворимы в воде.
Гидрофосфаты по растворимости
занимают промежуточное положение.
Все нерастворимые в воде фосфаты
растворяются в растворах сильных кислот.

19.

Качественная реакция на фосфат-ион
• Для определения фосфат – ионов используют
нитрат серебра. Так как в результате данной
реакции, выпадает осадок желтого цвета:
• Na3PO4 + 3AgNO3 —› Ag3PO4 ↓ + 3NaNO3
осадок желтого цвета

20.

Немало легенд и “жутких” историй связано с
фосфором. Вспомним хотя бы известный рассказ
Артура Конан Дойля “Собака Баскервилей”. Вот что
увидел доктор Ватсон:

21.

22.

П
р
ф
и
о
м
с
е
ф
н
о
е
р
н
а
и
е

23.

Применение фосфора: спички
Зажигательная поверхность спичечного
коробка покрыта смесью красного
фосфора и порошка стекла. В состав
спичечной головки входят окислители
(PbO2, KСlO3, BaCrO4) и восстановители
(S, Sb2S3). При трении от зажигательной
поверхности смесь, нанесенная на спичку,
воспламеняется.

24.

Первые фосфорные спички – с головкой из белого
фосфора – были созданы лишь 1827 г. Такие
спички загорались при трении о любую
поверхность, что нередко приводило к пожарам.
Кроме того, белый фосфор очень ядовит. Описаны
случаи отравления фосфорными спичками как изза неосторожного обращения, так и с целью
самоубийства: для этого достаточно было съесть
несколько спичечных головок.
Промышленное производство
безопасных спичек началось
в Швеции в 60-х гг. XIX века.

25.

Применение фосфора
Немало ортофосфорной кислоты потребляет пищевая
промышленность. Дело в том, что на вкус
разбавленная ортофосфорная кислота очень приятна и
небольшие ее добавки в мармелады, лимонады и
сиропы заметно улучшают их вкусовые качества. Этим
же свойством обладают и некоторые соли фосфорной
кислоты. Гидрофосфаты кальция, например, с давних
пор входят в хлебопекарные порошки, улучшая вкус
булочек и хлеба.

26.

27.

Интересны и другие применения
ортофосфорной кислоты в промышленности.
Например, было замечено, что пропитка
древесины самой кислотой и ее солями делают
дерево негорючим. На этой основе сейчас
производят огнезащитные краски, негорючие
фосфодревесные плиты, негорючий фосфатный
пенопласт и другие строительные материалы.

28.

Реакция организма на
недостаток и избыток фосфора
Недостаток фосфора
Развивается
заболевание рахит,
снижается
умственная и
мышечная
деятельность.
Избыток фосфора
Развивается
мочекаменная
болезнь,
соединения
фосфора высоко
токсичны
(летальная доза
60 мг.).

29.

Закрепление
Задание 1
Напишите уравнения реакций, с помощью
которых можно осуществить следующие
превращения:
Р → Р2О5 → Н3РО4 → Li3РО4

30.

Задание 2
Напишите уравнения реакций, с помощью
которых можно осуществить следующие
превращения:
P → Mg3P2 → PH3 → H3PO4→ Na3PO4→ Ca3(PO4)2

31.

Задание 3
Сколько килограммов 80% -й фосфорной
кислоты можно получить из 31 кг фосфора,
содержащего 5% примесей?

32.

Резервные задания:
1
В 980 г 5% -го раствора фосфорной
кислоты растворили 152 г оксида фосфора
(V). Вычислите массовую долю фосфорной
кислоты в полученном растворе.

33.

Домашнее задание:
1.
2.
3.
§§24 - 26 учить.
Вопросы 3- 6 стр. 72-73.
Задача 1 стр. 73.

34.

Индивидуальное домашнее
задание:
Дима «История спичек»
Максим «Минеральные
удобрения»