Hi ha tres classes de compostos inorgànics complexos: òxids, hidròxids (que inclouen àcids i bases) i sals. Molts metalls i no metalls poden formar òxids, hidròxids i també formar part de residus àcids. Així, el fòsfor s'inclou al residu àcid PO4. Hi ha diverses varietats d'òxid de fòsfor. En conseqüència, hi ha diversos hidròxids que es formen a partir d'aquests òxids. L'hidròxid de fòsfor més alt és l'àcid fosfòric. En aquest article, considerarem les propietats físiques i químiques d'aquest element i els seus compostos, així com parlarem de la seva prevalença a la natura i altres fets interessants.
Propietats físiques del fòsfor
Pot existir en diverses variacions. El fòsfor és una substància que consta d'un element químic. Els seus àtoms no es combinen en molècules. La fórmula del fòsfor és P. Tanmateix, depenent de l'estructura de la xarxa cristal·lina, aquest element pot existir en forma de tres substàncies.
El més comú és el fòsfor blanc: té una estructura cerosa i una alta toxicitat. El punt de fusió d'aquesta substància és de quaranta-quatre graus centígrads i el punt d'ebullició és de dos-cents vuitanta graus. Amb fricció donadamaterial, s'encén molt ràpidament, així que només el tallen posant-lo en un medi aquàtic. Si l'escalfeu durant molt de temps a una temperatura de dos-cents cinquanta graus centígrads, es converteix en fòsfor vermell. Aquesta substància es presenta en forma de pols marró-vermell. El fòsfor vermell, a diferència del blanc, no és verinós.
La forma més estable d'existència d'aquest element es pot anomenar fòsfor negre, que per algunes característiques externes és semblant al metall: té una brillantor peculiar, té una gran duresa, conductivitat elèctrica i tèrmica.
Des del punt de vista de la química
El fòsfor és un element químic que es troba al cinquè grup i tercer període de la taula periòdica. D'això podem concloure que la seva valència és de cinc. A més, de la taula periòdica es pot veure que l'element fòsfor té una massa atòmica de trenta-un grams per mol. Això vol dir que 1 mol d'una substància pesarà 31 un gram. Tenint en compte les propietats químiques del fòsfor, parlarem de les seves reaccions amb compostos simples i complexos.
Interacció amb substàncies simples
El primer que cal parar atenció és l'oxidació del fòsfor. Aquesta és la seva reacció amb l'oxigen. Com a resultat, es poden formar dues substàncies diferents; tot dependrà de les proporcions d'aquests components.
La primera opció: quatre mols de fòsfor i tres mols d'oxigen formen dos mols de triòxid de fòsfor. Aquesta interacció química es pot escriure utilitzant el següentequació: 4P + 3O2=2P2O3.
La segona opció és la formació de quatre mols de fòsfor i cinc mols d'oxigen, dos mols de pentòxid de fòsfor. Aquesta reacció es pot expressar mitjançant l'equació següent:
En ambdues reaccions químiques, hi ha un alliberament important de llum. A més, el fòsfor pot interactuar amb substàncies tan simples com metalls, halògens (fluor, iode, brom, clor), sofre. Aquest element químic és capaç de presentar propietats tant reductores com oxidants. Un exemple d'interacció amb halògens és la cloració. Es desenvolupa en dues etapes. El primer és la formació de dos mols de triclorat de fòsfor a partir de dos mols del no metall en qüestió i tres mols de clor. Aquesta interacció es pot expressar mitjançant l'equació següent: 2P +3Cl2=2PCl3.
La segona etapa d'aquest procés és l'addició d'àtoms de clor al triclorat de fòsfor ja obtingut. Així, quan s'afegeix el mateix volum de clor a un mol d'aquest últim, es forma un mol de pentaclorat de fòsfor. Escrivim l'equació d'aquesta reacció de la següent manera: PCl3 + Cl2=PCl5.
Les regularitats de la interacció del fòsfor amb els metalls es poden veure en aquest exemple. Si prenem tres mols de potassi i un mol de fòsfor, obtenim un mol de fosfur de potassi. Aquest tipus de procés es pot escriure amb la següent equació de reacció: 3K + P=K3R.
Interacció ambsubstàncies complexes
Els compostos químics complexos amb els quals pot reaccionar el fòsfor inclouen àcids i sals. Descrivim per ordre les característiques del contacte de l'element considerat amb aquests grups de substàncies químiques.
Fòsfor i àcids
Entre tots els altres, destaca la interacció del fòsfor i l'àcid nítric. Per dur a terme aquest tipus de reacció, cal prendre els components següents: fòsfor en una quantitat de tres mols, cinc mols d'àcid nitrat i també aigua - dos mols. Com a resultat d'aquesta interacció química, obtenim els següents productes: àcid fosfòric i òxid de nitrogen. L'equació d'aquesta reacció s'escriu de la següent manera: 4 + 5NO.
Fòsfor i sals
Aquest tipus d'interacció química es pot considerar en l'exemple de la reacció del no-metall considerat amb sulfat de cuprum. Per dur a terme aquest procés, cal prendre dos mols de fòsfor, cinc mols de sulfat de coure, vuit mols d'aigua. Com a resultat de la interacció d'aquestes substàncies, obtenim els següents compostos químics: àcid sulfat en quantitat de cinc mols, coure pur - la mateixa quantitat i àcid fosfòric - dos mols. Aquest procés es pot escriure en la forma de l'equació següent: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Aconseguint aquest no-metall
A la indústria, la substància en qüestió s'extreu d'un compost químic com el fosfat de calci. Per aixòes realitza la següent reacció química: la sal especificada es barreja amb sorra (òxid de silici) i carboni en proporcions molars d'1:3:5, com a resultat, s'obtenen silicat de calci, fòsfor i gas Chad en una proporció molar de 3.:2:5.
Compostos de fòsfor i les seves propietats
El més comú dels compostos del considerat no metall és l'hidròxid de fòsfor. Pot ser de diversos tipus segons l'òxid a partir del qual es forma. L'hidròxid de fòsfor es pot obtenir realitzant una reacció química entre el seu òxid i l'aigua. A causa d'aquestes reaccions, es formen diferents tipus de substàncies. Així, l'hidròxid (3) es pot obtenir a partir del triòxid, i l'hidròxid de fòsfor (5) a partir del pentòxid. Aquestes substàncies tenen propietats àcides i són capaces, al seu torn, de reaccionar amb metalls, sals, bases, etc.
L'hidròxid de fòsfor més alt és l'àcid fosfòric. És oxigenada i tribàsica. La seva fórmula és H3PO4.
Propietats químiques bàsiques
L'hidròxid de fòsfor, la fórmula del qual es mostra més amunt, és capaç de reaccionar tant amb substàncies simples com complexes. Fem una ullada més de prop a aquests processos.
Reaccions de l'àcid fosfòric amb metalls
Igual que altres compostos químics d'aquesta classe, l'hidròxid de fòsfor és capaç d'interaccionar amb metalls. Durant aquest procés, es produeix una reacció de desplaçament en la qual els àtoms metàl·lics desplacen els àtoms d'hidrogen, formant així sal i hidrogen, que s'allibera a l'aire com un gas amb una olor desagradable. Per tal d'aquesta reaccióes podria realitzar, el metall s'ha de situar a l'esquerra de l'hidrogen en la sèrie d'activitat electroquímica. És a dir, substàncies com el coure, la plata i altres semblants no són capaços de reaccionar amb l'àcid fosfòric, ja que a causa de la seva baixa activitat química no podran desplaçar els àtoms d'hidrogen dels seus compostos.
Preneu com a exemple l'alumini. Quan s'afegeixen dos mols d'aquest element a dos mols d'hidròxid de fòsfor, obtenim fosfat d'alumini i hidrogen en una quantitat de 2 i 3 mols, respectivament. L'equació d'aquesta reacció s'escriu de la següent manera: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interacció amb bases
L'hidròxid de fòsfor, com molts altres àcids, pot entrar en reaccions químiques amb bases. Aquests processos s'anomenen reaccions d'intercanvi. Com a resultat, es forma un nou hidròxid, així com un nou àcid. Aquestes reaccions només poden tenir lloc si un dels productes resultants és insoluble en aigua, és a dir, precipita, s'evapora en forma de gas o és aigua o un electròlit molt feble.
Àcid fosfòric i sals
En aquest cas, també es produeix una reacció d'intercanvi. Com a resultat, podeu obtenir un nou àcid i sal. Per tal que aquest tipus de reacció es produeixi, també s'ha de respectar la regla que s'ha descrit més amunt.
Ús de fòsfor i els seus compostos a la indústria
En primer lloc, s'utilitzen els compostos d'aquest element químicfent una barreja que s'aplica a la superfície lateral de les caixes de llumins. Els mateixos caps de llumins també es tracten amb una barreja que conté fòsfor.
El pentòxid del considerat no metall s'utilitza àmpliament com a assecador de gas. També s'utilitza a la indústria química per obtenir hidròxid de fòsfor, la fórmula i les propietats del qual s'han comentat anteriorment. A més, s'utilitza en la fabricació de vidre.
L'hidròxid de fòsfor també s'utilitza en moltes indústries. En primer lloc, s'utilitza en la fabricació de fertilitzants. Això es deu al fet que el fòsfor és simplement vital per a les plantes. Per tant, hi ha una sèrie de fertilitzants diferents que es fan a partir del compost del no metall en qüestió. Per a aquests propòsits s'utilitzen substàncies com el fosfat de calci. La sal s'utilitza com a fertilitzant en forma de terra. A més, s'utilitzen superfosfats ordinaris i dobles per a això. L'ammofos i el nitroammofos també poden servir com a fertilitzant. A més de tot l'anterior, s'utilitzen sals o hidròxid de fòsfor com a reactiu per determinar la presència de compostos de plata en una solució. Per tant, s'afegeix una substància, que inclou el residu àcid PO4, a la solució. Si aquest últim conté sals o hidròxid de plata, es formarà un ric precipitat groc. Aquest és el fosfat d'argentum, que té la fórmula química següent: AgNO3.
Estructura de l'àtom de fòsfor
Com sabeu, tots els àtoms estan formats per un nucli i electrons que girenAl seu voltant. El nucli conté protons i neutrons. Els electrons tenen una càrrega negativa, els protons una càrrega positiva i els neutrons una càrrega zero. El número de sèrie del fòsfor a la taula periòdica és quinze. D'això podem concloure que el seu nucli conté quinze protons. Si l'àtom és neutre i no un ió, aleshores hi ha tants electrons com protons. És a dir, en el cas del fòsfor, n'hi ha quinze.
Si un dels electrons surt de la seva òrbita, l'àtom es convertirà en un ió carregat positivament, és a dir, un catió. Si s'uneix un electró, es forma un ió carregat negativament: un anió.
A la taula periòdica dels elements químics, podeu veure que el fòsfor pertany al tercer període. D'això es desprèn que hi ha tres òrbites al voltant del nucli, en les quals els electrons es distribueixen uniformement. El primer en té dos, el segon en té vuit i el tercer en té cinc.
Prevalència a la natura
La fracció massiva de fòsfor a l'escorça terrestre és del 0,08%. No és un element químic molt comú a la natura. Tanmateix, hi ha tot un grup de minerals que inclouen fòsfor. Es tracta d'apatites, així com de fosforites. El més comú del primer grup és la fluorapatita. La seva fórmula química és la següent: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Es presenta en tons transparents, verds i turquesa. Entre els fosforits, el fosfat de calci és el més comú, amb la fórmula química següent: Ca3(PO4)2. A més, compostos de fòsfores troben als teixits de diversos organismes vius.
El paper del fòsfor i els seus compostos a la natura i al cos
Aquest element químic és molt important per al funcionament normal de gairebé tots els òrgans i els seus sistemes. En primer lloc, sense ell, el bon funcionament dels ronyons és impossible. Aquest element participa en els processos metabòlics del cos. També afavoreix la regeneració ràpida dels teixits. Sense ell, algunes vitamines simplement no es poden activar per beneficiar el cos, és per això que sovint s'afegeix fòsfor a gairebé tots els preparats vitamínics com a component addicional. A més, és un dels elements químics que garanteixen el funcionament normal del cor. Ell, a més de tot l'anterior, està implicat en el procés de divisió cel·lular, de manera que la vida a la Terra és impossible sense aquest microelement.
La regulació de l'equilibri aigua-sal és una altra funció que els compostos del no metall considerats en aquest article realitzen a l'organisme. A més, és un dels components principals del teixit ossi i muscular. Un gran percentatge també es troba a les dents. Entre altres coses, també val la pena assenyalar que el fòsfor està implicat en la garantia del funcionament normal del sistema nerviós. Els símptomes d'una deficiència en el cos de l'oligoelement en qüestió són els següents: augment de la fatiga, baixa eficiència, alteracions en el funcionament del sistema nerviós (neurosi, histèria, etc.), refredats massa freqüents, esgotament del múscul cardíac, dolor als ossos i als músculs, molt poca gana. Per evitar un fenomen com la manca de fòsfor al cos, cal saberquins aliments el contenen.
En primer lloc, cal destacar el peix entre els aliments rics en l'element químic considerat. S'observa una concentració especialment elevada de fòsfor en espècies com l'esturió, el verat, el verat, la tonyina, la sardina, el capellà, l'abadejo, l'esperla. A més, l'oligoelement que es parla en aquest article es troba en la carn de cranc, les gambes, així com en productes lactis com el formatge cottage, el formatge processat i el formatge.
Conclusions
El fòsfor, tot i que no és un element químic molt comú al planeta, té una gran importància tant des del punt de vista industrial com biològic. Ell i els seus compostos, en particular, l'hidròxid de fòsfor, s'utilitzen en la fabricació de diversos tipus de productes. L'article també descrivia les propietats de l'hidròxid de fòsfor (àcid fosfòric) i les característiques de la seva interacció amb metalls, bases i sals.
