Ci sono tre classi di composti inorganici complessi: ossidi, idrossidi (che includono acidi e basi) e sali. Molti metalli e non metalli possono formare ossidi, idrossidi e anche far parte di residui acidi. Quindi, il fosforo è incluso nel residuo acido PO4. Esistono diverse varietà di ossido di fosforo. Di conseguenza, ci sono vari idrossidi di esso, che sono formati da questi ossidi. L'idrossido di fosforo più alto è l'acido fosforico. In questo articolo considereremo le proprietà fisiche e chimiche di questo elemento e dei suoi composti, oltre a parlare della sua prevalenza in natura e di altri fatti interessanti.
Proprietà fisiche del fosforo
Può esistere in varie varianti. Il fosforo è una sostanza costituita da un elemento chimico. I suoi atomi non si combinano in molecole. La formula del fosforo è P. Tuttavia, a seconda della struttura del reticolo cristallino, questo elemento può esistere sotto forma di tre sostanze.
Il più comune è il fosforo bianco: ha una struttura cerosa e un'elevata tossicità. Il punto di fusione di questa sostanza è di quarantaquattro gradi Celsius e il punto di ebollizione è di duecentottanta gradi. Con attrito datomateriale, si accende molto rapidamente, quindi lo tagliano solo ponendolo in un ambiente acquatico. Se lo riscaldi a lungo a una temperatura di duecentocinquanta gradi Celsius, si trasforma in fosforo rosso. Questa sostanza si presenta sotto forma di polvere rosso-marrone. Il fosforo rosso, a differenza del bianco, non è velenoso.
La forma di esistenza più stabile di questo elemento può essere chiamata fosforo nero, che per alcune caratteristiche esterne è simile al metallo: ha una lucentezza particolare, ha un'elevata durezza, conducibilità elettrica e termica.
Dal punto di vista della chimica
Il fosforo è un elemento chimico che si trova nel quinto gruppo e nel terzo periodo della tavola periodica. Da ciò possiamo concludere che la sua valenza è cinque. Inoltre, dalla tavola periodica si può vedere che l'elemento fosforo ha una massa atomica di trentuno grammi per mole. Ciò significa che 1 mole di una sostanza peserà 31 grammi. Considerando le proprietà chimiche del fosforo, parleremo delle sue reazioni con composti semplici e complessi.
Interazione con sostanze semplici
La prima cosa a cui devi prestare attenzione è l'ossidazione del fosforo. Questa è la sua reazione con l'ossigeno. Di conseguenza, si possono formare due diverse sostanze: tutto dipenderà dalle proporzioni di questi componenti.
La prima opzione: quattro moli di fosforo e tre moli di ossigeno formano due moli di triossido di fosforo. Tale interazione chimica può essere scritta usando quanto segueequazione: 4P + 3O2=2P2O3.
La seconda opzione è la formazione di quattro moli di fosforo e cinque moli di ossigeno, due moli di anidride fosforica. Questa reazione può essere espressa usando la seguente equazione:
In entrambe le reazioni chimiche, c'è un rilascio significativo di luce. Inoltre, il fosforo può interagire con sostanze così semplici come metalli, alogeni (fluoro, iodio, bromo, cloro), zolfo. Questo elemento chimico è in grado di esibire proprietà sia riducenti che ossidanti. Un esempio di interazione con gli alogeni è la clorazione. Si svolge in due fasi. La prima è la formazione di due moli di triclorato di fosforo da due moli del non metallo in questione e tre moli di cloro. Questa interazione può essere espressa usando la seguente equazione: 2P +3Cl2=2PCl3.
La seconda fase di questo processo è l'aggiunta di atomi di cloro al triclorato di fosforo già ottenuto. Pertanto, quando lo stesso volume di cloro viene aggiunto a una mole di quest'ultima, si forma una mole di pentaclorato di fosforo. Scriviamo l'equazione per questa reazione come segue: PCl3 + Cl2=PCl5.
Le regolarità dell'interazione del fosforo con i metalli possono essere viste in questo esempio. Se prendiamo tre moli di potassio e una mole di fosforo, otteniamo una mole di fosfuro di potassio. Questo tipo di processo può essere scritto usando la seguente equazione di reazione: 3K + P=K3R.
Interazione consostanze complesse
I composti chimici complessi con cui il fosforo può reagire includono acidi e sali. Descriviamo in ordine le caratteristiche del contatto dell'elemento in esame con questi gruppi di sostanze chimiche.
Fosforo e acidi
Tra tutte spicca l'interazione tra fosforo e acido nitrico. Per eseguire questo tipo di reazione, è necessario assumere i seguenti componenti: fosforo nella quantità di tre moli, cinque moli di acido nitrato e anche acqua - due moli. Come risultato di tale interazione chimica, otteniamo i seguenti prodotti: acido fosforico e ossido di azoto. L'equazione per questa reazione è scritta come segue: 4 + 5NO.
Fosforo e sali
Questo tipo di interazione chimica può essere considerata sull'esempio della reazione del non metallo considerato con il solfato di rame. Per eseguire questo processo, è necessario assumere due moli di fosforo, cinque moli di solfato di rame, otto moli di acqua. Come risultato dell'interazione di queste sostanze, otteniamo i seguenti composti chimici: acido solfato nella quantità di cinque moli, rame puro - la stessa quantità e acido fosforico - due moli. Questo processo può essere scritto nella forma della seguente equazione: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Ottenere questo non-metal
Nell'industria, la sostanza in questione viene estratta da un composto chimico come il fosfato di calcio. Per questoviene eseguita la seguente reazione chimica: il sale specificato viene miscelato con sabbia (ossido di silicio) e carbonio in proporzioni molari di 1:3:5, di conseguenza si ottengono silicato di calcio, fosforo e gas ciad in un rapporto molare di 3:2:5.
Composti del fosforo e loro proprietà
Il più comune dei composti del non metallo considerato è l'idrossido di fosforo. Può essere di diversi tipi a seconda dell'ossido da cui è formato. L'idrossido di fosforo può essere ottenuto effettuando una reazione chimica tra il suo ossido e l'acqua. A causa di queste reazioni, si formano vari tipi di sostanze. Pertanto, l'idrossido (3) può essere ottenuto dal triossido e l'idrossido di fosforo (5) dal pentossido. Queste sostanze hanno proprietà acide e sono in grado, a loro volta, di reagire con metalli, sali, basi, ecc.
L'idrossido di fosforo più alto è l'acido fosforico. È ossigenato e tribasico. La sua formula è H3PO4.
Proprietà chimiche di base
L'idrossido di fosforo, la cui formula è data sopra, è in grado di reagire con sostanze sia semplici che complesse. Diamo un'occhiata più da vicino a questi processi.
Reazioni dell'acido fosforico con i metalli
Come altri composti chimici di questa classe, l'idrossido di fosforo è in grado di interagire con i metalli. Durante questo processo, si verifica una reazione di spostamento in cui gli atomi di metallo spostano gli atomi di idrogeno, formando così sale e idrogeno, che viene rilasciato nell'aria come gas con un odore sgradevole. Per questa reazionepotrebbe essere realizzato, il metallo deve essere posizionato a sinistra dell'idrogeno nella serie di attività elettrochimica. Cioè, sostanze come rame, argento e altre simili non sono in grado di reagire con l'acido fosforico, poiché a causa della loro bassa attività chimica non saranno in grado di spostare gli atomi di idrogeno dai loro composti.
Prendi l'alluminio come esempio. Quando due moli di questo elemento vengono aggiunte a due moli di idrossido di fosforo, otteniamo fosfato di alluminio e idrogeno rispettivamente in una quantità di 2 e 3 moli. L'equazione per questa reazione è scritta come segue: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interazione con le basi
L'idrossido di fosforo, come molti altri acidi, può entrare in reazioni chimiche con le basi. Tali processi sono chiamati reazioni di scambio. Di conseguenza, si forma un nuovo idrossido e un nuovo acido. Tali reazioni possono avvenire solo se uno dei prodotti risultanti è insolubile in acqua, cioè precipita, evapora come gas, oppure è acqua o un elettrolita molto debole.
Acido fosforico e sali
In questo caso si verifica anche una reazione di scambio. Di conseguenza, puoi ottenere un nuovo acido e sale. Affinché questo tipo di reazione abbia luogo, è necessario osservare anche la regola appena descritta.
Uso del fosforo e dei suoi composti nell'industria
Prima di tutto, vengono utilizzati i composti di questo elemento chimicocreando una miscela che viene applicata sulla superficie laterale delle scatole di fiammiferi. Anche le teste dei fiammiferi vengono trattate con una miscela contenente fosforo.
Il pentossido del non metallo considerato è ampiamente usato come essiccatore di gas. Viene anche utilizzato nell'industria chimica per ottenere idrossido di fosforo, la cui formula e le cui proprietà sono state discusse sopra. Inoltre, viene utilizzato nella fabbricazione del vetro.
L'idrossido di fosforo viene utilizzato anche in molti settori. Innanzitutto, viene utilizzato nella produzione di fertilizzanti. Ciò è dovuto al fatto che il fosforo è semplicemente vitale per le piante. Pertanto, esistono diversi fertilizzanti realizzati sulla base del composto del non metallo in questione. Per questi scopi vengono utilizzate sostanze come il fosfato di calcio. Il sale è usato come fertilizzante in forma macinata. Inoltre, per questo vengono utilizzati perfosfato ordinario e doppio. Anche l'ammophos e il nitroammophos possono fungere da fertilizzante. Oltre a tutto quanto sopra, i sali o l'idrossido di fosforo vengono utilizzati come reagenti per determinare la presenza di composti d'argento in una soluzione. Quindi, viene aggiunta una sostanza, che include il residuo acido PO4, alla soluzione. Se quest'ultimo contiene sali o idrossido d'argento, si formerà un ricco precipitato giallo. Questo è fosfato di argento, che ha la seguente formula chimica: AgNO3.
Struttura dell'atomo di fosforo
Come sai, tutti gli atomi sono costituiti da un nucleo e da elettroni che ruotanoIntorno a lui. Il nucleo contiene protoni e neutroni. Gli elettroni hanno carica negativa, i protoni hanno carica positiva e i neutroni hanno carica zero. Il numero di serie del fosforo nella tavola periodica è quindici. Da ciò possiamo concludere che il suo nucleo contiene quindici protoni. Se l'atomo è neutro e non uno ione, allora ci sono tanti elettroni quanti sono i protoni. Cioè, nel caso del fosforo, ce ne sono quindici.
Se uno degli elettroni lascia la sua orbita, l'atomo si trasformerà in uno ione caricato positivamente, cioè un catione. Se un elettrone si unisce, si forma uno ione caricato negativamente: un anione.
Nella tavola periodica degli elementi chimici, puoi vedere che il fosforo appartiene al terzo periodo. Da ciò è chiaro che ci sono tre orbite attorno al nucleo, su cui gli elettroni sono distribuiti uniformemente. Il primo ne ha due, il secondo ne ha otto e il terzo ne ha cinque.
Prevalenza in natura
La frazione di massa del fosforo nella crosta terrestre è dello 0,08%. Non è un elemento chimico molto comune in natura. Tuttavia, esiste un intero gruppo di minerali che include il fosforo. Queste sono apatiti e fosforiti. Il più comune del primo gruppo è la fluorapatite. La sua formula chimica è la seguente: 3Ca3(PO4)2•CaF2. È disponibile in tonalità trasparenti, verdi e turchesi. Tra le fosforiti, il fosfato di calcio è il più comune, con la seguente formula chimica: Ca3(PO4)2. Inoltre, composti di fosforosi trovano nei tessuti di vari organismi viventi.
Il ruolo del fosforo e dei suoi composti nella natura e nel corpo
Questo elemento chimico è molto importante per il normale funzionamento di quasi tutti gli organi e dei loro sistemi. Prima di tutto, senza di essa, il buon funzionamento dei reni è impossibile. Questo elemento partecipa ai processi metabolici del corpo. Favorisce inoltre una rapida rigenerazione dei tessuti. Senza di essa, alcune vitamine semplicemente non possono essere attivate a beneficio dell'organismo, motivo per cui il fosforo viene spesso aggiunto a quasi tutti i preparati vitaminici come componente aggiuntivo. Inoltre, è uno degli elementi chimici che assicurano il normale funzionamento del cuore. Lui, oltre a tutto quanto sopra, è coinvolto nel processo di divisione cellulare, quindi la vita sulla Terra è impossibile senza questo microelemento.
La regolazione dell'equilibrio sale-acqua è un' altra funzione che i composti del non metallo considerati in questo articolo svolgono nel corpo. Inoltre, è uno dei componenti principali del tessuto osseo e muscolare. Una grande percentuale si trova anche nei denti. Tra le altre cose, vale anche la pena notare che il fosforo è coinvolto nel garantire il normale funzionamento del sistema nervoso. I sintomi di una carenza nel corpo dell'oligoelemento in questione sono i seguenti: aumento della fatica, scarsa efficienza, disturbi del funzionamento del sistema nervoso (nevrosi, isteria, ecc.), raffreddori troppo frequenti, esaurimento del muscolo cardiaco, dolore alle ossa e ai muscoli, scarso appetito. Per evitare un fenomeno come la mancanza di fosforo nel corpo, devi saperequali alimenti lo contengono.
Innanzitutto il pesce va individuato tra gli alimenti ricchi dell'elemento chimico considerato. Una concentrazione particolarmente elevata di fosforo si osserva in specie come lo storione, lo sgombro, il sugarello, il tonno, la sardina, il capelin, il merluzzo bianco, l'odore. Inoltre, l'elemento traccia discusso in questo articolo si trova nella polpa di granchio, nei gamberi e nei prodotti lattiero-caseari come la ricotta, il formaggio fuso e il formaggio.
Conclusioni
Il fosforo, pur non essendo un elemento chimico molto diffuso sul pianeta, è di grande importanza sia dal punto di vista industriale che biologico. Lui e i suoi composti, in particolare l'idrossido di fosforo, sono usati nella fabbricazione di vari tipi di prodotti. L'articolo descriveva anche le proprietà dell'idrossido di fosforo (acido fosforico) e le caratteristiche della sua interazione con metalli, basi e sali.
