Как получить из оксида фосфора 5 фосфорную кислоту?

7 ответов на вопрос “Как получить из оксида фосфора 5 фосфорную кислоту?”

  1. Mr.crazy Ответить

    Как кислотный оксид при взаимодействии с водой образует фосфористую кислоту:
    Р2О3 + ЗН2О =2H3PO3
    Но при растворении в горячей воде происходит очень бурная реакция диспропорционирования Р2О3:
    2Р2О3 + 6Н2О = РН3 + ЗH3PO4
    Взаимодействие Р2О3 со щелочами приводит к образованию солей фосфористой кислоты:
    Р2О3 + 4NaOH = 2Na2HPO3 + Н2О
    Р2О3 – очень сильный восстановитель
    1. Окисление кислородом воздуха:
    Р2О3 + О2 = Р2О5
    2. Окисление галогенами:
    Р2О3 + 2Cl2 + 5Н2О = 4HCl + 2H3PO4

    Р2О5 – оксид фосфора (V)

    При обычной температуре – белая снегоподобная масса, не имеет запаха, существует в виде димеров Р4О10. При соприкосновении с воздухом расплывается в сиропообразную жидкость (НРO3). Р2О5 – самое эффективное осушающее средство и водоотнимающий агент. Применяется для осушения нелетучих веществ и газов.

    Способ получения

    Фосфорный ангидрид образуется в результате сжигания фосфора в избытке воздуха:
    4Р + 5О2 = 2Р2О5

    Химические свойства

    Р2О5 – типичный кислотный оксид
    Как кислотный оксид Р2О5 взаимодействует:
    а) с водой, образуя при этом различные кислоты
    Р2О5 + Н2О = 2HPO3 метафосфорная
    Р2О5 + 2Н2О = Н4Р2О7 пирофосфориая (дифосфорная)
    Р2О5 + ЗН2О = 2H3PO4 ортофосфорная
    б) с основными оксидами, образуя фосфаты Р2О5 + ЗВаО = Ва3(PO4)2
    в) со щелочами, образуя средние и кислые соли
    Р2О5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + ЗН2О
    Р2О5 + 4NaOH = 2Na2HPO4 + Н2О
    Р2О5 + 2NaOH = 2NaH2PO4 + Н2О
    Р2О5 – водоотнимающий агент
    Фосфорный ангидрид отнимает у других веществ не только гигроскопическую влагу, но и химически связанную воду. Он способен даже дегидратировать оксокислоты:
    Р2О5 + 2HNО3 = 2HPO3 + N2О5
    Р2О5 + 2НСlО4 = 2HPO3 + Сl2О7
    Это используется для получения ангидридов кислот.

    Фосфорные кислоты

    Фосфор образует только 2 устойчивых оксида, но большое число кислот, в которых он находится в степенях окисления +5, +4, +3, +1. Строение наиболее известных кислот выражается следующими формулами

    Как видно из этих формул, фосфор во всех случаях образует пять ковалентных связей, т.е. имеет валентность, равную V. В то же время степени окисления фосфора и основность кислот различаются.
    Наибольшее практическое значение имеют ортофосфорная (фосфорная) и ортофосфористая (фосфористая) кислоты.

    H3PO4 – фосфористая кислота

    Важная особенность фосфористой кислоты обусловлена строением ее молекул. Один из 3-х атомов водорода связан непосредственно с атомом фосфора, поэтому не способен к замещению атомами металла, вследствие чего эта кислота является двухосновной. Формулу фосфористой кислоты записывают с учетом этого факта следующим образом: Н2[НРО3]
    Является слабой кислотой.

    Способы получения

    1. Растворение Р2О3 в воде (см. выше).
    2. Гидролиз галогенидов фосфора (III): PCl3 + ЗН2О = Н2[НРО3] + 3HCl
    3. Окисление белого фосфора хлором: 2Р + 3Cl2 + 6Н2О = 2Н2[НРО3] + 6HCl

    Физические свойства

    При обычной температуре H3PO3 – бесцветные кристаллы с т. пл. 74°С, хорошо растворимые в воде.

    Химические свойства

    Кислотные функции
    Фосфористая кислота проявляет все свойства, характерные для класса кислот: взаимодействует с металлами с выделением Н2; с оксидами металлов и со щелочами. При этом образуются одно – и двухзамещенные фосфиты, например:
    Н2[НРО3] + NaOH = NaH[HРО3] + Н2О
    Н2[НРО3] + 2NaOH = Na2[HРО3] + 2Н2О
    Восстановительные свойства
    Кислота и ее соли – очень сильные восстановители; они вступают в окислительно-восстановительные реакции как с сильными окислителями (галогены, H2SО4 конц., К2Сr2O2), так и с достаточно слабыми (например, восстанавливают Au, Ag, Pt, Pd из растворов их солей). Фосфористая кислота при этом превращается в фосфорную.
    Примеры реакций:
    H3PO3 + 2AgNO3 + Н2О = H3PO4 + 2Agv + 2HNO3
    H3PO3 + Cl2 + Н2О = H3PO4 + 2HCl
    При нагревании в воде Н3РO3 окисляется до H3PO4 с выделением водорода:
    H3PO3 + Н2О = H3PO4 + Н2
    Восстановительные свойства
    Реакция диспропорционирования
    При нагревании безводной кислоты происходит диспропорционирование:
    4Н3РO3 = ЗН3РO4 + РН3

    Фосфиты – соли фосфористой кислоты

    Двухосновная фосфористая кислота образует два типа солей:
    а) однозамещенные фосфиты (кислые соли), в молекулах которых атомы металлов связаны с анионами Н2Р03.
    Примеры: NaH2PO3, Са(H2PO3)
    б) двухзамещенные фосфиты (средние соли), в молекулах которых атомы металлов связаны с 2- 1 анионами HPO3.
    Примеры: Na2HPO3, СаHPO3.
    Большинство фосфитов плохо растворимы в во-де, хорошо растворяются только фосфиты щелочных металлов и кальция.

    Н3РO4 – ортофосфорная кислота

    3-основная кислота средней силы. Диссоциация протекает в основном по 1-й ступени:
    Н3РO4 > Н+ + Н2РO4-
    По 2-й и 3-й ступеням диссоциация протекает в ничтожно малой степени:
    Н2РO4- > Н+ + НРO42-
    НРO42- > Н+ + РO43-

    Физические свойства

    При обычной температуре безводная Н3РO4 представляет собой прозрачное кристаллическое вещество, очень гигроскопичное и легкоплавкое (т. пл. 42°’С). Смешивается с водой в любых соотношениях.

    Способы получения

    Исходным сырьем для промышленного получения Н3РO4 служит природный фосфат Са3(РO4)2:
    I. 3-стадийный синтез:
    Са3(РO4)2 > Р > Р2O5 > Н3РO4
    II. Обменное разложение фосфорита серной кислотой
    Са3(РO4)2 + 3H2SO4 = 2Н3РO4 + 3CaSO4v
    Получаемая по этому способу кислота загрязнена сульфатом кальция.
    III. Окисление фосфора азотной кислотой (лабораторный способ):
    ЗР + 5HNO3 + 2Н2О = ЗН3РO4 + 5NO^

    Химические свойства

    Н3РO4 проявляет все общие свойства кислот – взаимодействует с активными металлами, с основными оксидами и основаниями, образует соли аммония.
    Кислотные функции
    Примеры реакций:
    2Н3РO4 + 6Na = 2Na3РO4 + 3H2t
    2Н3РO4 + ЗСаО = Са3(РO4)2 + ЗН2О
    в) со щелочами, образуя средние и кислые соли
    Н3РO4 + 3NaOH = Na3PO4 + ЗН2О
    Н3РO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2Н2О
    Н3РO4 + NaOH = NaH2PO4 + Н2О
    Н3РO4 + NH3 = NH4H2PO4
    Н3РO4 + 2NH3 = (NH4)2HPO4
    В отличие от аниона NO3- в азотной кислоте, анион РO43- окисляющим действием не обладает.
    Качественная реакция на анион РO43-
    Реактивом для обнаружения анионов РO43- (а также НРO42- , Н2РO4-) является раствор AgNO3, при добавлении которого образуется нерастворимый желтый фосфат серебра:
    ЗАg+ + РO43- = Аg3РO4v
    Образование сложных эфиров
    Сложные эфиры нуклеозидов и фосфорной кислоты являются структурными фрагментами природных биополимеров – нуклеиновых кислот.
    Фосфатные группы входят также в состав ферментов и витаминов.

    Фосфаты. Фосфорные удобрения.

    Н3РO4 как 3-основная кислота образует 3 типа солей, которые имеют большое практическое значение.

  2. KoPiK Ответить

    При растворении оксида фосфора (V) в воде образуется ортофосфорная (фосфорная) кислота (как из P2O5 получить H3PO4):

    Оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид образуется при горении фосфора на воздухе или в кислороде в виде белой объемистой снегообразной массы. Плотность его пара соответствует формуле .

    На воздухе оксид фосфора (V), притягивая влагу, быстро превращается в расплывающуюся массу метафосфорной кислоты.
    Проявляет кислотные свойства. Энергично реагирует с водой, щелочами

    Легко галогенируется

    Восстанавливается фосфором

    Образует пероксосоединения

  3. Fenrirr Ответить

    Элемент фосфор образует ряд оксидов, наиболее важными из них являются оксид фосфора (III) P2O3 и оксид фосфора (V) P2O5.
    Оксид фосфора (III), или фосфористый ангидрид (P2O3) получают при медленном окислении фосфора, сжигая его в недостатке кислорода. Представляет собой воскообразную кристаллическую белую массу с температурой плавления 22,5 °C. Ядовит.
    Химические свойства:
    1) вступает в реакцию с холодной водой, образуя при этом фосфористую кислоту H3PO3;
    2) взаимодействуя с щелочами, образует соли – фосфиты;
    3) является сильным восстановителем.
    Взаимодействуя с кислородом, окисляется до оксида фосфора (V) P2O5.
    Оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид (P2O5) получают при горении фосфора на воздухе или в кислороде. Представляет собой белый кристаллический порошок, с температурой плавления 36 °C.
    Химические свойства:
    1) взаимодействуя с водой, образует орто-фосфорную кислоту H3PO4;
    2) имея свойства кислотного оксида, вступает в реакции с основными оксидами и гидроксидами;
    3) способен к поглощению паров воды.
    Фосфорные кислоты.
    Фосфорному ангидриду соответствует несколько кислот. Главная из них – ортофосфорная кислота H3PO4. Фосфорная кислота обезвоженная представлена в виде бесцветных прозрачных кристаллов, имеющих температуру плавления 42,35 °C и хорошо растворяющихся в воде.
    Образует три вида солей:
    1) средние соли – ортофосфаты;
    2) кислые соли с одним атомом водорода;
    3) кислые соли с двумя атомами водорода.
    Получение фосфорной кислоты:
    1) в лаборатории: 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 +5NO?;
    2) в промышленности: а) термический метод; б) экстракционный метод: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = CaSO4? + 2 H3PO4.
    Природные фосфаты восстанавливают до свободного фосфора, который сжигают на воздухе, либо в кислороде. Продукт реакции растворяют в воде.
    Остальные фосфорные кислоты в зависимости от способа соединения групп PO4 образуют 2 вида кислот: полифосфорные кислоты, которые состоят из цепочек – PO3—О—PO3—… и метафосфорные кислоты, которые состоят из колец, образованных PO4.
    Применение: ортофосфорную кислоту используют при производстве удобрений, химических реактивов, органических соединений, для приготовления защитных покрытий на металлах. Фосфаты используют в производстве эмалей и фармацевтике. Метафосфаты входят в состав моющих средств.

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *