FOSFORNI OKSID (V): STRUKTURA, SVOJSTVA, DOBIVANJE, UPOTREBA, RIZICI - KEMIJA - 2026

Fosfor oksid (v) je anorganska krutina oblikovan s kisikom i fosfora (P) (O). Njegova empirijska formula je P ₂ O ₅, a njegova molekulska formula je ispravan P ₄ O ₁₀. To je vrlo higroskopna bijela kruta tvar, odnosno može apsorbirati vodu iz zraka vrlo lako, reagirajući odmah s njom. Reakcija može biti opasna jer uzrokuje brzi porast temperature.

Njegova velika tendencija apsorbiranja vode dovela je do toga da se koristi kao sredstvo za sušenje u kemijskim laboratorijima, kao i kao dehidrator nekih spojeva, odnosno za uklanjanje vode iz njegovih molekula.

Fosfor oksid (v) u prahu, P ₄ O ₁₀. LHcheM. Izvor: Wikimedia Commons.

Fosforni oksid (v) također se koristi za ubrzavanje reakcija vezanja različitih molekula ugljikovodika, reakcija koja se naziva kondenzacija. Osim toga, omogućava pretvaranje određenih organskih kiselina u estere.

Koristi se, na primjer, za pročišćavanje benzina, za pripremu fosforne kiseline H ₃ PO ₄, za dobivanje spojeva koji služe za zaustavljanje vatre, za izradu stakla za vakuum primjenu, između mnogih drugih primjena.

Fosforni oksid (v) mora se čuvati u dobro zatvorenim posudama da se spriječi da dođe u dodir s vlagom u zraku. Korozivno je i može oštetiti oči, kožu i sluznicu.

Struktura

Fosforni oksid (v) sastoji se od fosfora (P) i kisika (O), gdje fosfor ima valensu od +5, a kisik -2. Molekula fosfor oksid (v) ima četiri fosfora i deset atoma kisika, a to je razlog zašto njegov ispravan Molekulska formula je P ₄ O ₁₀.

Struktura molekule fosfornog oksida (v), P ₄ O ₁₀. Autor: Benjah-bmm27. Izvor: Wikimedia Commons.

Postoji u tri kristalna oblika, kao amorfan prah i staklast oblik (kao staklo). U heksagonalnom kristalnom obliku, svaki od fosfornih atoma nalazi se u vrhovima tetraedra.

Nomenklatura

- Fosforni oksid (v)

- Fosforni pentoksid

- difosforni pentoksid

- Fosforni pentoksid

- Fosforni anhidrid

- Tetrafosfor dekaoksid

Svojstva

Psihičko stanje

Kristalno bijela krutina. Najčešći oblik je oblik šesterokutnih kristala.

Molekularna težina

283,89 g / mol

Talište

562 ºC

Temperatura sublimacije

360 ºC pri tlaku 1 atmosfere. To znači da pri ovoj temperaturi prelazi iz krute u plinsku bez prolaska kroz tekuće stanje.

Gustoća

2,30 g / cm ³

Topljivost

Vrlo topivo u vodi. Topiv u sumpornoj kiselini. Netopljivo u acetonu i amonijaku.

Kemijska svojstva

Fosfor oksid (v) upija i reagira s vodom iz zraka jako ubrzano, formiraju fosforna kiselina, H ₃ PO ₄. Ta je reakcija egzotermna, što znači da se tijekom nje proizvodi toplina.

Reakcija fosfornog oksida (V), sa vodom da se dobije fosforna kiselina, H ₃ PO ₄. Autor: Marilú Stea.

Reakcijom P ₄ O ₁₀ s vodom vodi do stvaranja smjese fosforna kiselina čiji sastav ovisi o količini vode i uvjetima.

Reakcija s alkoholima dovodi do stvaranja estera fosforne kiseline ili polimernih kiselina, ovisno o eksperimentalnim uvjetima.

P ₄ O ₁₀ + 6 ROH → 2 (RO) ₂ PO.OH + 2 RO.PO (OH) ₂

S osnovnim oksidima tvori krute fosfate.

Korozivno je. Može reagirati opasno s mravljom kiselinom i sa anorganskim bazama kao što je natrijev hidroksid (NaOH), kalcijev oksid (CaO) ili natrij-karbonata, Na ₂ CO ₃.

Ako otopina perklorne kiseline HCIO ₄ i kloroforma kloroform ₃ se ulije u fosfor oksida (V), P ₄ O ₁₀, dođe do nasilnog eksplozije.

Ostala svojstva

Nije zapaljivo. Ne potiče izgaranje. Međutim, njegova reakcija s vodom toliko je burna i egzotermična da može postojati opasnost od požara.

dobivanje

Može se pripremiti izravnom oksidacijom fosfora u struji suhog zraka. Kad fosfor dođe u kontakt s viškom kisika, oksidira i stvara fosforni oksid (v).

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

Prisutnost u prirodi

Fosfor (v) oksid nalazi se u mineralima poput ilmenita, rutila i cirkona.

Ilmenit je mineral koji sadrži željezo i titan, a ponekad sadrži fosfor-oksid (v) u koncentracijama koje variraju između 0,04 i 0,33 masenih%. Rutil je mineral titan-oksida i može sadržavati oko 0.02% po težini P ₂ O ₅.

Cirkonski pijesci (mineral elementa cirkonij) sadrže fosforni oksid (v) u 0,05-0,39 masenih%.

Prijave

Kao sredstvo za dehidriranje i sušenje

Zbog velike pohlepe za vodom, jedno je od najpoznatijih dehidrirajućih sredstava i vrlo djelotvorno na temperaturama ispod 100 ° C.

Može izvući vodu iz tvari koje se same smatraju dehidracijskim agensima. Na primjer, možete ukloniti vodu iz sumporne kiseline H ₂ SO _{4 tako što ćete je} pretvoriti u SO _3, a iz dušične kiseline HNO ₃ konvertiranjem u N ₂ O ₅.

Dehidracija sumporne kiseline fosfornim oksidom (v). Autor: Marilú Stea.

U osnovi može osušiti sve one tekućine i plinove s kojima ne reagira, pa omogućava uklanjanje tragova vlage iz vakuumskih sustava.

U reakcijama organske kemije

Fosforni oksid (v) služi za zatvaranje prstenova organskih spojeva i drugih reakcija kondenzacije.

Omogućuje esterifikaciju organskih kiselina uz mogućnost razlikovanja primarne alifatske karboksilne kiseline (ugljikov lanac bez prstenova s ​​-COOH skupinom na jednom kraju) i aromatske kiseline (-COOH skupina spojena na benzenski prsten), jer ove druge ne reagiraju.

On također služi za uklanjanje molekula H ₂ O iz amidi R (C = O) NH ₂ i pretvara ih u nitrila R-CN. Pored toga, katalizira ili ubrzava reakcije bitumena s oksigenacijom, dehidrogenacijom i polimerizacijom.

P ₄ O ₁₀ se široko koristi u laboratorijima organske kemije. Autor: jdn2001cn0. Izvor: Pixabay.

U rafiniranju goriva

Od 1930-ih, određena istraživanja pokazala su da fosfor (v) oksid djeluje rafinirajući na benzin, povećavajući njegov oktanski broj.

Djelovanje rafiniranja P ₄ O ₁₀ uglavnom je posljedica reakcija kondenzacije (sjedinjenje različitih molekula), a ne polimerizacije (sjedinjenje jednakih molekula).

P ₄ O ₁₀ ubrzava izravnu alkilaciju aromatskih ugljikovodika olefinom, pretvorbu olefina u naftene i njihovu djelomičnu polimerizaciju. Reakcija alkiliranja povećava oktanski broj benzina.

Na taj način dobiva se visokokvalitetni rafinirani benzin.

Neki naftnih derivata može se poboljšati djelovanjem P ₄ O ₁₀ na svojim molekulama. Autor: drpepperscott230. Izvor: Pixabay.

U raznim primjenama

Fosforni oksid (v) koristi se za:

- Pripremite fosfornu kiselinu H ₃ PO ₄

- Dobijte akrilatne estere i tenzide

- Pripremite fosfatne estere koji se koriste kao sredstva za usporavanje gorenja, otapala i otapala

- Pretvaranje fosfornog triklorida u fosforni oksiklorid

- Laboratorijski reagens

- Proizvodite posebne čaše za vakuumske cijevi

- Povećajte talište asfalta

- Služi kao standardna molekula za određivanje fosfora ili fosfata u fosfatnoj stijeni, gnojivima i portland cementu, u obliku P ₂ O ₅

- Poboljšati veze između određenih polimera i sloja slonovače koji imaju zubi

Neke posebne čaše poput onih za vakuumske cijevi zahtijevaju upotrebu P ₄ O ₁₀ tijekom njihove izrade. Tvezymer. Izvor: Wikimedia Commons.

rizici

Fosfor (v) oksid treba čuvati u hermetički zatvorenim posudama i na hladnim, suhim i dobro prozračenim mjestima.

To služi da se spriječi da dođe u kontakt s vodom, jer može burno reagirati s njom, stvarajući puno topline, do točke spaljivanja materija u blizini.

Prašina fosfora (v) oksida iritira oči i dišne ​​puteve te korozira kožu. Može uzrokovati opekline očiju. Ako se proguta, izaziva smrtne unutarnje opekline.

Reference

1. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Fosforni anhidrid. Oporavak od pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Nayler, P. (2001). Bitumeni: Izmijenjeni. Kemijska modifikacija. U Enciklopediji materijala: Znanost i tehnologija. Oporavljeno od sciencedirect.com.
3. Mališev, BW (1936). Fosforni pentoksid kao rafinirajuće sredstvo za benzin. Industrijska i inženjerska kemija 1936, 28, 2, 190-193. Oporavak od pubs.acs.org.
4. Epps, JA EA (1950). Fotometrijsko određivanje dostupnog fosfornog pentoksida u gnojivima. Analitička kemija 1950, 22, 8, 1062-1063. Oporavak od pubs.acs.org.
5. Banerjee, A. i sur. (1983). Primjena fosfornog pentoksida: Eterifikacija organskih kiselina. J. Org. Chem. 1983, 48, 3108-3109. Oporavak od pubs.acs.org.
6. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četvrto izdanje. John Wiley & Sinovi.
7. Kirk-Othmer (1994). Enciklopedija kemijske tehnologije. Četvrto izdanje. John Wiley & Sinovi.
8. Ogliari, FA i sur. (2008). Sinteza fosfatnih monomera i vezivanje na dentin: Metode esterifikacije i upotreba fosfornog pentoksida. Časopis za stomatologiju, svezak 36, broj 3, ožujak 2008, stranice 171-177. Oporavljeno od sciencedirect.com.