Baltā fosfora fizikālās īpašības. Fosfora svarīgāko reakciju vienādojumi. Modifikācijas un īpašības

Ja lapā atrodat kļūdu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter

BALTĀ FOSFORA IEGŪŠANA

Veicot eksperimentus, jāņem vērā, ka baltais fosfors un tā tvaiki ir indīgi; nonākot saskarē ar ādu, tas atstāj sāpīgas un ilgstošas brūces ( skatīt noteikumus par apiešanos ar balto fosforu).

Pieredze. Fosfora iegūšana kalcija ortofosfāta, ogļu un silīcija dioksīda mijiedarbības rezultātā.

Reakcija notiek saskaņā ar vienādojumu:

Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 2P + 3CaSiO 3 + 5CO -282 kcal.

Šis eksperiments ļauj iegūt balto un sarkano fosforu un novērot tā auksto liesmu.

Reakcijas kamera ir ugunsdroša stikla kolba ar ietilpību 2 l ar divām caurulēm. Kolbas diametrs 150 mm, caurules garums ir aptuveni 50 mm, Iekšējais diametrs 40 mm.

Saliekot ierīci, kolbu novieto, kā parādīts attēlā, uz statīva gredzena, kas ietīts ar azbestu un augšpusē nostiprināts statīva skavā. Abas caurules ir aizvērtas ar gumijas aizbāžņiem, kuru vidū ir viens caurums oglekļa elektrodiem un viens caurums sānos gāzes ieplūdei un izvadīšanai. Apakšējais elektrods ar diametru aptuveni 12 mm ievieto tā, lai tā gals nesasniegtu kolbas vidu. Kolbā ievietotā elektroda galā ir piestiprināts neliels dzelzs savienojums, kam jāatbalsta keramikas tīģelis ar caurumu apakšā. Izmantotajai sakabei jābūt ar skrūves vītni un misiņa skrūvi; savienojuma diametrs aptuveni 9 mm. Sakabe ir pieskrūvēta tā, lai viena puse būtu augstāka par elektroda galu. Keramikas tīģelis (ar augšējo diametru mazāku par 40 mm), caurumā, kura apakšā ir ievietots elektroda gals. Elektroda apakšējā galā ir pievienots vara savienojums, kas kalpo elektroda savienošanai ar elektrisko vadu.

Augšējās caurules spraudnī tiek ievietota apmēram 100 gara ugunsizturīga stikla caurule ar biezām sienām. ml tādā veidā, lai tas būtu aptuveni 10 mm iegāja kolbā. Augšējam oglekļa elektrodam, kas var būt plānāks par apakšējo, vajadzētu viegli iziet cauri šai caurulei. Uz stikla caurules augšējā gala (ar izkusušām malām) un elektrodam, kas iet caur to, uzliek gumijas caurules gabalu 50 m garumā. mm. Augšējais elektrods ir nostiprināts tā, lai tā smailais gals būtu 8-10 attālumā mm no apakšējā elektroda augšējā gala. Augšējā elektroda augšējā galā kā izolēts rokturis ir piestiprināts korķa spraudnis ar caurumu vidū. Zem spraudņa ir nostiprināta vara uzmava, kurai pievienots elektrības vads.

Ierīcē izmantotajam elektrības vadam jābūt rūpīgi izolētam. Vara uzmavas un stiepļu galus aptin ar izolācijas lenti.

Viegli nospiežot korķa rokturi, augšējam elektrodam jāpieskaras apakšējam un, kad spiediens apstājas, tam jāatgriežas sākotnējā stāvoklī. Mazgāšanas pudele ar koncentrētu H 2 SO 4 ir savienota ar ūdeņraža cilindru.

Izplūdes caurule, kas iet caur reakcijas kameras apakšējo aizbāzni, ir savienota ar tee. Tējas apakšējais elkonis sniedzas gandrīz līdz pudeles dibenam, līdz pusei piepildīts ar ūdeni. Pie augšējā elkoņa tiek piestiprināta īsa misiņa caurule, izmantojot gumijas cauruli ar manis uzliktu skrūvējamu skavu, kuras apakšējā galā tiek ievietots irdens stikla vates tampons. Ūdens pudeles izplūdes caurule ir savienota ar īsu stikla cauruli, izmantojot gumijas cauruli ar skavu II.

Reakcijas maisījumu sagatavo, samaļot javā 6 G kalcija ortofosfāts, 4 G kvarca smiltis un 3 G kokss vai kokogles. Pēc kalcinēšanas uz lielas uguns slēgtā tīģelī maisījumu atdzesē eksikatorā.

Pirms eksperimenta maisījumu ielej elektrodu tīģelī un piespiež pie sienām tā, lai maisījuma vidū, līdz pat apakšējam elektrodam, paliktu tukša vieta konusa formā.

Kolbas ar divām caurulēm vietā varat izmantot ugunsizturīgu stikla cauruli, kuras diametrs ir aptuveni 50 mm. Ja nav tīģeļa, reakcijas maisījumu var ievietot koniskā padziļinājumā ar dziļumu 15 mm, izgatavots apakšējā elektroda augšējā galā; Oglekļa elektroda diametram šajā gadījumā jābūt 20 mm. Oglekļa elektrods ar diametru 5 mm, izmanto elektriskajam lokam. Eksperiments tiek veikts tumsā. Aizveriet skavu II, atveriet skavu I un izlaidiet spēcīgu ūdeņraža strāvu caur ierīci. Pārliecinoties, ka no ierīces izplūstošais ūdeņradis ir tīrs, aizdedziet to misiņa caurules galā un regulējiet strāvu tā, lai liesma būtu mierīga un ne pārāk liela. Ieslēdziet strāvu un, nospiežot augšējo elektrodu, izveidojiet elektrisko loku (10-15 Ar). Pēc kāda laika ūdeņraža liesma kļūst smaragdzaļa (lai krāsas maiņa būtu pamanāmāka, liesmā tiek ievietota porcelāna krūze).

Reakcijas traukā izveidotie baltā fosfora tvaiki kopā ar gāzēm tiek aiznesti ūdens pudelē un šeit kondensējas mazu bumbiņu veidā. Ja atverat skavu II un aizverat I skavu, tad gāzes izplūdes caurules galā, kas izplūst no kolbas ar ūdeni, var novērot aukstu fosfora liesmu.

Ar augšējā elektroda apļveida kustībām sprieguma lokā tiek ievadītas jaunas reakcijas maisījuma daļas.

Lai iegūtu sarkano fosforu, tiek samazināta ūdeņraža plūsma, lai fosfora tvaiki tik ātri neizietu no reakcijas kameras.

Ja izslēdzat loku, tad iekšējās sienas Jūs varat pamanīt sarkanā fosfora pārklājumu uz kolbas un balto fosforu uz aukstajām sienas daļām.

Visā eksperimentā tiek novērots auksts mirdzums vai auksta fosfora liesma.

Pēc tīģeļa nelielas atdzesēšanas izslēdz kondensācijas kolbu, neapturot ūdeņraža plūsmu.

Eksperimenta beigās un ierīces pilnīgai dzesēšanai ūdeņraža plūsmā elektrodi tiek noņemti, un kolbu kādu laiku atstāj mitrā gaisā zem iegrimes. Lai nomazgātu kolbu, izmantojiet ūdeni ar smiltīm vai koncentrētu H2SO4.

Ūdeņraža vietā eksperimentā var izmantot oglekļa dioksīdu, taču fosfora veidošanās šajā gadījumā nav tik efektīva. Fosfora aukstajam spīdumam vai aukstajai liesmai šajā gadījumā ir arī zaļa krāsa.

Mazas kondensētā baltā fosfora bumbiņas ievieto kolbā ar auksts ūdens un saglabāta turpmākiem eksperimentiem.

Pieredze. Baltā fosfora iegūšana, reducējot nātrija metafosfātu ar alumīnija pulveri silīcija dioksīda klātbūtnē. Reakcijas vienādojums:

6NaPO 3 + 10Al + 3SiO 2 = 6P + 5Al 2 O 3 + 3Na 2 SiO 3.

Samazināšanu veic, karsējot ugunsizturīgā caurulē 25 cm un diametrs 1-1,5 cm, kas vienā pusē savienots ar tīra ūdeņraža avotu (cilindrs vai Kipp aparāts), bet no otras puses ar cauruli, caur kuru gāzveida produkti tiek izvadīti kristalizētājā ar ūdeni.

Ugunsizturīgā mēģenē ielej maisījumu, kas sastāv no 1 masas. daļas NaPO 3, 3 wt. ieskaitot SiO 2 un 0,5 masas %. ieskaitot alumīnija vīles. Izmantojot azbesta aizbāžņus, caurule tiek savienota no vienas puses caur mazgāšanas pudeli, kurā ir koncentrēts H 2 SO 4, ar ūdeņraža avotu, bet no otras puses ar izplūdes cauruli.

Pēc gaisa izvadīšanas no ierīces ar spēcīgu ūdeņraža strāvu un pārliecinoties, ka izplūstošais ūdeņradis ir tīrs, ugunsizturīgā caurule tiek uzkarsēta, izmantojot Tekla degli ar baložu asti. Iepriekš minētās reakcijas rezultātā iegūtais fosfors tiek destilēts un kondensēts mazās bumbiņās kristalizatorā, kas satur ūdeni. Tumsā mēģenē var pamanīt zaļo fosfora mirdzumu.

Eksperimenta beigās ierīce tiek izjaukta tikai pēc tam, kad tā ir pilnībā atdzesēta ūdeņraža plūsmā.

Iegūto fosforu ievieto uzglabāšanai auksta ūdens burkā.

Nātrija metafosfātu var pagatavot, kalcinējot nātrija amonija hidrogēnortofosfāta hidrātu; reakcijas vienādojums:

NaNNH4HPO44H2O = NaPO3 + NH3 + 5H2O.

Pieredze. Neliela daudzuma baltā fosfora iegūšana no sarkanā. Eksperimentu veic mēģenē 17-20 garumā cm un diametrs 1,5 cm atmosfērā oglekļa dioksīds.

Pievienojiet 0,3-0,5 mēģenē, kas tiek turēta vertikālā stāvoklī. G sauso sarkano fosforu, lai mēģenes sienas paliktu tīras.

Mēģene ir brīvi noslēgta ar gumijas aizbāzni ar stikla cauruli, kas sniedzas gandrīz līdz apakšai, pa kuru mēģenē nonāk vāja oglekļa dioksīda strāva. Pēc mēģenes piepildīšanas ar oglekļa dioksīdu stikla mēģeni izvelk tā, lai mēģenē atlikušais mēģenes gals nebūtu garāks par 5-6. cm. Mēģene pie paša cauruma ir fiksēta statīva skavā horizontālā stāvoklī, un daļa, kurā atrodas fosfors, ir nedaudz uzkarsēta. Šajā gadījumā tiek novērota sarkanā fosfora iztvaikošana un baltā fosfora pilienu nogulsnēšanās uz mēģenes aukstajām sieniņām.

Baltā fosfora nokrišņi tumsā ir skaidri redzami lēnās oksidēšanās izraisītā spīduma dēļ. Tumsā novērojama arī aukstas fosfora liesmas (spīdēšanas) veidošanās pie mēģenes atveres. Ja eksperimentu veic gaismā, svaigi pagatavotais baltais fosfors daļēji pārvēršas sarkanā krāsā.

Mēģenes apakšā paliek tikai fosforā esošie piemaisījumi.

Eksperimenta beigās mēģeni atdzesē oglekļa dioksīda plūsmā un ik pa laikam uzsit tai, lai atvieglotu pārdzesētā baltā fosfora sacietēšanu. Pēc atdzesēšanas mēģeni ar balto fosforu ievieto glāzē ūdens un uzkarsē līdz 50°, lai izkausētu visu fosforu un savāktu mēģenes apakšā. Pēc tam, kad baltais fosfors ir sacietējis, to atdala, atdzesējot mēģeni ar strūklu auksts ūdens. Kad iegūts ļoti mazs fosfora daudzums, to no mēģenes izņem, sadedzinot vai karsējot ar koncentrētu sārma šķīdumu.

Lai noņemtu fosfora pēdas no caurules, caur kuru tika piegādāts oglekļa dioksīds, un gumijas aizbāžņa, izmantojiet KMnO 4 vai AgNO 3 šķīdumu.

BALTĀ FOSFORA ATTĪRĪŠANA

Balto fosforu var attīrīt, destilējot ar ūdens tvaikiem oglekļa dioksīda atmosfērā, filtrējot ūdenī izkausētu fosforu caur zamšādu bezgaisa telpā, apstrādājot ar hroma maisījumu vai nātrija hipobromītu, kam seko mazgāšana ar destilētu ūdeni.

BALTĀ FOSFORA FIZIKĀLĀS UN ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS

Fosfors ir pazīstams vairākās allotropās modifikācijās: baltā, sarkanā, purpursarkanā un melnā krāsā. Laboratorijas praksē sastopamas baltas un sarkanas modifikācijas.

Baltais fosfors - ciets. Normālos apstākļos tas ir dzeltenīgs, mīksts un pēc izskata vaskains. Tas viegli oksidējas un aizdegas. Baltais fosfors ir indīgs un atstāj sāpīgus apdegumus uz ādas. Baltais fosfors tiek pārdots dažāda garuma nūjiņu veidā ar diametru 0,5-2 cm.

Baltais fosfors viegli oksidējas, tāpēc to uzglabā zem ūdens rūpīgi noslēgtos tumša stikla traukos vāji apgaismotās un ne pārāk aukstās telpās (lai izvairītos no burku plaisāšanas ūdens sasalšanas dēļ). Skābekļa daudzums ūdenī un oksidējošajā fosforā ir ļoti mazs; ir 7-14 mg uz litru ūdens.

Gaismas ietekmē baltais fosfors pārvēršas sarkanā krāsā.

Lēni oksidējoties, baltais fosfors spīd, un enerģiski oksidējoties, tas aizdegas.

Balto fosforu ņem ar pinceti vai metāla knaiblēm; Nekādā gadījumā nedrīkst to pieskarties ar rokām.

Apdeguma gadījumā ar balto fosforu apdegušo vietu mazgā ar AgNO 3 (1:1) vai KMnO 4 (1:10) šķīdumu un uzliek mitru pārsēju, kas samērcēts tajos pašos šķīdumos vai 5% vara sulfāta šķīdumā. , pēc tam brūci nomazgā ar ūdeni un pēc epidermas izlīdzināšanas uzliek vazelīna saiti ar metilvioletu. Smagu apdegumu gadījumā konsultējieties ar ārstu.

Sudraba nitrāta, kālija permanganāta un vara sulfāta šķīdumi oksidē balto fosforu un tādējādi aptur tā kaitīgo iedarbību.

Saindēšanās ar balto fosforu gadījumā iekšķīgi lietojiet tējkaroti 2% vara sulfāta šķīduma, līdz rodas vemšana. Pēc tam, izmantojot Mitscherlich testu, pamatojoties uz luminiscenci, nosaka fosfora klātbūtni. Lai to izdarītu, saindētās personas vemšanai pievieno ūdeni, kas paskābināts ar sērskābi, un destilē tumsā; Novērojot fosfora saturu, tiek novērota tvaika spīdums. Izmantotā ierīce ir Wurtz kolba, kuras sānu caurulei ir pievienots Liebig ledusskapis, no kura destilētie produkti nonāk uztvērējā. Ja fosfora tvaikus novirza sudraba nitrāta šķīdumā, izgulsnējas melnas metāliskā sudraba nogulsnes, kas veidojas saskaņā ar vienādojumu, kas dots eksperimentā par sudraba sāļu reducēšanu ar balto fosforu.

Jau 0.1 G baltais fosfors ir nāvējoša deva pieaugušam cilvēkam.

Ar nazi vai šķērēm sagrieziet balto fosforu porcelāna javā zem ūdens. Lietojot ūdeni istabas temperatūrā, fosfors drūp. Tāpēc labāk izmantot siltu ūdeni, bet ne augstāku par 25-30°. Pēc fosfora sagriešanas siltā ūdenī to pārnes aukstā ūdenī vai atdzesē ar auksta ūdens strūklu.

Baltais fosfors ir viegli uzliesmojoša viela. Tas aizdegas 36-60° temperatūrā atkarībā no skābekļa koncentrācijas gaisā. Tāpēc, veicot eksperimentus, lai izvairītos no negadījuma, ir jāņem vērā katrs tās grauds.

Baltā fosfora žāvēšana tiek veikta, ātri uzklājot tam plānu azbesta vai filtrpapīru, izvairoties no berzes vai spiediena.

Ja fosfors aizdegas, to nodzēš ar smiltīm, mitru dvieli vai ūdeni. Ja degošs fosfors atrodas uz papīra (vai azbesta) loksnes, šo loksni nedrīkst pieskarties, jo izkusis degošais fosfors var viegli izliet.

Baltais fosfors kūst 44° un vārās 281° temperatūrā. Baltais fosfors tiek izkusis zem ūdens, jo izkausētais fosfors aizdegas saskarē ar gaisu. Ar saplūšanu un sekojošu dzesēšanu balto fosforu var viegli atgūt no atkritumiem. Lai to izdarītu, dažādu eksperimentu baltā fosfora atkritumus, kas savākti porcelāna tīģelī ar ūdeni, karsē ūdens vannā. Ja uz izkausētā fosfora virsmas ir manāma garozas veidošanās, pievienojiet nedaudz HNO 3 vai hroma maisījumu. Garoza tiek oksidēta, mazi graudiņi saplūst kopējā masā un pēc atdzesēšanas ar auksta ūdens strūklu tiek iegūts viens baltā fosfora gabals.

Fosfora atliekas nekādā gadījumā nedrīkst mest izlietnē, jo, uzkrājoties kanalizācijas cauruļu līkumos, tas var radīt apdegumus remontdarbiniekiem.

Pieredze. Izkausēta baltā fosfora kausēšana un pārdzesēšana. Zirņa lieluma baltā fosfora gabalu ievieto mēģenē ar ūdeni. Mēģeni ievieto glāzē, kas gandrīz līdz augšai piepildīta ar ūdeni, un vertikālā stāvoklī nostiprina statīva skavā. Stikls ir nedaudz uzkarsēts un, izmantojot termometru, tiek noteikta ūdens temperatūra mēģenē, kurā fosfors kūst. Pēc kausēšanas pabeigšanas mēģeni pārvieto uz glāzi auksta ūdens un novēro fosfora sacietēšanu. Ja mēģene ir nekustīga, tad temperatūrā zem 44° (līdz 30°) baltais fosfors paliek šķidrā stāvoklī.

Baltā fosfora šķidrais stāvoklis, kas atdzesēts zem tā kušanas temperatūras, ir pārdzesēšanas stāvoklis.

Pēc eksperimenta beigām, lai atvieglotu fosfora ekstrakciju, to atkal izkausē un mēģeni ar atveri uz augšu iegremdē traukā ar aukstu ūdeni slīpā stāvoklī.

Pieredze. Vada galā pievienojot baltā fosfora gabalu. Lai izkausētu un sacietētu balto fosforu, izmantojiet nelielu porcelāna tīģeli ar fosforu un ūdeni; to liek glāzē ar siltu un pēc tam aukstu ūdeni. Šim nolūkam ņem dzelzs vai vara stiepli ar garumu 25-30 cm un diametrs 0,1-0,3 cm. Kad vads ir iegremdēts cietošā fosforā, tas viegli piestiprinās pie tā. Ja nav tīģeļa, izmanto mēģeni. Tomēr mēģenes nepietiekami gludās virsmas dēļ dažreiz ir nepieciešams to salauzt, lai iegūtu fosforu. Lai no stieples noņemtu balto fosforu, iemērciet to glāzē silta ūdens.

Pieredze. Fosfora īpatnējā svara noteikšana. Pie 10° fosfora īpatnējais svars ir 1,83. Pieredze ļauj pārbaudīt, vai baltais fosfors ir smagāks par ūdeni un vieglāks par koncentrētu H 2 SO 4.

Ievadot mēģenē nelielu baltā fosfora gabaliņu ar ūdeni un koncentrētu H 2 SO 4 (īpatnējais svars 1,84), tiek novērots, ka fosfors ūdenī grimst, bet peld pa skābes virsmu, kūstot, jo siltums, kas izdalās, kad koncentrēts H 2 SO tiek izšķīdināts 4 ūdenī.

Lai koncentrētu H 2 SO 4 ielej mēģenē ar ūdeni, izmantojiet piltuvi ar garu un šauru kakliņu, kas sasniedz mēģenes galu. Ielejiet skābi un uzmanīgi izņemiet piltuvi no mēģenes, lai neizraisītu šķidrumu sajaukšanos.

Eksperimenta beigās mēģenes saturu maisa ar stikla stienīti un no ārpuses atdzesē ar auksta ūdens strūklu, līdz fosfors sacietē, lai to varētu izņemt no mēģenes.

Izmantojot sarkano fosforu, tiek novērots, ka tas grimst ne tikai ūdenī, bet arī koncentrētā H 2 SO 4, jo tā īpatnējais svars (2,35) ir lielāks par ūdens un koncentrētas sērskābes īpatnējo svaru.

BALTĀ FOSFORA GLOW

Sakarā ar lēno oksidēšanos, kas notiek pat parastā temperatūrā, baltais fosfors spīd tumsā (tātad nosaukums "gaismojošs"). Ap fosfora gabalu tumsā parādās zaļgans gaismas mākonis, kas, fosforam svārstoties, tiek iestatīts viļņveidīgā kustībā.

Fosforescence (fosfora mirdzums) ir izskaidrojama ar fosfora tvaiku lēnu oksidēšanos ar skābekli gaisā līdz fosforam un fosforskābes anhidrīdam, izdalot gaismu, bet neizdalot siltumu. Šajā gadījumā izdalās ozons, un gaiss ap to tiek jonizēts (skat. eksperimentu, kas parāda baltā fosfora lēno degšanu).

Fosforescence ir atkarīga no temperatūras un skābekļa koncentrācijas. Pie 10°C un normālā spiedienā fosforescence notiek vāji, un, ja nav gaisa, tā nenotiek vispār.

Vielas, kas reaģē ar ozonu (H 2 S, SO 2, Cl 2, NH 3, C 2 H 4, terpentīna eļļa), vājina vai pilnībā pārtrauc fosforescenci.

Ķīmiskās enerģijas pārvēršanu gaismas enerģijā sauc par "ķīmiluminiscenci".

Pieredze. Baltā fosfora mirdzuma novērošana. Ja tumsā novērojat baltā fosfora gabalu, kas atrodas glāzē un nav pilnībā pārklāts ar ūdeni, jūs pamanīsit zaļganu mirdzumu. Šajā gadījumā mitrais fosfors lēnām oksidējas, bet neaizdegas, jo ūdens temperatūra ir zemāka par baltā fosfora uzliesmošanas temperatūru.

Baltā fosfora mirdzumu var novērot pēc tam, kad baltā fosfora gabals īsu laiku ir bijis pakļauts gaisa iedarbībai. Ja kolbā uz stikla vates ievietojat vairākus baltā fosfora gabalus un piepildāt kolbu ar oglekļa dioksīdu, nolaižot izplūdes caurules galu līdz kolbas apakšai zem stikla vates, un pēc tam nedaudz uzsildiet kolbu, nolaižot to trauks ar siltu ūdeni, tad tumsā var novērot aukstas gaiši zaļganas liesmas veidošanos (drošībā var iebāzt roku).

Aukstas liesmas veidošanās skaidrojama ar to, ka no kolbas izplūstošais oglekļa dioksīds piesaista fosfora tvaikus, kas, saskaroties ar gaisu, kolbas atverē sāk oksidēties. Kolbā baltais fosfors neaizdegas, jo atrodas oglekļa dioksīda atmosfērā. Eksperimenta beigās kolbu piepilda ar ūdeni.

Aprakstot pieredzi baltā fosfora ražošanā ūdeņraža vai oglekļa dioksīda atmosfērā, jau tika minēts, ka šo eksperimentu veikšana tumsā ļauj novērot baltā fosfora mirdzumu.

Ja uzrakstu uz sienas, kartona vai papīra loksnes ar fosforescējošu krītu, tad, pateicoties fosforescencei, uzraksts tumsā paliek redzams ilgu laiku.

Šādu uzrakstu nevar izdarīt uz tāfeles, jo pēc tam parastais krīts pie tā nelīp un tāfele ir jānomazgā ar benzīnu vai citu stearīna šķīdinātāju.

Fosfora krītu iegūst, izšķīdinot šķidro balto fosforu izkausētā stearīnā vai parafīnā. Lai to izdarītu, vienai svara daļai sausa baltā fosfora mēģenē pievieno apmēram divas svara daļas stearīna (sveces gabaliņus) vai parafīnu, mēģeni pārklāj ar vati, lai nepieļautu skābekļa iekļūšanu, un karsē ar nepārtraukta kratīšana. Pēc kausēšanas pabeigšanas mēģeni atdzesē ar auksta ūdens strūklu, pēc tam mēģeni salauž un sasalušo masu izņem.

Fosfora krītu uzglabā zem ūdens. Lietojot, šāda krīta gabalu ietin mitrā papīrā.

Fosfora krītu var iegūt arī, porcelāna krūzē izkausētajam parafīnam (stearīnam) pievienojot mazus kaltēta baltā fosfora gabaliņus. Ja, pievienojot fosforu, parafīns aizdegas, tas tiek dzēsts, pārklājot krūzi ar kartona vai azbesta gabalu.

Pēc nelielas atdzesēšanas fosfora šķīdumu parafīnā ielej sausās un tīrās mēģenēs un atdzesē ar auksta ūdens strūklu, līdz tas sacietē cietā masā.

Pēc tam mēģenes tiek salauztas, krīts tiek noņemts un uzglabāts zem ūdens.

BALTĀ FOSFORA ŠĶĪDĪBA

Baltais fosfors slikti šķīst ūdenī, nedaudz šķīst spirtā, ēterī, benzolā, ksilolā, metiljodīdā un glicerīnā; labi šķīst oglekļa disulfīdā, sēra hlorīda, fosfora trihlorīda un tribromīda, oglekļa tetrahlorīda.

Pieredze. Baltā fosfora šķīdināšana oglekļa disulfīdā. Oglekļa disulfīds ir bezkrāsains, ļoti gaistošs, viegli uzliesmojošs, toksisks šķidrums. Tāpēc, strādājot ar to, izvairieties no tā tvaiku ieelpošanas un izslēdziet visus gāzes degļus.

Trīs vai četrus zirņa lieluma baltā fosfora gabaliņus, viegli kratot, izšķīdina glāzē ar 10-15 ml oglekļa disulfīds.

Ja nelielu filtrpapīra gabalu samitrina šajā šķīdumā un patur gaisā, papīrs pēc kāda laika aizdegsies. Tas notiek tāpēc, ka oglekļa disulfīds ātri iztvaiko, un smalki samaltais baltais fosfors, kas palicis uz papīra, normālā temperatūrā ātri oksidējas un aizdegas oksidācijas laikā radītā siltuma dēļ. (Ir zināms, ka aizdegšanās temperatūra dažādas vielas atkarīgs no to slīpēšanas pakāpes.) Gadās, ka papīrs neaizdegas, bet tikai pārogļojas. Papīrs, kas samitrināts ar fosfora šķīdumu oglekļa disulfīdā, tiek turēts gaisā, izmantojot metāla knaibles.

Eksperiments tiek veikts uzmanīgi, lai fosfora šķīduma oglekļa disulfīdā pilieni nenokristu uz grīdas, uz galda, uz drēbēm vai rokām.

Ja šķīdums nokļūst uz rokas, ātri nomazgājiet to ar ziepēm un ūdeni un pēc tam ar KMnO 4 šķīdumu (lai oksidētu baltās fosfora daļiņas, kas nokļūst uz rokām).

Pēc eksperimentiem palikušais fosfora šķīdums oglekļa disulfīdā netiek uzglabāts laboratorijā, jo tas var viegli aizdegties.

BALTĀ FOSFORA PĀRVĒRŠANA PAR SARKANĀM

Baltais fosfors pārvēršas sarkanā saskaņā ar vienādojumu:

P (balts) = P (sarkans) + 4 kcal.

Baltā fosfora pārvēršanu sarkanā ievērojami paātrina karsēšana, gaismas iedarbība un joda pēdu klātbūtne (1 G jods pie 400 G baltais fosfors). Jods, savienojoties ar fosforu, veido jodīda fosforu, kurā baltais fosfors izšķīst un, izdalot siltumu, ātri pārvēršas sarkanā krāsā.

Sarkano fosforu iegūst, ilgstoši karsējot balto fosforu slēgtā traukā joda pēdu klātbūtnē līdz 280-340°.

Ja balto fosforu ilgstoši uzglabā gaismā, tas pamazām kļūst sarkans.

Pieredze. Neliela daudzuma sarkanā fosfora iegūšana no baltā. Stikla mēģenē 10-12 garumā slēgta vienā galā cm un diametrs 0,6-0,8 cm tiek ievadīts baltā fosfora gabals kviešu graudu lielumā un ļoti mazs joda kristāls. Caurule tiek noslēgta un suspendēta gaisa vannā virs smilšu paplātes, pēc tam uzkarsēta līdz 280-340° un tiek novērota baltā fosfora pārvēršanās sarkanā krāsā.

Daļēju baltā fosfora pārvēršanos sarkanā var novērot arī, maigi karsējot mēģeni, kurā ir neliels baltā fosfora gabaliņš un ļoti mazs joda kristāls. Pirms karsēšanas mēģeni noslēdz ar stikla (azbesta vai parastās) vates tamponu un zem mēģenes novieto paplāti ar smiltīm. Mēģeni karsē 10-15 minūtes (nevirzot fosforu līdz vārīšanās temperatūrai), un tiek novērota baltā fosfora pārvēršanās sarkanā krāsā.

Mēģenē atlikušo balto fosforu var izņemt, karsējot ar koncentrētu sārma šķīdumu vai sadedzinot.

Baltā fosfora pārvēršanos sarkanā var novērot arī tad, ja mēģenē oglekļa dioksīda atmosfērā karsē nelielu fosfora gabalu līdz temperatūrai, kas zemāka par viršanas temperatūru.

BALTĀ FOSFORA SADEDZINĀŠANA

Baltajam fosforam sadedzinot, veidojas fosfora anhidrīds:

P 4 + 5O 2 = 2 P 2 O 5 + 2 x 358,4 kcal.

Jūs varat novērot fosfora sadegšanu gaisā (lēni un ātri) un zem ūdens.

Pieredze. Lēna baltā fosfora degšana un gaisa sastāvs.Šis eksperiments netika aprakstīts kā slāpekļa iegūšanas metode, jo tas pilnībā nesaista gaisā esošo skābekli.

Baltā fosfora lēnā oksidēšanās ar atmosfēras skābekli notiek divos posmos; Pirmajā posmā fosfora anhidrīds un ozons veidojas saskaņā ar vienādojumiem:

2P + 2O 2 = P 2 O 3 + O, O + O 2 = O 3.

Otrajā posmā fosfora anhidrīds tiek oksidēts par fosforskābes anhidrīdu.

Baltā fosfora lēno oksidēšanos pavada apkārtējā gaisa mirdzums un jonizācija.

Eksperimentam, kas parāda baltā fosfora lēnu degšanu, vajadzētu ilgt vismaz trīs stundas. Eksperimentam nepieciešamā ierīce ir parādīta attēlā.

Graduēta caurule ar slēgtu galu, kas satur apmēram 10 mlūdens. Caurules garums 70 cm, diametrs 1,5-2 cm. Pēc graduētās mēģenes nolaišanas noņemiet pirkstu no caurules cauruma, nolaidiet ūdeni caurulē un cilindrā līdz tādam pašam līmenim un atzīmējiet mēģenē esošā gaisa daudzumu. Neceļot cauruli virs ūdens līmeņa cilindrā (lai neielaistu papildu gaisu), caurules gaisa telpā tiek ievadīts stieples galā piestiprināts baltā fosfora gabals.

Pēc trim līdz četrām stundām vai pat divām līdz trim dienām mēģenē tiek novērots ūdens pieaugums.

Eksperimenta beigās no caurules noņemiet vadu ar fosforu (nepaceļot cauruli virs ūdens līmeņa cilindrā), novietojiet ūdeni caurulē un cilindrā līdz tādam pašam līmenim un atzīmējiet gaisa daudzumu, kas paliek pēc lēna baltā fosfora oksidēšanās.

Pieredze liecina, ka fosfora saistošā skābekļa rezultātā gaisa tilpums samazinājās par piektdaļu, kas atbilst skābekļa saturam gaisā.

Pieredze. Ātra baltā fosfora sadegšana. Sakarā ar to, ka fosfora savienojumam reaģējot ar skābekli, tas izdalās liels skaits siltums, gaisā baltais fosfors spontāni uzliesmo un sadeg ar spilgti dzeltenbaltu liesmu, veidojot fosfora anhidrīdu - cieta viela baltā viela, kas ļoti enerģiski savienojas ar ūdeni.

Iepriekš tika minēts, ka baltais fosfors aizdegas pie 36-60°. Lai novērotu tā spontāno aizdegšanos un aizdegšanos, uz azbesta loksnes uzliek baltā fosfora gabalu un pārklāj ar stikla zvaniņu vai lielu piltuvi, uz kuras kakliņa ievieto mēģeni.

Fosforu var viegli aizdedzināt ar karstā ūdenī uzkarsētu stikla stieni.

Pieredze. Baltā un sarkanā fosfora aizdegšanās temperatūru salīdzinājums. Vara plāksnes vienā galā (garums 25 cm, platums 2,5 cm un biezums 1 mm) ielieciet nelielu gabaliņu žāvēta baltā fosfora, bet otrā galā ielejiet nelielu sarkanā fosfora kaudzi. Plāksne tiek novietota uz statīva un tajā pašā laikā abos plāksnes galos tiek ievesti aptuveni vienādi degoši gāzes degļi.

Baltais fosfors uzliesmo uzreiz, bet sarkanais tikai tad, kad tā temperatūra sasniedz aptuveni 240°.

Pieredze. Baltā fosfora aizdegšanās zem ūdens. Mēģeni ar ūdeni, kurā ir vairāki mazi baltā fosfora gabaliņi, ievieto glāzē ar karsts ūdens. Kad ūdens mēģenē uzsilst līdz 30-50°, pa caurulīti tajā sāk ieplūst skābekļa strāva. Fosfors aizdegas un sadedzina, izkliedējot spilgtas dzirksteles.

Ja eksperimentu veic pašā glāzē (bez mēģenes), stiklu novieto uz statīva, kas uzstādīts uz paplātes ar smiltīm.

SUDRABA UN VARA SĀĻA SAMAZINĀŠANA AR BALTO FOSFORU

Pieredze. Kad mēģenē ar sudraba nitrāta šķīdumu pievieno baltā fosfora gabalu, tiek novērotas metāliskā sudraba nogulsnes (baltais fosfors ir enerģisks reducētājs):

P + 5AgNO 3 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5Ag + 5HNO 3.

Ja mēģenē ar vara sulfāta šķīdumu pievieno balto fosforu, izdalās metāla vara nogulsnes:

2P + 5CuSO4 + 8H2O = 2H3PO4 + 5H2SO4 + 5Cu.

SARKANAIS FOSFORS

Iepriekš aprakstītas metodes sarkanā fosfora iegūšanai no baltā.

PIEMAISĪJUMI

Sarkanais fosfors satur baltā fosfora, fosforskābes un pirofosforskābes pēdas.

Fosforskābes klātbūtne ir izskaidrojama ar fosfora anhidrīda kombināciju ar gaisa mitrumu, savukārt fosforskābes anhidrīda veidošanos izraisa baltā fosfora pēdu lēna oksidēšanās. Kad mitrais fosfors tiek oksidēts ar skābekli, papildus fosforam un fosforskābes anhidrīdiem veidojas arī hipofosforskābe.

SARKANĀ FOSFORA ATTĪRĪŠANA UN UZGLABĀŠANA

Sarkano fosforu attīra, vārot ar atšķaidītu NaOH šķīdumu, pēc tam to rūpīgi mazgā ar dekantēšanu un pēc tam uz filtra ar destilētu ūdeni.

Izmazgāto fosforu žāvē ar filtrpapīru, liek uz pulksteņstikla un tur 105° krāsnī.

To uzglabā burkās, kas noslēgtas ar vaskotu aizbāzni.

ĪPAŠĪBAS

Sarkanais fosfors ir pulveris (īpatnējais svars 2,35), nešķīst ūdenī un oglekļa disulfīdā, sublimējas 416° un aizdegas 240° temperatūrā. Atšķirībā no baltā fosfora sarkanais fosfors nav indīgs.

Sarkanā fosfora sublimācijas temperatūru nosaka oglekļa dioksīda atmosfērā. Sarkanā fosfora tvaiki, kondensējoties, dod balto fosforu.

Sarkanais fosfors ir ķīmiski mazāk aktīvs nekā baltais fosfors. Tas nespīd ne gaisā, ne skābeklī, bet gan spīd ozona atmosfērā; neizspiež metālus (vara, sudraba utt.) no to sāļiem; vienaldzīgs pret sārmiem; reaģē ar halogēniem, skābekli un sēru augstākā temperatūrā nekā baltais fosfors.

Pieredze. Sarkanā fosfora un bertolīta sāls maisījuma eksplozija. Savācot sarkano fosfora pulveri, jābūt uzmanīgiem, jo berze var izraisīt tā aizdegšanos.

Lai veiktu eksperimentu, uz laktas, sliedes gabala vai akmens uzber nelielu daudzumu sarkanā fosfora un bertoleta sāls maisījuma un sit ar āmuru.

Lai izvairītos no traumām, nekādā gadījumā nevajadzētu uzņemt lielu daudzumu maisījuma.

Pulveri tiek rūpīgi sajaukti, vienkārši sakratot loksni. Vienai daļai sausā sarkanā fosfora pulvera ņem vismaz divas daļas bertoleta sāls pulvera. Veicot eksperimentu, pievērsiet uzmanību Īpaša uzmanība par maisījuma sastāvu, tā daudzumu, lai sprādziens nebūtu ļoti spēcīgs, kā arī lai maisījums negaidīti eksplodētu eksperimentētāja rokās.

Sarkanā fosfora pārpalikums noved pie tā, ka eksperimenta laikā fosfors vienkārši aizdegas; Eksperiments neizdodas ar mitru fosforu.

Pieredze. Sarkanā fosfora, bertolīta sāls un sēra maisījuma sprādziens. Uz papīra lapas uzmanīgi samaisiet 0,2-0,3 G sausais sarkanais fosfora pulveris, 2-3 G bertoleta sāls sausais pulveris un 0,5 G sēra pulveris.

Sajaucot, turiet papīra lapu ar abām rokām, pārmaiņus nedaudz pārvietojot tās uz augšu un uz leju. Iegūto viendabīgo maisījumu sadala 5-6 daļās.

Vienu daļu maisījuma lej uz 10x10 papīra lapas. cm, ielieciet tajā granulu, salokiet papīra stūrus un viegli savijiet tos kopā.

Iegūtais kūlis tiek izmests uz kaut kā cieta (akmens vai cementa grīdas), un notiek spēcīgs sprādziens.

Ja vismaz viena no izejvielām bija mitra, eksperiments neizdodas.

FOSFORA IZMANTOŠANA

Balto fosforu izmanto, lai ražotu ūdeņraža fosfīdu, fosfīdus, fosforskābi un dažus farmaceitiskie preparāti, anilīna krāsvielas, dūmus veidojoši un aizdedzinoši šķidrumi, dūmu aizsegu veidošanai un kā inde pret žurkām.

Iepriekš sērkociņu ražošanā izmantoja balto fosforu; Šobrīd šim nolūkam to neizmanto, jo ir indīgs un viegli uzliesmojošs.

Šobrīd sērkociņu ražošanā izmanto sarkano fosforu. Sērkociņa galviņai sagatavo maisījumu ar šādu sastāvu (svara procentos):

Bertola sāls 46.5
Minimums vai mūmija 15.3
Chrompik 1.5
Slīpēts stikls 17.2
Sērs 4.2
Kaulu līme 11.5
Cinka balts 3.8

Sērkociņu kastītes smērvielas sastāvā ietilpst 30,8 wt. % sarkanais fosfors.

Lai sērkociņš labāk aizdedzinātu, tas ir piesūcināts ar parafīnu, un, lai pēc dzēšanas tas nekļūtu, tas tiek piesūcināts ar nātrija fosfātu.

Sarkano fosforu izmanto bromūdeņraža un ūdeņraža jodīda, fosfora savienojumu ar halogēniem, organisko krāsvielu, fosfora bronzas (kurām ir augsta viskozitāte) ražošanai un aizdedzinošu lādiņu uzpildīšanai.

FOSFORA SAVIENOJUMI

Ūdeņraža fosforīds PH 3 (FOSFĪNS)

IZKLĀŠANĀS

Fosfora ūdeņradis veidojas fosforu saturošu organisko vielu sadalīšanās laikā.

SAŅEMŠANA

Fosfora ūdeņradis ir ļoti indīga gāze, tāpēc visi eksperimenti ar to tiek veikti zem iegrimes.

Pieredze. Ūdeņraža fosfīda sagatavošana, karsējot balto fosforu ar 30-50% KOH šķīdumu. Reakcijas vienādojums:

4P + 3KOH + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2.

Izmantojot šo ražošanas metodi, papildus gāzveida ūdeņraža fosfīdam saskaņā ar vienādojumiem veidojas arī šķidrais ūdeņraža fosfīds, gāzveida ūdeņradis un skābais kālija hipofosfīts:

6P + 4KOH + 4H2O = P2H4 + 4KH2PO2,

2P + 2KOH + 2H2O = H2 + 2KH2PO 2.

Šķidrais ūdeņraža fosfīds, mijiedarbojoties ar kālija oksīda hidrātu ūdens vidē, veido gāzveida ūdeņraža fosfīdu, ūdeņradi un skābo kālija hipofosfītu saskaņā ar vienādojumiem:

2P 2 H 4 + KOH + H 2 O = ZRN 3 + KN 2 PO 2,

R 2 H 4 + 2 KOH + 2 H 2 O = ZN 2 + 2 KH 2 PO 2.

Skābais kālija hipofosfīts sārmainā vidē tiek pārveidots par kālija ortofosfātu, atbrīvojot ūdeņradi:

KN 2 PO 2 + 2KON = 2H 2 + K 3 PO 4.

Saskaņā ar iepriekšminētajiem reakcijas vienādojumiem, karsējot balto fosforu ar kālija hidroksīda hidrātu, veidojas gāzveida hidrogēnfosfīds, ūdeņradis un kālija ortofosfāts.

Ar šo metodi iegūtais ūdeņraža fosfīds spontāni aizdegas. Tas ir tāpēc, ka tajā ir daži pašaizdegšanās šķidrā ūdeņraža fosfīda un ūdeņraža tvaiki.

Kālija oksīda hidrāta vietā varat izmantot nātrija, kalcija vai bārija oksīda hidrātus. Reakcijas ar viņiem notiek līdzīgi.

Ierīce ir apaļkolba ar ietilpību 100-250 ml, cieši noslēgts ar gumijas aizbāzni, caur kuru jāizlaiž caurule, kas gāzveida produktus novirza kristalizatorā ar ūdeni.

Kolbu 3/4 no tilpuma piepilda ar 30-50% KOH šķīdumu, kurā iemet 2-3 zirņa lieluma baltā fosfora gabaliņus. Kolbu nostiprina statīva skavā un, izmantojot izplūdes cauruli, savieno ar kristalizētāju, kas piepildīts ar ūdeni (att.).

Kad kolba tiek uzkarsēta, kālija hidroksīds reaģē ar balto fosforu saskaņā ar iepriekš minētajiem reakcijas vienādojumiem.

Šķidrais ūdeņraža fosfīds, sasniedzot kolbā esošā šķidruma virsmu, nekavējoties aizdegas un sadedzina dzirksteļu veidā; tas notiek, līdz tiek patērēts atlikušais skābeklis kolbā.

Kad kolbu spēcīgi karsē, šķidrais ūdeņraža fosfīds tiek destilēts un virs ūdens aizdedzina gāzveida ūdeņraža fosfīdu un ūdeņradi. Fosfora ūdeņradis sadeg ar dzeltenu liesmu, veidojot fosfora anhidrīdu baltu dūmu gredzenu veidā.

Eksperimenta beigās samaziniet liesmu zem kolbas, noņemiet kontaktdakšu ar izplūdes cauruli, pārtrauciet sildīšanu un atstājiet ierīci zem iegrimes, līdz tā pilnībā atdziest.

Neizmantoto fosforu rūpīgi nomazgā ar ūdeni un uzglabā nākamajiem eksperimentiem.

Pieredze. (Spontāni uzliesmojošas) ūdeņraža fosfīda gāzes ražošana, sadalot kalcija fosfīdu ar ūdeni. Reakcija notiek saskaņā ar vienādojumu:

Ca3P2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ca(OH)2.

Vienlaikus notiek arī šādas reakcijas:

Ca 3 P 2 + 6H 2 O = P 2 H 4 + H 2 + 3Ca(OH) 2,

4P 2 H 4 + Ca(OH) 2 + 2H 2 O = 6РН 3 + Ca(H 2 PO 2) 2,

R2H4 + Ca(OH)2 + 2H2O = 3H2 + Ca(H2PO2)2.

Ierīce ir maza kolba ar taisnu izplūdes cauruli un lielu stiklu.

Svēršanai kolbā ar ietilpību 100 ml ielej svina šāvienu, pēc tam pievieno nelielu daudzumu sausa kalcija fosfīda un dažus pilienus ētera. Kolbu noslēdz ar gumijas aizbāzni, caur kuru tiek izlaista taisna stikla caurule 7-8 garumā cm un diametrs 3-5 mm, sākot no korķa apakšējās malas. Uzlieciet vairākus svina gredzenus uz kolbas kakla un piesieniet pie tā auklu. Pēc tam, kad kolbu kādu laiku turot plaukstā, lai ēteris iztvaikotu, to uz auklas iegremdē lielā glāzē (ar ietilpību aptuveni 3 l) ar ūdeni. Vispirms no kolbas izdalās gaisa un ētera tvaiku burbuļi, tad, gāzes spiedienam kolbā samazinoties, kolbā nonāk neliels ūdens daudzums un sākas kalcija fosfīda sadalīšanās.

Gāzveida produkti, kas veidojas kalcija fosfīda sadalīšanās rezultātā, novērš nepārtrauktu ūdens ieplūšanu kolbā.

Iegūtajām gāzēm paceļoties uz ūdens virsmu, tās uzliesmo un, sadedzinot, veido fosfora anhidrīdu baltu dūmu gredzenu veidā.

Ūdens iekļūst kolbā nelielās porcijās brīdī, kad gāzes spiediens samazinās un veido ūdeņraža fosfīdu, līdz kalcija fosfīds ir pilnībā iztērēts.

Svina skrotis un gredzeni tiek izmantoti, lai iegremdētu kolbu glāzē ūdens.

Šo eksperimentu var veikt citā veidā. Vairāki kalcija fosfīda gabali tiek iemesti glāzē ūdens. Gāzes burbuļi, kas izdalās kalcija fosfīda sadalīšanās laikā, aizdegas, izejot no ūdens. Dedzinot fosfora ūdeņradi, veidojas fosfora anhidrīds, kas šajā gadījumā paceļas virs stikla baltu dūmu gredzenu veidā.

Kalcija fosfīdu ņem ar pinceti vai knaiblēm.

Tīra (spontāni neuzliesmojoša) ūdeņraža fosfora ražošana ir aprakstīta sadaļā par difosfīna īpašībām.

Pieredze. Ūdeņraža fosfīda ražošana, iedarbojoties uz kalcija, cinka, magnija un alumīnija fosfīdiem ar atšķaidītu HCl un H 2 SO 4 (vai ūdeni, kas paskābināts ar kādu no šīm skābēm). Reakciju vienādojumi:

Me 3P 2 + 6HCl = 2PH 3 + 3MeCl 2,

Es - Ca, Mg, Zn,

AlP + 3HCl = PH 3 + AlCl 3.

Šajā eksperimentā kopā ar gāzveida ūdeņraža fosfīdu veidojas šķidrais ūdeņraža fosfīds un gāzveida ūdeņradis.

Vienu no iepriekš uzskaitītajiem fosfīdiem pievieno glāzē ar atšķaidītu HCl (īpatnējais svars 1,12) vai atšķaidītu H 2 SO 4. Ievērojiet ūdeņraža fosfīda izdalīšanos, kas spontāni aizdegas virs šķīduma glāzē.

Pieredze. Tīra ūdeņraža fosfora pH 3 iegūšana no fosfora un hipofosforskābju sadalīšanās. Sildot, notiek šādas reakcijas:

4H 3 PO 3 = PH 3 + 3 H 3 PO 4,

2H 3 PO 2 = PH 3 + H 3 PO 4.

Koncentrētos skābes šķīdumus karsē mazās stikla kolbās. Izdalītie gāzveida produkti caur cauruli tiek novirzīti kristalizētājā ar ūdeni.

Pieredze. Tīra gāzveida ūdeņraža fosfīda iegūšana, iedarbojoties ar atšķaidītu kālija hidroksīda hidrāta šķīdumu uz fosfonija jodīda. Reakcijas vienādojums:

PH 4 I + KOH = PH 3 + KI + H 2 O.

Lai iegūtu ūdeņraža fosfīdu, KOH šķīdumu no pilināmās piltuves pievieno Wurtz kolbā ar mazām stikla caurulēm un sausu pH 4 I.

FOSFONIJODĪDA SAGATAVOŠANA UN ĪPAŠĪBAS

50 izšķīdina oglekļa disulfīdā G baltais fosfors. Iegūtajam šķīdumam pakāpeniski pievieno 65 G jods. Pēc oglekļa disulfīda atdalīšanas iztvaicējot, paliek fosfora jodīda P 2 I 4 kristāli; tos ievieto Wurtz kolbā ar platu sānu cauruli. Caur Wurtz kolbu tiek izvadīta vāja CO 2 strāva, un pēc tam no pilināmās piltuves pievieno ūdeni.

Rezultātā Wurtz kolbā veidojas fosforskābe, neliels daudzums brīvā ūdeņraža jodīda un fosfonija jodīda. Sildot līdz 80°, pēdējais sublimējas un var tikt savākts platā caurulē, kas atdzesēta no ārpuses. Iegūtais fosfonija jodīds ir bezkrāsaina kristāliska viela, kas sadalās ar ūdeni.

Mēs jau esam saskārušies ar fosfonija jodīda veidošanos eksperimentos par ūdeņraža jodīda ražošanu.

FOSFORA ŪDEŅRAŽA GĀZES ĪPAŠĪBAS

Normālos apstākļos ūdeņraža fosfīda gāze ir bezkrāsaina, ļoti indīga gāze ar nepatīkama smaka sapuvušas zivis (vai ķiploki). Tas labi šķīst ūdenī (normālos apstākļos 5 lūdens izšķīst 1 l PH 3), bet ar to ķīmiski nereaģē. Tas slikti šķīst spirtā un ēterī. Atdzesējot tas kondensējas šķidrumā, kas vārās pie -87,4° un pie -132,5° sacietē kristāliskā masā. Kritiskā temperatūraūdeņraža fosfīds 52,8°, kritiskais spiediens 64 atm.

Fosfora ūdeņradis ir ļoti spēcīgs reducētājs; gaisā tas aizdegas 150° un deg ar dzeltenu liesmu, veidojot fosfora anhidrīdu saskaņā ar vienādojumu:

2РН 3 + 4O 2 = Р 2 O 5 + 3Н 2 O

Ūdeņraža fosfora gāzes sadedzināšana jau ir apspriesta tās ražošanas eksperimentos.

Pieredze. Sudraba un vara sāļu ūdens šķīdumu reducēšana ar gāzveida ūdeņraža fosfīdu. Reakciju vienādojumi:

6AgNO3 + PH3 + 3H2O = 6HNO3 + H3PO3 + 6Ag,

3CuSO 4 + PH 3 + 3H 2 O = 3H 2 SO 4 + H 3 PO 3 + 3 Cu.

Eksperiments tiek veikts mēģenēs. Reakcijas rezultātā izdalās ne tikai sudrabs un varš, bet arī veidojas attiecīgie fosfīdi, piemēram:

3СuSO 4 + 2РН 3 = Сu 3 Р 2 + 3Н 2 SO 4

Vara sāļi (CuSO 4 un Cu 2 Cl 2) absorbē gāzveida ūdeņraža fosfīdu, un to izmanto, lai atdalītu ūdeņraža un ūdeņraža gāzveida maisījumu - tas tiek izvadīts caur mazgāšanas traukiem ar vara sāļiem.

Gāzveida hidrogēnfosfīds reducē arī slāpekļskābes, sērskābes un sērskābes, zelta sāļus un citus savienojumus.

Gāzveida ūdeņraža fosfīda mijiedarbība ar hloru jau tika apspriesta, aprakstot eksperimentus hlora īpašību izpētei.

Ūdeņraža fosfīda gāze tieši savienojas ar halogenūdeņražskābēm, veidojot fosfonija sāļus (fosfonija jodīda pagatavošana ir aprakstīta iepriekš). Vienādi apjomi ūdeņraža jodīda un ūdeņraža fosfīda apvienojas, veidojot bezkrāsainus kubiskus fosfonija jodīda kristālus.

KALCIJA FOSFĪDS

Pieredze. Kalcija fosfīda sagatavošana un īpašības. Kalcija fosfīdu iegūst no smalkām kalcija un sarkanā fosfora skaidām caurvējā. Balto fosforu šim nolūkam neizmanto, jo reakcija ar to ir pārāk spēcīga.

Ierīce ir 10-12 gara stikla caurule cm un diametrs 0,5 cm, vienā galā fiksēts statīva skavā horizontāli. 1. maisījumu ievieto mēģenes vidū G mazas kalcija skaidas un 1 G sausais sarkanais fosfors. Kad caurule tiek uzkarsēta, notiek abu vielu vardarbīga kombinācija, veidojot Ca 3 P 2 - gaiši brūnu cietu vielu. Pēc atdzesēšanas cauruli sasmalcina, izmantojot lielu javu un piestu. Kalcija fosfīdu no javas izvēlas ar lāpstiņu, pinceti vai metāla knaiblēm un ievieto sausā burkā uzglabāšanai. Burka ir cieši noslēgta un piepildīta ar parafīnu, lai novērstu kalcija fosfīda sadalīšanos atmosfēras mitruma ietekmē.

Rūpīgi tiek noņemti arī visi ar kalcija fosfīdu piesārņotie cauruļu fragmenti, jo pēdējā sadalīšanās rada toksiskus produktus.

Gāzveida ūdeņraža fosfīda ražošanas eksperimentos tika ņemta vērā kalcija fosfīda mijiedarbība ar ūdeni un atšķaidītām skābēm.

ŠĶIDRĀ ŪDEŅRADĒŅA FOSFORS R 2 H 4 (DIFOSFĪNS)

Parasti difosfīns veidojas kā blakusprodukts fosfīna ražošanas laikā, jo īpaši tas notiek fosfīdu sadalīšanās laikā ar ūdeni. Bet, ņemot vērā lielo atšķirību starp fosfīna un difosfīna viršanas un kušanas temperatūru, tos var viegli atdalīt, ja izlaižat gāzes maisījums caur cauruli, kas atdzesēta līdz 0°.

Difosfīns tiek ražots tumšā telpā, jo gaismas ietekmē tas sadalās.

Pieredze. Difosfīna sagatavošana un īpašības. Ierīce ir samontēta saskaņā ar att. Trīskaklu kolba vienā pusē ir savienota ar garu izplūdes cauruli, kas iet caur dzesēšanas ledus un galda sāls maisījumu, un no otras puses ar drošības cauruli, kuras gals ir jānolaiž traukā ar ūdeni. Trīskaklu kolbu piepilda ar ūdeni līdz 2/8 tilpuma un ievieto ūdens vannā, ar kuras palīdzību ūdens temperatūru kolbā uztur aptuveni 50°. Trīs kaklu kolbas vidējā kaklā tiek ievietota plata taisna caurule, kuras augšējais gals ir noslēgts ar gumijas aizbāzni.

Pirms eksperimenta sākšanas drošības caurule ir savienota ar CO 2 avotu, lai izspiestu gaisu no ierīces. Tas tiek darīts, lai novērstu eksploziju, kas var notikt eksperimenta laikā, ja kolbā ir gaiss.

Pēc gaisa izņemšanas no ierīces izplūdes caurules brīvo galu aizver ar gumijas aizbāzni, atvieno CO 2 avotu un drošības caurules galu nolaiž traukā ar ūdeni.

Caur vidējo cauruli kolbā ievada vairākus kalcija fosfīda gabalus un cauruli aizver ar gumijas aizbāzni.

Fosfora ūdeņradis, kas veidojas kalcija fosfīda sadalīšanās laikā, caur drošības cauruli izspiež oglekļa dioksīdu no pudeles.

Pēc oglekļa dioksīda izņemšanas no kolbas noņemiet aizbāzni no izplūdes caurules. Tagad šķidrā ūdeņraža fosfīda tvaiki kopā ar ūdens tvaikiem, ko tie ved, ieplūst izplūdes caurulē un kondensējas tajā tās daļā, kas ir iegremdēta dzesēšanas maisījumā. Kad šī caurules daļa ir aizsērējusi ar kondensētiem ūdeņraža fosfīda un ūdens tvaikiem, gāzes atkal ieplūst drošības caurulē.

Izplūdes caurules brīvais gals ar sasalušu difosfīnu tiek noslēgts, izmantojot gāzes degli, pēc tam caurule tiek atvienota no ierīces un otrs gals ir noslēgts.

Normālos apstākļos difosfīns ir bezkrāsains šķidrums, kas nesajaucas ar ūdeni, vārās 51,7° un sacietē -99°. Šis šķidrums spontāni aizdegas un deg ar ļoti spilgtu liesmu, tāpēc tas tiek uzglabāts gaisa trūkuma apstākļos.

Difosfīns spēcīgi lauž gaismu un nesamitrina stikla sienas.

Saskaroties ar izsmidzinātām cietām vielām, terpentīnu, karstumu (30°), gaismu un koncentrētu HCl, difosfīns sadalās fosfīnā un fosforā saskaņā ar vienādojumu:

3Р 2 Н 4 = 4РН 3 + 2Р.

Fosfors absorbē daļu fosfīna, veidojot savienojumu, ko sauc par cieto ūdeņraža fosfīdu.

Izmantojot to, ka difosfīns sadalās koncentrēta HCl klātbūtnē, ir iespējams iegūt gāzveida, spontāni neuzliesmojošu ūdeņraža fosfīdu. Lai to izdarītu, gāzveida ūdeņraža fosfīda un šķidrā hidrogēnfosfīda tvaiku maisījumu izlaiž caur mazgāšanas kolbu ar koncentrētu HCl. Šajā gadījumā mazgāšanas pudelē paliek ciets ūdeņraža fosfīds - gaiši dzeltena viela, kas gaismas ietekmē sadalās ūdeņradi un sarkano fosforu.

Pieredze. Tīra, spontāni neuzliesmojoša ūdeņraža fosfīda ražošana. Ierīce ir salikta saskaņā ar att. Pirmo trīskaklu kolbu iepilda 2/3 ar atšķaidītu HCl, otro piepilda ar koncentrētu HCl un ūdeni ielej kristalizatorā. Ierīce tiek samontēta un no tās tiek noņemts gaiss, izmantojot oglekļa dioksīdu, kas nonāk pirmajā trīskaklu kolbā. Pēc gaisa noņemšanas aizveriet gumijas caurules skavu I.

Pēc kalcija fosfīda pievienošanas caur vidējo cauruli pirmajā trīskaklu kolbā veidojas fosfīna un difosfīna maisījums.

Izejot cauri koncentrētai HCl, difosfīns sadalās, un tīrs gāzveida hidrogēnfosfīds nonāk kristalizētājā ar ūdeni, kas tiek savākts dažādos traukos ar ūdens izspiešanas metodi.

FOSFORA SKĀBEKĻA SAVIENOJUMI

Pieredze. Fosfora anhidrīda (fosfora trioksīda) sagatavošana un īpašības. Fosfora anhidrīdu pagatavo, izlaižot sausu gaisu caur sakarsētu sarkano fosforu. Ierīce ir izgatavota no trim kopā slīpētām stikla caurulēm. Pirmā caurule, kas horizontāli uzstādīta statīva skavā, kalpo sarkanā fosfora sildīšanai. Stikla vates tamponu ievieto otrajā mēģenē, arī nostiprina horizontālā stāvoklī un uzkarsē līdz aptuveni 50°, lai no pirmās mēģenes noturētu fosforu un fosfora anhidrīdu. Trešā caurule ir izliekta, tās gals ir nolaists gandrīz līdz mazas no ārpuses atdzesētas kolbas dibenam, kurā kondensējas fosforanhidrīds.

Fosfora anhidrīds - balts, kristālisks, ļoti vaskam līdzīgs indīga viela, kušanas 23,8° un vārīšanās temperatūra 173,1°. (Vārīšanās temperatūru var iestatīt, karsējot fosforanhidrīdu slāpekļa atmosfērā.)

Fosfora anhidrīdam ir reducējošas īpašības. Uzkarsēts līdz 70°, tas aizdegas un sadedzina, pārvēršoties par fosfora anhidrīdu saskaņā ar vienādojumu:

R 2 O 3 + O 2 = R 2 O 5.

Pamazām šī oksidēšanās, ko pavada mirdzums, sāk notikt normālā temperatūrā.

Fosfora anhidrīds veido dimerizētas P 4 O 10 molekulas.

Sildot virs 210° vai pakļaujot gaismas iedarbībai, fosfora anhidrīds sadalās:

2P 4 O 6 = 2P + 3P 2 O 4.

Fosfora anhidrīds ļoti lēni savienojas ar aukstu ūdeni, veidojot fosforskābi H 3 PO 3. Tas spēcīgi reaģē ar karstu ūdeni, veidojot fosfīnu un fosforskābi saskaņā ar vienādojumu:

P 4 O 6 + 6H 2 O = PH 3 + 3H 3 PO 4.

Pieredze. Fosfora anhidrīda P 2 O 5 (fosfora pentoksīda) sagatavošana un īpašības. Lai iegūtu fosfora anhidrīdu, sadedzinot fosforu, izmantojiet ierīci, kas parādīta attēlā.

Kolbas kakliņā ar gumijas aizbāzni tiek ievietota plata taisna stikla caurule, kuras galā ar stiepli piesiets neliels porcelāna tīģelis. Caurule tiek izmantota, lai tīģelī ievadītu fosforu un to aizdedzinātu, izmantojot uzkarsētu stiepli. Caur vienu no sānu caurulēm gaiss iekļūst kolbā, kas tīrīšanai vispirms iziet cauri mazgāšanas pudelēm ar koncentrētiem NaOH un H 2 SO 4 šķīdumiem. Caur otro cauruli no kolbas izplūst gaiss, kam nav skābekļa, līdzi ņemot fosfora anhidrīdu, kas kondensējas sausā un aukstā kolbā. Pēdējais ir savienots ar ūdens strūklas sūkni caur mazgāšanas pudeli ar ūdeni.

Lai veiktu eksperimentu, ieslēdziet ūdens strūklas sūkni, pievienojiet tīģelī fosfora gabalus un aizdedziet. Pēc fosfora aizdedzināšanas noņemiet sakarsēto stiepli un aizveriet platās stikla caurules augšējo galu ar gumijas aizbāzni.

Visām ierīces caurulēm un kontaktdakšām jābūt cieši savienotām.

Fosfors deg saskaņā ar vienādojumu:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + 2 x 358,4 kcal.

Iegūtais fosfora anhidrīds kondensējas aukstā pudelē pārslu veidā, kas atgādina sniegu.

Fosfora anhidrīda ražošana jau tika apspriesta skābekļa un fosfora īpašību izpētē.

Fosfora anhidrīds tiek attīrīts no zemāku fosfora oksīdu piemaisījumiem, sublimējot skābekļa plūsmā sūkļa platīna klātbūtnē. Uzglabājiet fosfora anhidrīdu sausās, cieši noslēgtās un ar parafīnu izklātās burkās.

Fosfora anhidrīds parādās kā balta, kristāliska, sniegam līdzīga viela, bet var būt amorfa vai stiklveida.

Atkarībā no ūdens molekulu skaita, kas savienojas ar fosfora anhidrīda molekulu, veidojas meta-, piro- un ortofosforskābes:

P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3,

R2O5 + 2H2O = H4R2O7,

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4.

Fosfora anhidrīds ir visspēcīgākais gāzu dehidrētājs, tāpēc to iepilda žāvēšanas kolonnās un torņos, uzklājot uz azbesta vai stikla vates. Dažos gadījumos tas var atdalīt ūdens elementus no citiem savienojumiem, tāpēc to izmanto slāpekļa, sērskābes anhidrīda un citu savienojumu pagatavošanā. Gaisā fosfora anhidrīds, kas piesaista mitrumu, ātri izplatās (tas jāuzglabā, ja nav mitruma).

Kad fosfora anhidrīds nonāk saskarē ar ūdeni, notiek spēcīga hidratācijas reakcija, ko pavada spēcīgs troksnis, kas atgādina svilpi. Ar nelielu daudzumu auksta ūdens tas ražo metafosforskābi, un ar lielu daudzumu silta ūdens veido ortofosforskābi.

Fosfora anhidrīds, uzkarsēts līdz 250°, sublimējas un nosēžas uz trauka aukstajām sieniņām monoklīnisku kristālu veidā. Karsējot slēgtā ierīcē līdz 440°, tas polimerizējas un nonāk pulvera formā, un 600° temperatūrā tas kļūst stiklveida. Tvaiku kondensācijas rezultātā veidojas kristāliska forma. Fosfora anhidrīds kūst 563 ° temperatūrā.

Pieredze. Metafosforskābes HPO 3 sagatavošana un īpašības. Pievienojiet 1-2 ēdamkarotes fosforskābes anhidrīda mazā glāzē, kurā ir 50 ml ūdens. Ūdens kļūst duļķains, jo veidojas metafosforskābe. Šķīdums kļūst gaišs, ja ļauj tam nostāvēties, sakrata vai nedaudz karsē.

Šķīdumam iztvaicējot, metafosforskābe izdalās caurspīdīgas, ledus līdzīgas, bezkrāsainas stiklveida masas veidā.

Uzglabājiet metafosforskābi burkās, kas noslēgtas ar vaska aizbāzni; gaisa klātbūtnē tas pārklājas ar baltu pārklājumu, ko var noņemt mazgājot.

Vienbāziskā metafosforskābe ir vidēja stipruma skābe. Tas šķīst ūdenī. Ar ūdens pārpalikumu tas pārvēršas par piro- un ortofosforskābi.

Metafosforskābes vai mstafosfāta šķīdums, pievienojot etiķskābi, sarecē albumīnu. Eksperimentu var veikt mēģenē, lai parādītu olu baltumu koagulāciju.

Pieredze. Ortofosforskābes sagatavošana un īpašības. Pētot slāpekļskābes īpašības, tika apspriesta tīras ortofosforskābes iegūšana, oksidējot fosforu ar slāpekļskābi.

Ortofosforskābi var pagatavot arī, karsējot vai ilgstoši uzglabājot metafosforskābi, karsējot fosforskābi, iedarbojoties ūdenim uz fosfora pentahlorīdu, fosfora oksihlorīdu vai fosfora anhidrīdu, kā arī iedarbojoties koncentrētai sērskābei uz kalcija ortofosfātu.

Fosforskābe veidojas, sērskābei iedarbojoties uz kaulu pelniem:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 3 CaSO 4 + 2H 3 PO 4.

Karsējiet 5 porcelāna krūzē 4-5 minūtes G kaulu pelni, 5 mlūdens un 5 ml koncentrēts H 2 SO 4 (īpatnējais svars 1,84). Pēc tam krūzes saturu pārnes glāzē un pēc atdzesēšanas atšķaida ar tādu pašu daudzumu auksta ūdens.

Pēc kalcija sulfāta nogulšņu filtrēšanas un dzidra šķīduma iztvaicēšanas (karsējot līdz 150°) tās sabiezē, iegūstot bieza sīrupa konsistenci.

Ja daļu no filtrētā šķīduma lakmusa klātbūtnē neitralizē ar amonjaku (pievienojot to nelielā pārpalikumā) un pēc tam pievieno sudraba nitrātu, izgulsnējas dzeltenas sudraba ortofosfāta Ag 3 PO 4 nogulsnes.

Ortofosforskābe ir bezkrāsaini, caurspīdīgi un cieti rombveida kristāli, kas izkliedējas gaisā. Tā ir vidēja stipruma trīsbāziska skābe. Tas ļoti viegli izšķīst ūdenī, izdalot nelielu siltuma daudzumu. Tas tiek pārdots 40-95% ūdens šķīduma veidā.

Viena, divu vai trīs ūdeņraža jonu aizstāšanas rezultātā ar metāliem ortofosforskābe veido trīs sāļu sērijas (NaH 2 PO 4 - primārais nātrija fosfāts, Na 2 HPO 4 - sekundārais - nātrija fosfāts un Na 3 PO 4 - terciārais nātrija fosfāts).

Vājākā, bet mazāk gaistošā fosforskābe var izspiest slāpekļskābi un sērskābi no to savienojumiem.

Karsējot ortofosforskābi līdz 215°, iegūst pirofosforskābi stiklveida masas veidā. Reakcija notiek saskaņā ar vienādojumu:

2H 3PO 4 + 35 kcal= H4P2O7 + H2O,

un, karsējot virs 300°, pirofosforskābe pārvēršas metafosforskābē:

H 4 P 2 O 7 + 6 kcal= 2HPO3 + H2O.

Pieredze. Fosforskābes sagatavošana un īpašības. Fosforskābes iegūšana ar fosfora tribromīda, trijodīda un trihlorīda hidrolīzi aprakstīta ūdeņraža bromīda un jodūdeņraža iegūšanas eksperimentos un turpmāk tiks apspriesta fosfora trihlorīda īpašību izpētes eksperimentos.

Fosforskābe ir vidēja stipruma divbāziska skābe; tas veido divas sāļu sērijas, piemēram, NaH 2 PO 3 - skābais nātrija fosfīts un Na 2 HPO 3 - vidējais nātrija fosfīts.

Brīvā stāvoklī H 3 PO 3 ir bezkrāsaini kristāli, kas izkliedējas gaisā un viegli šķīst ūdenī.

Karsējot, fosforskābe sadalās ortofosforskābē un fosfīnā saskaņā ar vienādojumu:

4H 3PO 3 = 3H 3 PO 4 + PH 3.

Fosforskābe ir spēcīgs reducētājs; karsējot, tas dzīvsudraba hlorīda šķīdumu reducē par hlorīdu un pat metālisku dzīvsudrabu, un no sudraba nitrāta šķīduma izdala metālisku sudrabu:

H 3 PO 3 + 2 HgCl 2 + H 2 O = Hg 2 Cl 2 + H 3 PO 4 + 2 HCl,

H 3 PO 3 + HgCl 2 + H 2 O = Hg + H 3 PO 4 + HCl,

H 3PO 3 + 2AgNO 3 + H 2 O = 2Ag + H 3 PO 4 + 2HNO 3.

Pieredze. Hipofosforskābes H 3 PO 2 reducējošais raksturs. Hipofosforskābe un tās sāļi (hipofosfīti) reducē vara, sudraba, dzīvsudraba, zelta un bismuta sāļus līdz attiecīgajiem metāliem. Piemēram, ja vara sulfāta vai sudraba nitrāta šķīdumam pievieno hipofosforskābes šķīdumu, izdalās metāliskais varš un metāliskais sudrabs un veidojas ortofosforskābe saskaņā ar vienādojumiem:

H3PO2 + 2СuSO4 + 2H2O = 2Сu + H3PO4 + 2H2SO4,

H 3PO 2 + 4AgNO 3 + 2H 2 O = 4Ag + H 3 PO 4 + 4HNO 3.

Hipofosforskābe samazina broma un joda saturu ūdens šķīdumi uz ūdeņraža bromīdu un ūdeņraža jodīdu saskaņā ar vienādojumiem:

H3PO2 + 2Br2 + 2H2O = 4HBr + H3PO4,

H 3PO 2 + 2I 2 + 2H 2 O = 4HI + H 3 PO 4.

Hipofosfītu sagatavošana, karsējot balto fosforu ar stiprām bāzēm, tika aprakstīta eksperimentā ūdeņraža fosfīda ražošanā.

Kad bārija hipofosfīts tiek pakļauts sērskābes iedarbībai, apmaiņas reakcija rada hipofosforskābi.

Tiek uzskatīts, ka fosfors ir tumsā mirdzošs minerāls, kas ir indīgs un viegli uzliesmojošs. Bet tā ir tikai daļa no patiesības par šo apbrīnojamo elementu. Fosfors var būt arī dažāds, ar tieši pretējām īpašībām.

Kas ir sarkanais fosfors?

Fosfors var pastāvēt vairākās šķirnēs (allotropās formās), kas ievērojami atšķiras pēc to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Iemesls tam ir struktūras atšķirības. Piemēram, baltā fosfora kristāliskais režģis ir molekulārs, bet sarkanā fosfora režģis ir atomu. Pateicoties tam, tas lēni reaģē ar citām vielām un normālos apstākļos ir stabils gaisā (baltais fosfors gaisā uzliesmo). Kopumā fosforā konstatētas vairāk nekā divdesmit modifikācijas, no kurām četras ir stabilas (baltais, sarkanais, melnais un metāliskais fosfors), pārējās ir nestabilas.

Sarkanais fosfors ir ļoti interesanta viela, dabisks neorganisks polimērs ar formulu (P 4)n un ļoti sarežģītu piramīdiski saistītu atomu struktūru.

Sarkanā fosfora īpašības zināmā mērā ir atkarīgas no tā ražošanas apstākļiem. Mainot temperatūru, gaismu un katalizatorus, ir iespējams izveidot sarkanā fosfora veidus ar prognozējamām īpašībām.

Sarkanā fosfora atklājējs ir austrietis A. Šrēters, kurš to ieguvis, karsējot noslēgtu ampulu ar balto fosforu un oglekļa monoksīdu +500 °C temperatūrā.

Sarkanā fosfora īpašības

Sarkanais fosfors rodas, ilgstoši karsējot balto fosforu plkst augstas temperatūras ah (250-300 °C) bez gaisa piekļuves. Vielas krāsa svārstās no purpursarkanas līdz violetai.

Sarkanais fosfors, atšķirībā no tā slavenākā “brāļa”, baltā fosfora, ir cieta viela, neluminiscē un praktiski nešķīst (ne ūdenī, ne organiskajos šķīdinātājos, ne oglekļa disulfīdā). Tas nav toksisks, spontāni aizdegas gaisā tikai +240-260 ° C temperatūrā (patiesībā aizdegas nevis pats sarkanais fosfors, bet gan tā tvaiki, kas pēc atdzesēšanas pārvēršas baltā viegli uzliesmojošā fosforā) .

Sarkanā fosfora blīvums ir lielāks nekā baltā fosfora blīvums un ir vienāds ar 2,0 - 2,4 g/cm3 (atkarībā no konkrētās modifikācijas).

Gaisā sarkanais fosfors absorbē mitrumu un oksidējas, pārvēršoties oksīdā; turpinot uzsūkt mitrumu, tas pārvēršas biezā fosforskābē (“iesūcas”). Ņemot to vērā, reaģentam jābūt hermētiski noslēgtam, neļaujot piekļūt gaisa mitrumam. Sildot, sarkanais fosfors nevis kūst, bet sublimējas (iztvaiko). Pēc kondensācijas vielas tvaiki pārvēršas baltajā fosforā.

Sarkanā fosfora pielietojumi

Sarkanais fosfors praktiski nav toksisks un daudz drošāk lietojams un uzglabājams nekā baltais fosfors. Tāpēc iekšā rūpnieciskā ražošana visbiežāk izmanto fosfīdus, fosforu saturošus mēslošanas līdzekļus, dažādus fosforskābes atvasinājumus, sarkano fosforu.

Pats sarkanais fosfors galvenokārt tiek izmantots sērkociņu izgatavošanai. Tas ir iekļauts “režģa” maisījumā, kas tiek uzklāts uz kastes. To izmanto arī smērvielās, aizdedzes sastāvos, degvielā un kvēlspuldžu ražošanā.

Vai nezināt, kur nopirkt sarkano fosforu?

Sarkano fosforu un dažādas citas ķīmiskas vielas var iegādāties vienā no lielākajiem laboratorijas aprīkojuma veikaliem Prime Chemicals Group. Mums ir pieejamas cenas un ērta piegāde visā Maskavā un reģionā, un kvalificēti vadītāji palīdzēs jums izdarīt izvēli.

Fosfors (no grieķu phosphoros — luminiferous; lat. Phosphorus) ir periodiskās sistēmas ķīmisko elementu periodiskās sistēmas elements, viens no visizplatītākajiem zemes garozas elementiem, tā saturs ir 0,08-0,09% no masas. Koncentrācija jūras ūdenī ir 0,07 mg/l. Tas nav atrodams brīvā stāvoklī augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ. Tas veido aptuveni 190 minerālus, no kuriem svarīgākie ir apatīts Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), fosforīts Ca 3 (PO 4) 2 un citi. Fosfors ir atrodams visās zaļo augu daļās, vēl vairāk augļos un sēklās (sk. fosfolipīdus). Satur dzīvnieku audos, ir daļa no olbaltumvielām un citām būtiskām organiskie savienojumi(ATP, DNS), ir dzīvības elements.

Stāsts

Fosforu atklāja Hamburgas alķīmiķis Henigs Brands 1669. gadā. Tāpat kā citi alķīmiķi, Brends mēģināja atrast filozofu akmens, bet ieguva mirdzošu vielu. Brends koncentrējās uz eksperimentiem ar cilvēka urīnu, jo uzskatīja, ka, būdams zeltainā krāsā, tas varētu saturēt zeltu vai kaut ko noderīgu ieguvei. Viņa sākotnējā metode bija ļaut urīnam nostāvēties vairākas dienas, līdz tas pazuda nepatīkama smaka, un pēc tam vāra līdz lipīgai. Karsējot šo pastu līdz augstām temperatūrām un izraisot burbuļu parādīšanos, viņš cerēja, ka tiem kondensējoties tie saturēs zeltu. Pēc vairāku stundu intensīvas vārīšanas tika iegūti baltas vaskam līdzīgas vielas graudi, kas dega ļoti spilgti un arī mirgoja tumsā. Zīmols šo vielu nosauca par phosphorus mirabilis (latīņu valodā “brīnumains gaismas nesējs”). Brenda fosfora atklājums bija pirmais jauna elementa atklājums kopš senatnes.
Nedaudz vēlāk fosforu ieguva cits vācu ķīmiķis Johans Kunkels.
Neatkarīgi no Brenda un Kunkela fosforu ieguva R. Boils, kurš to aprakstīja rakstā “Fosfora iegūšanas metode no cilvēka urīna”, kas datēts ar 1680. gada 14. oktobri un publicēts 1693. gadā.
Uzlabotu metodi fosfora iegūšanai 1743. gadā publicēja Andreass Marggrafs.
Ir pierādījumi, ka arābu alķīmiķi 12. gadsimtā varēja iegūt fosforu.
Lavuazjē pierādīja, ka fosfors ir vienkārša viela.

vārda izcelsme

1669. gadā Henings Brands, karsējot maisījumu baltas smiltis un iztvaikojušu urīnu, tika iegūta tumsā mirdzoša viela, ko vispirms sauca par “auksto uguni”. Sekundārais nosaukums “fosfors” cēlies no grieķu vārdiem “φῶς” — gaisma un “φέρω” — nest. IN sengrieķu mitoloģija Vārdu Fosfors (vai Eosfors, sengrieķu Φωσφόρος) nesa Rīta zvaigznes aizbildnis.

Kvīts

Fosforu iegūst no apatītiem vai fosforītiem mijiedarbības rezultātā ar koksu un silīcija dioksīdu 1600 ° C temperatūrā:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P4 + 10CO + 6CaSiO 3.

Iegūtie baltā fosfora tvaiki tiek kondensēti uztvērējā zem ūdens. Fosforītu vietā var reducēt citus savienojumus, piemēram, metafosforskābi:
4HPO 3 + 12C → 4P + 2H2 + 12CO.

Fizikālās īpašības

Elementārais fosfors normālos apstākļos pārstāv vairākas stabilas alotropas modifikācijas; Fosfora allotropijas jautājums ir sarežģīts un nav pilnībā atrisināts. Parasti ir četras modifikācijas vienkārša viela - baltais, sarkanais, melnais un metāliskais fosfors. Dažreiz tās sauc arī par galvenajām allotropiskajām modifikācijām, kas nozīmē, ka visas pārējās ir šo četru dažādība. Normālos apstākļos ir tikai trīs fosfora allotropās modifikācijas, un īpaši augsta spiediena apstākļos ir arī metāliska forma. Visas modifikācijas atšķiras pēc krāsas, blīvuma un citiem fiziskās īpašības; Ir novērojama tendence uz krasu ķīmiskās aktivitātes samazināšanos, pārejot no baltā uz metālisko fosforu, un metālisko īpašību palielināšanos.

Ķīmiskās īpašības

Fosfora ķīmiskā aktivitāte ir daudz augstāka nekā slāpeklim. Ķīmiskās īpašības fosforu lielā mērā nosaka tā alotropā modifikācija. Baltais fosfors ir ļoti aktīvs, pārejot uz sarkano un melno fosforu, ķīmiskā aktivitāte strauji samazinās. Baltais fosfors spīd tumsā gaisā; mirdzums ir saistīts ar fosfora tvaiku oksidēšanu līdz zemākiem oksīdiem.
Šķidrā un izšķīdinātā stāvoklī, kā arī tvaikos līdz 800 ° C fosfors sastāv no P 4 molekulām. Karsējot virs 800 °C, molekulas disociējas: P 4 = 2P 2. Temperatūrā virs 2000 °C molekulas sadalās atomos.

Fosfors ir pazīstams vairākās allotropās modifikācijās: baltā, sarkanā, purpursarkanā un melnā krāsā. Laboratorijas praksē sastopamas baltas un sarkanas modifikācijas.

Baltais fosfors ir cieta viela. Normālos apstākļos tas ir dzeltenīgs, mīksts un izskats izskatās pēc vaska. Tas viegli oksidējas un aizdegas. Baltais fosfors ir indīgs un atstāj sāpīgus apdegumus uz ādas. Baltais fosfors tiek pārdots dažāda garuma nūjiņu veidā ar diametru 0,5-2 cm.