Ko najdete napako na strani, jo izberite in pritisnite Ctrl + Enter

PRIDOBIVANJE BELEGA FOSFORJA

Pri izvajanju poskusov je treba upoštevati, da so beli fosfor in njegovi hlapi strupeni; v stiku s kožo pusti boleče in dolgotrajno celilne rane ( glejte predpise o belem fosforju).

Izkušnje. Pridobivanje fosforja kot posledica interakcije kalcijevega ortofosfata, premoga in silicijevega dioksida.

Reakcija poteka po enačbi:

Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 \u003d 2P + 3CaSiO 3 + 5CO -282 kcal.

Ta izkušnja omogoča pridobivanje belega in rdečega fosforja ter opazovanje njegovega hladnega plamena.

Reakcijska komora je ognjevarna steklena bučka s kapaciteto 2 l z dvema cevkama. Bučka premera 150 mm, dolžina cevi je približno 50 mm, notranji premer 40 mm.

Pri sestavljanju aparature je bučka nameščena, kot je prikazano na sliki, na trinožni obroč, ovit z azbestom in pritrjen na vrhu v stojalo. Obe cevi sta zaprti z gumijastima zamaškoma, v sredini katerih je ena luknja za ogljikove elektrode, ob strani pa ena luknja za dovod in odvod plina. Spodnja elektroda s premerom približno 12 mm vstavite tako, da njegov konec ne sega do sredine bučke. Na koncu elektrode, vstavljene v bučko, je pritrjen majhen železen tulec, ki naj bo nosilec za keramični lonček z luknjo na dnu. Uporabljena sklopka mora imeti vijačni navoj in medeninasti vijak; premer spojke cca 9 mm. Tulec se privije tako, da je ena stran tulca nad koncem elektrode. Keramični lonček (z zgornjim premerom manj kot 40 mm), v luknjo, na dnu katere je vstavljena konica elektrode. Na spodnjem koncu elektrode je pritrjena bakrena tulka, ki služi za povezavo elektrode z električnim vodnikom.

V zamašek zgornje cevi je vstavljena debelostenska steklena ognjevarna cev dolžine približno 100 cm. ml tako, da je približno 10 mm vstopil v bučko. Zgornja ogljikova elektroda, ki je lahko tanjša od spodnje, mora zlahka prehajati skozi to cev. Na zgornji konec steklene cevi (s stopljenimi robovi) in elektrodo, ki gre skozi njo, nataknite kos gumijaste cevi 50 mm. Zgornja elektroda je ojačana tako, da je njen koničast konec na razdalji 8-10 mm od zgornjega konca spodnje elektrode. Na zgornjem koncu zgornje elektrode je kot izoliran ročaj pritrjen plutovinast zamašek z luknjo na sredini. Pod zamaškom je utrjen bakreni tulec, na katerega je priključena električna žica.

Električna žica, ki se uporablja v napravi, mora biti skrbno izolirana. Bakrene spojke in konci žic so oviti z izolirnim trakom.

Pri rahlem pritisku na ročaj plute se mora zgornja elektroda dotakniti spodnje in se po prenehanju pritiska vrniti v prvotni položaj. Pralna steklenica s koncentrirano H 2 SO 4 je povezana z balonom vodika.

Izhodna cev, ki gre skozi spodnji čep reakcijske komore, je povezana s T-kosom. Spodnje koleno tee sega skoraj do dna steklenice, do polovice napolnjene z vodo. Na zgornje koleno je pritrjena kratka medeninasta cev s pomočjo gumijaste cevke z vijačno objemko, ki sem jo nataknil, v spodnji konec pa je vstavljen tampon iz steklene volne. Odvodna cev steklenice z vodo je povezana s kratko stekleno cevjo z gumijasto cevjo s spono II.

Reakcijsko mešanico pripravimo z mletjem v možnarju 6 G kalcijev ortofosfat, 4 G kremenčev pesek in 3 G koks ali oglje. Po žganju na močnem ognju v zaprtem lončku se zmes ohladi v eksikatorju.

Pred poskusom zmes vlijemo v elektrodni lonček in pritisnemo ob stene tako, da v sredini zmesi ostane prazen prostor v obliki stožca do spodnje elektrode.

Namesto bučke z dvema cevkama lahko uporabite ognjevzdržno stekleno cev s premerom približno 50 mm. Če lončka ni, lahko reakcijsko zmes postavite v stožčasto vdolbino 15 mm narejen na zgornjem koncu spodnje elektrode; ogljikova elektroda v tem primeru mora imeti premer 20 mm. Kot zgornja elektroda je ogljikova elektroda s premerom 5 mm nanesena na električni oblok. Poskus izvajamo v temi. Sponka II je zaprta, sponka I odprta in skozi instrument teče močan tok vodika. Ko se prepričajo, da je vodik, ki prihaja iz naprave, čist, ga prižgejo na koncu medeninaste cevi in ​​uravnavajo tok, da je plamen miren in ni zelo velik. Vklopi se tok in s pritiskom na zgornjo elektrodo se ustvari električni oblok (10-15 z). Čez nekaj časa se vodikov plamen obarva smaragdno zeleno (da bi bila sprememba barve opaznejša, se v plamen prinese porcelanasta skodelica).

Hlapi belega fosforja, ki nastanejo v reakcijski posodi, se s plini odnesejo v bučko z vodo in tu kondenzirajo v obliki majhnih kroglic. Če objemko II odpremo in objemko I zapremo, lahko opazimo hladen plamen fosforja na koncu odzračevalne cevi, ki prihaja iz steklenice z vodo.

S krožnimi gibi zgornje elektrode se novi deleži reakcijske mešanice vnašajo v voltaični oblok.

Za pridobitev rdečega fosforja se pretok vodika zmanjša, tako da fosforjeva para ne zapusti reakcijske komore tako hitro.

Če izklopite lok, potem vklopite notranje stene bučko, lahko vidite pridih rdeče, na hladnih delih stene pa beli fosfor.

Hladen sij ali hladen plamen fosforja je opazen skozi celoten poskus.

Ko se lonček nekoliko ohladi, se kondenzacijska posoda izklopi, ne da bi se ustavil pretok vodika.

Po koncu poskusa in popolnem ohlajanju naprave v toku vodika elektrode odstranimo in bučko pustimo nekaj časa na vlažnem zraku pod prepihom. Za pranje bučke uporabite vodo s peskom ali koncentrirano H 2 SO 4.

Namesto vodika lahko v poskusu uporabimo ogljikov dioksid, vendar tvorba fosforja v tem primeru ni tako učinkovita. Hladen sij ali hladen plamen fosforja ima v tem primeru tudi zeleno barvo.

Majhne kroglice kondenziranega belega fosforja damo v bučko z hladna voda in shranite za prihodnje poskuse.

Izkušnje. Priprava belega fosforja z redukcijo natrijevega metafosfata z aluminijevim prahom v prisotnosti silicijevega dioksida. Enačba reakcije:

6NaPO 3 + 10Al + 3SiO 2 \u003d 6P + 5Al 2 O 3 + 3Na 2 SiO 3.

Rekuperacija poteka s segrevanjem v ognjevarni cevi 25 cm in premer 1-1,5 cm, ki je na eni strani priključen na vir čistega vodika (balon ali Kippov aparat), na drugi strani pa na cev, skozi katero se plinasti produkti odvajajo v kristalizator z vodo.

V ognjevzdržno epruveto vlijemo zmes, sestavljeno iz 1 mas. vključno z NaRO 3, 3 mas. vključno s SiO 2 in 0,5 mas. vključno z aluminijastimi opilki. S pomočjo azbestnih čepov je cev povezana na eni strani skozi pralno posodo, ki vsebuje koncentrirano H 2 SO 4, na vir vodika, na drugi strani pa na odtočno cev.

Ko z močnim tokom vodika odstranimo zrak iz naprave in se prepričamo, da je izhajajoči vodik čist, se ognjevzdržna cev segreje s Teklu gorilnikom z lastovičijim repom. Fosfor, ki nastane pri zgornji reakciji, se destilira in kondenzira v obliki majhnih kroglic v kristalizatorju z vodo. V temi lahko vidite zelen sij fosforja v cevi.

Na koncu poskusa aparat razstavimo šele potem, ko je popolnoma ohlajen v toku vodika.

Nastali fosfor damo za shranjevanje v kozarec s hladno vodo.

Natrijev metafosfat lahko dobimo s kalciniranjem natrijevega amonijevega hidroortofosfat hidrata; reakcijska enačba:

NaNH 4 HPO 4 4H 2 O = NaPO 3 + NH 3 + 5H 2 O.

Izkušnje. Pridobivanje majhne količine belega fosforja iz rdečega. Poskus izvajamo v epruveti dolžine 17-20 cm in premer 1,5 cm v atmosferi ogljikov dioksid.

V epruveti, ki jo držimo v navpičnem položaju, 0,3-0,5 G suh rdeči fosfor, tako da ostanejo stene epruvete čiste.

Epruveto ohlapno zapremo z gumijastim zamaškom s skoraj do dna segajočo stekleno cevko, skozi katero doteka v epruveto šibek tok ogljikovega dioksida. Po polnjenju cevi z ogljikovim dioksidom se steklena cev izvleče tako, da konica cevi, ki ostane v cevi, ni daljša od 5-6 cm. Epruveto pri sami luknjici pritrdimo v objemko stojala v vodoravnem položaju in njen del, kjer se nahaja fosfor, nekoliko segrejemo. Ob tem opazimo izhlapevanje rdečega fosforja in obarjanje kapljic belega fosforja na hladnih stenah epruvete.

Izločanje belega fosforja v temi je jasno vidno zaradi sijaja zaradi počasne oksidacije. V temi opazimo tudi nastanek hladnega plamena (sijaj) fosforja na odprtini epruvete. Če poskus izvajamo na svetlobi, se sveže pripravljen beli fosfor delno spremeni v rdečega.

Na dnu epruvete ostanejo samo nečistoče, ki jih vsebuje fosfor.

Na koncu poskusa epruveto ohladimo v toku ogljikovega dioksida in občasno potrkamo po njej, da olajšamo strjevanje preohlajenega belega fosforja. Po ohlajanju epruveto z belim fosforjem postavimo v čašo z vodo in segrejemo na 50°, da se ves fosfor stopi in zbere na dnu epruvete. Ko se beli fosfor strdi, ga odstranimo tako, da epruveto ohladimo s curkom hladna voda. Ko dobimo zelo majhno količino fosforja, ga odstranimo iz epruvete s sežiganjem ali segrevanjem s koncentrirano raztopino alkalije.

Za odstranitev sledi fosforja iz cevi, skozi katero je bil doveden ogljikov dioksid, in gumijastega zamaška se uporablja raztopina KMnO 4 ali AgNO 3.

ČIŠČENJE BELEGA FOSFORJA

Beli fosfor je mogoče očistiti z destilacijo z vodno paro v atmosferi ogljikovega dioksida, filtriranjem fosforja, staljenega v vodi skozi semiš v brezzračnem prostoru, obdelavo s kromovo mešanico ali natrijevim hipobromitom, čemur sledi pranje z destilirano vodo.

FIZIKALNO-KEMIJSKE LASTNOSTI BELEGA FOSFORJA

Fosfor poznamo v več alotropskih modifikacijah: beli, rdeči, vijolični in črni. V laboratorijski praksi se srečamo z belimi in rdečimi modifikacijami.

Beli fosfor - trdna. V normalnih pogojih je rumenkast, mehak in po videzu podoben vosku. Z lahkoto oksidira in je vnetljiv. Beli fosfor je strupen - na koži pušča boleče opekline. Beli fosfor gre v prodajo v obliki palic različnih dolžin s premerom 0,5-2 cm.

Beli fosfor zlahka oksidira, zato ga shranjujemo pod vodo v skrbno zaprtih temnih steklenih posodah v slabo osvetljenih in ne zelo hladnih prostorih (da preprečimo pokanje kozarcev zaradi zmrzovanja vode). Količina kisika v vodi in oksidirajočem fosforju je zelo majhna; je 7-14 mg na liter vode.

Pod vplivom svetlobe se beli fosfor spremeni v rdečega.

Pri počasni oksidaciji opazimo sij belega fosforja, pri močni oksidaciji pa se vname.

Beli fosfor jemljemo s pinceto ali kovinskimi kleščami; v nobenem primeru se ga ne dotikajte z rokami.

Pri opeklinah z belim fosforjem opečeno mesto speremo z raztopino AgNO 3 (1:1) ali KMnO 4 (1:10) in nanesemo mokro oblogo, namočeno v istih raztopinah ali 5% raztopini bakrov sulfat, nato rano speremo z vodo in po glajenju povrhnjice nanesemo vazelinski povoj z metil vijolično. Pri hudih opeklinah obiščite zdravnika.

Raztopine srebrovega nitrata, kalijevega permanganata in bakrovega sulfata oksidirajo beli fosfor in tako ustavijo njegovo škodljivo delovanje.

V primeru zastrupitve z belim fosforjem jemljite žličko 2% raztopine bakrovega sulfata peroralno, dokler ne pride do bruhanja. Nato z Mitcherlichovim testom na podlagi luminiscence določimo prisotnost fosforja. Za to se bruhanju zastrupljene osebe doda voda, okisana z žveplovo kislino, in destilirana v temi; pri vsebnosti fosforja opazimo sij hlapov. Kot naprava se uporablja Wurtzeva bučka, na stransko cev katere je pritrjen Liebigov kondenzator, od koder destilirani produkti vstopijo v sprejemnik. Če fosforjeve pare usmerimo v raztopino srebrovega nitrata, nastane črna oborina kovinskega srebra, ki nastane po enačbi, podani pri poskusu redukcije srebrovih soli z belim fosforjem.

Že 0.1 G beli fosfor je smrtonosen odmerek za odraslega.

Beli fosfor režemo z nožem ali škarjami v porcelanasti možnarju pod vodo. Pri uporabi vode pri sobni temperaturi se fosfor drobi. Zato je bolje uporabiti toplo vodo, vendar ne višjo od 25-30 °. Po rezanju fosforja v topli vodi ga prenesemo v hladno vodo ali ohladimo s tokom hladne vode.

Beli fosfor je lahko vnetljiva snov. Vname se pri temperaturi 36-60°, odvisno od koncentracije kisika v zraku. Zato je treba pri izvajanju poskusov, da bi se izognili nesreči, upoštevati vsako zrno.

Sušenje belega fosforja izvedemo tako, da nanj hitro nanesemo tanek azbest ali filtrirni papir, pri čemer se izogibamo trenju ali pritisku.

Ko se fosfor vname, ga pogasimo s peskom, mokro brisačo ali vodo. Če je goreči fosfor na listu papirja (ali azbestu), se tega lista ne smemo dotikati, saj se lahko staljeni goreči fosfor zlahka razlije.

Beli fosfor se tali pri 44°, vre pri 281°. Beli fosfor se stopi z vodo, saj se v stiku z zrakom staljeni fosfor vname. S fuzijo in kasnejšim hlajenjem je mogoče beli fosfor enostavno pridobiti iz odpadkov. Da bi to naredili, odpadke belega fosforja iz različnih poskusov, zbrane v porcelanastem lončku z vodo, segrejemo v vodni kopeli. Če je na površini staljenega fosforja opazna tvorba skorje, dodamo malo HNO 3 ali mešanice kroma. Skorja se oksidira, drobna zrna se združijo v skupno maso in po ohlajanju s curkom hladne vode dobimo kos belega fosforja.

V nobenem primeru ne smete metati ostankov fosforja v umivalnik, saj lahko, ko se kopičijo v zavojih kanalizacijskega kolena, povzročijo opekline vzdrževalcem.

Izkušnje. Taljenje in podhlajanje staljenega belega fosforja. V epruveto z vodo damo košček belega fosforja v velikosti grahovega zrna. Epruveto postavimo v čašo, napolnjeno skoraj do vrha z vodo in pritrjeno v navpičnem položaju v objemki za stativ. Kozarec rahlo segrejemo in s termometrom določimo temperaturo vode v epruveti, pri kateri se fosfor tali. Po končanem taljenju epruveto prenesemo v čašo s hladno vodo in opazimo strjevanje fosforja. Če cev miruje, potem pri temperaturi pod 44 ° (do 30 °) beli fosfor ostane v tekočem stanju.

Tekoče stanje belega fosforja, ohlajenega pod tališče, je stanje podhlajevanja.

Po končanem poskusu, da fosfor lažje izluščimo, ga ponovno stopimo in epruveto potopimo z luknjo navzgor v poševnem položaju v posodo s hladno vodo.

Izkušnje. Pritrditev kosa belega fosforja na konec žice. Za taljenje in strjevanje belega fosforja se uporablja majhen porcelanasti lonček s fosforjem in vodo; damo ga v kozarec tople in nato hladne vode. Žica za ta namen se vzame iz železa ali bakra z dolžino 25-30 cm in premer 0,1-0,3 cm. Ko je žica potopljena v utrjevalni fosfor, se zlahka pritrdi nanj. Če lončka ni, se uporabi epruveta. Zaradi premalo enakomerne površine epruvete pa jo je včasih treba prelomiti, da izločimo fosfor. Če želite odstraniti beli fosfor iz žice, jo potopite v kozarec tople vode.

Izkušnje. Določanje specifične teže fosforja. Pri 10° je specifična teža fosforja 1,83. Izkušnje nam omogočajo, da se prepričamo, da je beli fosfor težji od vode in lažji od koncentrirane H 2 SO 4.

Ko v epruveto z vodo in koncentrirano H 2 SO 4 (specifična teža 1,84) damo majhen košček belega fosforja, opazimo, da fosfor v vodi potone, vendar lebdi na površini kisline in se zaradi toplote tali. se sprosti, ko se koncentrirana H 2 SO raztopi 4 v vodi.

Za vlivanje koncentrirane H 2 SO 4 v epruveto z vodo uporabimo lij z dolgim ​​in ozkim vratom, ki sega do konca epruvete. Vlijemo kislino in previdno odstranimo lij iz epruvete, da ne pride do mešanja tekočin.

Na koncu poskusa vsebino epruvete premešamo s stekleno palčko in z zunanje strani ohladimo s curkom hladne vode, dokler se fosfor ne strdi, da ga lahko odstranimo iz epruvete.

Pri uporabi rdečega fosforja opazimo, da ne potone samo v vodi, ampak tudi v koncentrirani H 2 SO 4, saj je njegova specifična teža (2,35) večja od specifične teže tako vode kot koncentrirane žveplove kisline.

BELI FOSFORNI SIJAJ

Zaradi počasne oksidacije, ki se pojavi že pri običajnih temperaturah, se beli fosfor sveti v temi (od tod tudi ime "svetilni"). Okrog koščka fosforja se v temi pojavi zelenkast svetleč oblak, ki se ob vibriranju fosforja začne valovito gibati.

Fosforescenco (luminiscenco fosforja) razložimo s počasno oksidacijo fosforjevih hlapov s kisikom v zraku v fosfor in fosforjev anhidrid s sproščanjem svetlobe, vendar brez sproščanja toplote. V tem primeru se sprošča ozon in zrak okoli se ionizira (glej poskus, ki prikazuje počasno zgorevanje belega fosforja).

Fosforescenca je odvisna od temperature in koncentracije kisika. Pri 10 °C in normalnem tlaku je fosforescenca šibka, v odsotnosti zraka pa sploh ne pride.

Snovi, ki reagirajo z ozonom (H 2 S, SO 2, Cl 2, NH 3, C 2 H 4, terpentinovo olje), oslabijo ali popolnoma ustavijo fosforescenco.

Pretvorbo kemične energije v svetlobno energijo imenujemo "kemiluminiscenca".

Izkušnje. Opazovanje sijaja belega fosforja.Če v temi opazujete kos belega fosforja v kozarcu in ni popolnoma prekrit z vodo, potem je opazen zelenkast sij. V tem primeru mokri fosfor počasi oksidira, vendar se ne vname, saj je temperatura vode pod plameniščem belega fosforja.

Sijaj belega fosforja lahko opazimo, ko je bil kos belega fosforja za kratek čas izpostavljen zraku. Če v bučko na stekleno volno daš nekaj koščkov belega fosforja in bučko napolniš z ogljikovim dioksidom, spuščaš konec odvodne cevi na dno bučke pod stekleno volno, nato pa bučko rahlo segreješ tako, da jo potopiš v posodo s toplo vodo, nato pa lahko v temi opazujete nastanek hladnega bledo zelenkastega plamena (lahko varno položite roko vanj).

Nastanek hladnega plamena je razloženo z dejstvom, da ogljikov dioksid, ki zapusti bučko, potegne fosforjeve pare, ki začnejo oksidirati, ko pridejo v stik z zrakom na odprtini bučke. V bučki se beli fosfor ne vname, ker je v atmosferi ogljikovega dioksida. Na koncu poskusa bučko napolnimo z vodo.

Pri opisu poskusa pridobivanja belega fosforja v atmosferi vodika ali ogljikovega dioksida je bilo že omenjeno, da izvajanje teh poskusov v temi omogoča opazovanje sijanja belega fosforja.

Če naredite napis na steni, listu kartona ali papirju s fosforno kredo, potem zahvaljujoč fosforescenci ostane napis viden dolgo časa v temi.

Takšnega napisa na tablo ni mogoče narediti, ker se po tem običajna kreda ne prime nanjo in je treba tablo oprati z bencinom ali drugim stearinskim topilom.

Fosforno kredo dobimo z raztapljanjem tekočega belega fosforja v staljenem stearinu ali parafinu. Da bi to naredili, v epruveto dodamo približno dva utežna dela stearina (koščki sveče) ali parafina k enemu utežnemu delu suhega belega fosforja, epruveto prekrijemo z vato, da preprečimo vstop kisika, in segrevamo z neprekinjenim tresenje. Po končanem taljenju epruveto ohladimo s curkom hladne vode, nato epruveto prelomimo in odstranimo strjeno maso.

Fosforjevo kredo hranimo pod vodo. Pri uporabi je kos takšne krede zavit v moker papir.

Fosforjevo kredo lahko dobimo tudi tako, da dodamo majhne koščke posušenega belega fosforja parafinu (stearinu), stopljenemu v porcelanasti skodelici. Če se parafin ob dodajanju fosforja vname, ga pogasimo tako, da skodelico pokrijemo s kosom kartona ali azbesta.

Po nekaj ohladitvi raztopino fosforja v parafinu vlijemo v suhe in čiste epruvete in ohladimo s curkom hladne vode, dokler se ne strdi v trdno maso.

Nato epruvete razbijemo, odstranimo kredo in shranimo pod vodo.

TOPNOST BELEGA FOSFORJA

V vodi je beli fosfor težko topen, slabo topen v alkoholu, etru, benzenu, ksilenu, metiljodidu in glicerinu; dobro se topi v ogljikovem disulfidu, žveplovem kloridu, fosforjevem trikloridu in tribromidu, ogljikovem tetrakloridu.

Izkušnje. Raztapljanje belega fosforja v ogljikovem disulfidu. Ogljikov disulfid je brezbarvna, zelo hlapljiva, lahko vnetljiva, strupena tekočina. Zato se pri delu z njim izogibajte vdihavanju njegovih hlapov in ugasnite vse plinske gorilnike.

Tri ali štiri koščke belega fosforja v velikosti graha z rahlim stresanjem raztopimo v kozarcu 10-15 ml ogljikov disulfid.

Če s to raztopino navlažimo majhen list filtrirnega papirja in ga držimo na zraku, se papir čez nekaj časa vname. Ogljikov disulfid namreč hitro izhlapi, drobno zdrobljen beli fosfor, ki ostane na papirju, pa pri običajnih temperaturah hitro oksidira in se vname zaradi toplote, ki se sprošča pri oksidaciji. (Znano je, da temperatura vžiga različne snovi odvisno od stopnje njihovega mletja.) Zgodi se, da se papir ne vname, ampak samo zoglene. Papir, navlažen z raztopino fosforja v ogljikovem disulfidu, držimo na zraku s kovinskimi kleščami.

Poskus izvajamo previdno, tako da kapljice raztopine fosforja v ogljikovem disulfidu ne padejo na tla, mizo, oblačila ali roke.

Če raztopina pride na roko, jo hitro speremo z milom in vodo, nato pa z raztopino KMnO 4 (za oksidacijo delcev belega fosforja, ki so padli na roke).

Raztopine fosforja v ogljikovem disulfidu, ki ostane po poskusih, ne hranimo v laboratoriju, saj se zlahka vname.

TRANSFORMACIJA BELEGA FOSFORJA V RDEČEGA

Beli fosfor se pretvori v rdečega po enačbi:

P (bela) = P (rdeča) + 4 kcal.

Proces pretvorbe belega fosforja v rdečega močno pospešimo s segrevanjem, pod vplivom svetlobe in v prisotnosti sledi joda (1 G jod pri 400 G beli fosfor). Jod v kombinaciji s fosforjem tvori fosforjev jodid, v katerem se beli fosfor raztopi in s sproščanjem toplote hitro postane rdeč.

Rdeči fosfor dobimo s podaljšanim segrevanjem belega fosforja v zaprti posodi v prisotnosti sledi joda na 280-340 °

Z dolgotrajnim skladiščenjem belega fosforja na svetlobi postopoma postane rdeč.

Izkušnje. Pridobivanje majhne količine rdečega fosforja iz belega. V stekleni cevki dolžine 10-12, zaprti na enem koncu cm in premera 0,6-0,8 cm vnesejo košček belega fosforja v velikosti pšeničnega zrna in zelo majhen kristal joda. Epruveto zapremo in obesimo v zračni kopeli nad pladnjem s peskom, nato segrejemo na 280-340° in opazujemo pretvorbo belega fosforja v rdečega.

Delno pretvorbo belega fosforja v rdečega lahko opazimo tudi tako, da rahlo segrejemo epruveto z majhnim koščkom belega fosforja in zelo majhnim kristalom joda. Pred začetkom segrevanja epruveto zapremo z palčko iz steklene (azbestne ali navadne) volne in pod epruveto postavimo pladenj s peskom. Epruveto segrevamo 10-15 minut (ne da bi fosfor zavrel) in opazujemo pretvorbo belega fosforja v rdečega.

Bel fosfor, ki ostane v epruveti, lahko odstranimo s segrevanjem s koncentrirano raztopino alkalije ali s sežigom.

Pretvorbo belega fosforja v rdečega lahko opazujemo tudi s segrevanjem majhnega koščka fosforja v epruveti v atmosferi ogljikovega dioksida na temperaturo pod vreliščem.

ZGOREVANJE BELEGA FOSFORJA

Pri gorenju belega fosforja nastane fosforjev anhidrid:

P 4 + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + 2 x 358,4 kcal.

Opazujete lahko izgorevanje fosforja na zraku (počasno in hitro) in pod vodo.

Izkušnje. Počasno zgorevanje belega fosforja in sestava zraka. Ta poskus ni bil opisan kot način pridobivanja dušika, saj ne veže popolnoma kisika v zraku.

Počasna oksidacija belega fosforja z atmosferskim kisikom poteka v dveh stopnjah; v prvi fazi nastaneta fosforjev anhidrid in ozon po enačbah:

2P + 2O 2 \u003d P 2 O 3 + O, O + O 2 \u003d O 3.

V drugi fazi se fosforjev anhidrid oksidira v fosforjev anhidrid.

Počasno oksidacijo belega fosforja spremljata luminiscenca in ionizacija okoliškega zraka.

Poskus, ki prikazuje počasno gorenje belega fosforja, naj traja vsaj tri ure. Naprava, potrebna za poskus, je prikazana na sl.

V cilindru, razširjenem na odprtini, skoraj napolnjenem z vodo, je graduirana cev z zaprtim koncem, ki vsebuje približno 10 ml vodo. Dolžina cevi 70 cm, premer 1,5-2 cm. Ko spustite merilno cev, umaknite prst z odprtine cevi, izenačite vodo v cevi in ​​valju in zabeležite prostornino zraka v cevi. Ne da bi cev dvignili nad gladino vode v valju (da ne bi prepustili dodatnega zraka), v zračni prostor cevi vnesemo kos belega fosforja, pritrjen na koncu žice.

Po treh do štirih urah ali celo po dveh ali treh dneh opazimo dvig vode v cevki.

Na koncu poskusa žico s fosforjem odstranimo iz epruvete (ne da bi cev dvignili nad gladino vode v valju), vodo v epruveti in valju izenačimo in volumen preostalega zraka potem ko opazimo počasno oksidacijo belega fosforja.

Izkušnje kažejo, da se je zaradi vezave kisika s fosforjem prostornina zraka zmanjšala za eno petino, kar ustreza vsebnosti kisika v zraku.

Izkušnje. Hitro zgorevanje belega fosforja. Glede na dejstvo, da med reakcijo spojine fosforja s kisikom, veliko število na zraku se beli fosfor spontano vname in gori s svetlim rumenkasto belim plamenom, pri čemer nastane fosforjev anhidrid - trdna snov. belo snov, ki se zelo močno veže z vodo.

Že prej smo omenili, da se beli fosfor vžge pri 36-60 °. Za opazovanje njegovega samovžiga in zgorevanja položimo kos belega fosforja na azbestno ploščo in ga pokrijemo s steklenim zvonom ali velikim lijakom, na vrat katerega nataknemo epruveto.

Fosfor lahko enostavno zažgemo s stekleno paličico, segreto v vroči vodi.

Izkušnje. Primerjava temperatur vžiga belega in rdečega fosforja. Na enem koncu bakrene plošče (dolžine 25 cm, širina 2,5 cm in debelina 1 mm) dajte majhen košček posušenega belega fosforja, na drugi konec pa nalijte majhen kupček rdečega fosforja. Ploščo postavimo na stojalo in istočasno na oba konca plošče pripeljemo približno enako goreče plinske gorilnike.

Beli fosfor se takoj vžge, rdeči pa šele, ko njegova temperatura doseže približno 240°.

Izkušnje. Vžig belega fosforja pod vodo. Epruveto z vodo, ki vsebuje več majhnih koščkov belega fosforja, potopimo v čašo, ki vsebuje topla voda. Ko se voda v epruveti segreje na 30-50°C, se vanjo skozi cev spusti tok kisika. Fosfor se vname in gori ter razprši svetle iskre.

Če poskus izvajamo v sami čaši (brez epruvete), čašo postavimo na stojalo, nameščeno na pladenj s peskom.

ZMANJŠANJE SREBROVE IN BAKROVE SOLI Z BELIM FOSFORJEM

Izkušnje. Ko v epruveto z raztopino srebrovega nitrata vnesemo košček belega fosforja, opazimo oborino kovinskega srebra (beli fosfor je energetski reducent):

P + 5AgNO 3 + 4H 2 O \u003d H 3 RO 4 + 5Ag + 5HNO 3.

Če beli fosfor vnesemo v epruveto z raztopino bakrovega sulfata, se kovinski baker obori:

2P + 5CuSO 4 + 8H 2 O \u003d 2H 3 PO 4 + 5H 2 SO 4 + 5Cu.

RDEČI FOSFOR

Metode za pridobivanje rdečega fosforja iz belega so opisane zgoraj.

NEČISTOČE

Rdeči fosfor vsebuje sledi belega fosforja, fosforne in pirofosforne kisline.

Prisotnost fosforjeve kisline je razložena s kombinacijo fosforjevega anhidrida z zračno vlago, nastanek fosforjevega anhidrida pa s počasno oksidacijo sledi belega fosforja. Pri oksidaciji mokrega fosforja s kisikom nastane poleg fosforja in fosforjevih anhidridov tudi hipofosforjeva kislina.

ČIŠČENJE IN SHRANJEVANJE RDEČEGA FOSFORJA

Rdeči fosfor prečistimo z vrenjem z razredčeno raztopino NaOH, nato ga temeljito speremo z dekantacijo in nato na filtru z destilirano vodo.

Opran fosfor posušimo s filtrirnim papirjem, postavimo na urno steklo in hranimo v sušilniku pri 105°.

Hranimo ga v kozarcih, zaprtih s parafinsko zamaškom.

LASTNOSTI

Rdeči fosfor je prah (sp. masa 2,35), netopen v vodi in ogljikovem sulfidu, sublimira pri 416° in se vname pri 240°. Za razliko od belega rdeči fosfor ni strupen.

Temperatura sublimacije rdečega fosforja je določena v atmosferi ogljikovega dioksida. Hlapi rdečega fosforja, zgoščevanje, dajejo beli fosfor.

Rdeči fosfor je kemično manj aktiven kot beli fosfor. Ne sveti v zraku in v kisiku, ampak sveti v ozonskem ozračju; ne izpodriva kovin (bakra, srebra itd.) iz njihovih soli; ravnodušen do alkalij; reagira s halogeni, kisikom in žveplom pri višji temperaturi kot beli fosfor.

Izkušnje. Eksplozija mešanice rdečega fosforja in bartolijeve soli. Pri nabiranju rdečega fosforja v prahu morate biti previdni, saj se lahko zaradi trenja vname.

Za izvedbo poskusa majhno količino mešanice rdečega fosforja in bartolitne soli vlijemo na nakovalo, kos tirnice ali kamen in udarimo s kladivom.

Da bi se izognili poškodbam, v nobenem primeru ne smete vzeti velike količine mešanice.

Praške nežno mešamo s preprostim zibanjem lista. Za en del suhega prahu rdečega fosforja vzemite vsaj dva dela prahu bertholletove soli. Med poskusom obrnite Posebna pozornost na sestavo zmesi, njeno količino, da pok ni zelo močan in tudi zato, da zmes v rokah eksperimentatorja nepričakovano poči.

Presežek rdečega fosforja vodi v dejstvo, da se med poskusom fosfor preprosto vžge; z mokrim fosforjem poskus ne uspe.

Izkušnje. Eksplozija mešanice rdečega fosforja, bartolijeve soli in žvepla. Na kos papirja previdno premešajte 0,2-0,3 G suh prah rdečega fosforja, 2-3 G suh prah bertholletove soli in 0,5 Gžveplov prah.

Pri mešanju držimo kos papirja z obema rokama in ju izmenično rahlo premikamo gor in dol. Nastala homogena mešanica je razdeljena na 5-6 delov.

En del mešanice vlijemo na kos papirja 10x10 cm, vanj položite pelet, zapognite vogale papirja in jih narahlo zasukajte skupaj.

Nastali sveženj vržemo na nekaj trdnega (kamnita ali cementna tla) - pride do močne eksplozije.

Če je bil vsaj eden od začetnih materialov moker, poskus ne uspe.

UPORABA FOSFORJA

Beli fosfor se uporablja za proizvodnjo vodikovega fosfida, fosfidov, fosforne kisline itd farmacevtski izdelki, anilinska barvila, tekočine za ustvarjanje dima in zažigalne tekočine, za izdelavo dimnih zaves in kot strup proti podganam.

Prej so beli fosfor uporabljali pri proizvodnji vžigalic; trenutno se v ta namen ne uporablja, ker je strupeno in vnetljivo.

Trenutno se pri proizvodnji vžigalic uporablja rdeči fosfor. Za glavo vžigalice se pripravi zmes naslednje sestave (v mas.%):

Bertoletova sol 46,5
Minium ali mumija 15.3
Kromirana konica 1.5
Brušeno steklo 17.2
Žveplo 4.2
Kostno lepilo 11.5
Cinkovo ​​belo 3.8

Namaz iz škatlice za vžigalice vsebuje 30,8 mas. % rdečega fosforja.

Za boljši vžig vžigalice je impregnirana s parafinom in tako, da po gašenju ne tle - z natrijevim fosfatom.

Rdeči fosfor se uporablja za proizvodnjo vodikovega bromida in jodida, fosforjevih spojin s halogeni, organskih barvil, za proizvodnjo fosfornih bronov (z visoko viskoznostjo) in za polnjenje zažigalnih granat.

FOSFORJEVE SPOJINE

FOSFOR VODIK PH 3 (FOSFIN)

ŠIRENJE

Fosforjev vodik nastane pri razgradnji organskih snovi, ki vsebujejo fosfor.

PREJEMANJE

Fosforjev vodik je zelo strupen plin, zato se vsi poskusi z njim izvajajo pod vleko.

Izkušnje. Pridobivanje vodikovega fosfida s segrevanjem belega fosforja s 30-50% raztopino KOH. Enačba reakcije:

4P + 3KOH + 3H 2 O \u003d PH 3 + 3KN 2 RO 2.

Pri tej proizvodni metodi nastajajo poleg plinastega vodikovega fosfida še tekoči vodikov fosfid, plinasti vodik in kalijev kisli hipofosfit po enačbah:

6P + 4KOH + 4H 2 O \u003d P 2 H 4 + 4KN 2 PO 2,

2P + 2KOH + 2H 2 O \u003d H 2 + 2KN 2 PO 2.

Tekoči vodikov fosfid med interakcijo s kalijevim hidroksidom v vodnem mediju tvori plinasti vodikov fosfid, vodik in kalijev kisli hipofosfit po enačbah:

2P 2 H 4 + KOH + H 2 O \u003d ZRN 3 + KN 2 RO 2,

R 2 H 4 + 2KOH + 2H 2 O \u003d ZN 2 + 2KN 2 RO 2.

Kisli kalijev hipofosfit se v alkalnem mediju spremeni v kalijev ortofosfat s sproščanjem vodika:

KN 2 PO 2 + 2KOH \u003d 2H 2 + K 3 PO 4.

V skladu z zgornjimi reakcijskimi enačbami pri segrevanju belega fosforja s kalijevim hidroksidom nastanejo plinasti vodikov fosfid, vodik in kalijev ortofosfat.

Tako dobljen vodikov fosfor se spontano vname. To je zato, ker vsebuje nekaj hlapov samovnetljivega tekočega vodikovega fosfida in vodika.

Namesto hidrata kalijevega oksida lahko uporabimo hidrate natrijevega, kalcijevega ali barijevega oksida. Reakcije z njimi potekajo podobno.

Naprava je bučka z okroglim dnom s kapaciteto 100-250 ml, tesno zaprt z gumijastim zamaškom, skozi katerega je treba napeljati cev, ki usmerja plinaste produkte v kristalizator z vodo.

Bučko do 3/4 prostornine napolnimo s 30-50% raztopino KOH, v katero stresemo 2-3 koščke belega fosforja v velikosti graha. Bučka je pritrjena na stojalo in povezana s kristalizatorjem, napolnjenim z vodo, z odtočno cevjo (slika).

Ko se bučka segreje, kalijev hidroksid reagira z belim fosforjem v skladu z zgornjimi reakcijskimi enačbami.

Tekoči vodikov fosfid, ko doseže površino tekočine v bučki, se takoj vname in gori v obliki isker; to se nadaljuje, dokler ne porabimo preostalega kisika v bučki.

Ko je bučka močno segreta, se tekoči vodikov fosfid destilira in vžge plinasti vodikov fosfid in vodik nad vodo. Fosforjev vodik gori z rumenim plamenom in tvori fosforjev anhidrid v obliki belih dimnih obročev.

Ob koncu poskusa zmanjšamo plamen pod bučko, odstranimo čep z odvodno cevjo, prenehamo s segrevanjem in pustimo napravo na prepihu, dokler se popolnoma ne ohladi.

Neuporabljen fosfor temeljito speremo z vodo in shranimo za naslednje poskuse.

Izkušnje. Priprava (samovnetljivega) plinastega vodikovega fosfida z razgradnjo kalcijevega fosfida z vodo. Reakcija poteka po enačbi:

Ca 3 P 2 + 6H 2 O \u003d 2PH 3 + 3Ca (OH) 2.

Hkrati potekajo tudi naslednje reakcije:

Ca 3 P 2 + 6H 2 O \u003d P 2 H 4 + H 2 + 3Ca (OH) 2,

4P 2 H 4 + Ca (OH) 2 + 2H 2 O \u003d 6PH 3 + Ca (H 2 PO 2) 2,

P 2 H 4 + Ca (OH) 2 + 2H 2 O \u003d 3H 2 + Ca (H 2 RO 2) 2.

Naprava je majhna bučka z ravno odvodno cevjo in veliko čašo.

Za tehtanje v bučko prostornine 100 ml nalijemo svinčeno žlico, nato dodamo majhno količino suhega kalcijevega fosfida in nekaj kapljic etra. Bučka je zaprta z gumijastim zamaškom, skozi katerega je ravna steklena cev 7-8 cm in premer 3-5 mm začenši na spodnjem robu zamaška. Po namestitvi več svinčenih obročev na vrat bučke je nanj privezana vrv. Ko bučko nekaj časa držite na dlani, da izhlapi eter, jo na vrvici potopite v velik kozarec (s prostornino približno 3 l) z vodo. Najprej se iz bučke sprostijo zračni mehurčki in hlapi etra, nato pa, ko se tlak plina v bučki zmanjša, v bučko vstopi majhna količina vode in začne se razgradnja kalcijevega fosfida.

Plinasti produkti, ki nastanejo kot posledica razgradnje kalcijevega fosfida, preprečujejo neprekinjen dotok vode v bučko.

Ko nastali plini dosežejo površino vode, se vnamejo in pri gorenju tvorijo fosforjev anhidrid v obliki belih dimnih obročev.

Voda vstopi v bučko v majhnih količinah v trenutku padca tlaka plina in tvori vodikov fosfid, dokler se kalcijev fosfid popolnoma ne porabi.

Za potopitev bučke v kozarec vode se uporabljajo svinčene krogle in obročki.

Ta poskus je mogoče izvesti na drug način. V kozarec vode vržemo nekaj kosov kalcijevega fosfida. Plinski mehurčki, ki se sproščajo med razgradnjo kalcijevega fosfida, se ob izstopu iz vode vnamejo. Pri zgorevanju fosforvodika nastane fosforjev anhidrid, ki se tudi v tem primeru dviga nad steklom v obliki kolobarjev belega dima.

Kalcijev fosfid jemljemo s pinceto ali kleščami.

Pridobivanje čistega (spontano negorljivega) vodikovega fosfida je opisano v poglavju o lastnostih difosfina.

Izkušnje. Priprava vodikovega fosfida z delovanjem razredčene Hcl in H 2 SO 4 (ali vode, nakisane z eno od teh kislin) na kalcijeve, cinkove, magnezijeve in aluminijeve fosfide. Reakcijske enačbe:

Me 3 P 2 + 6HCl \u003d 2PH 3 + 3MeCl 2,

Jaz - Ca, Mg, Zn,

AlP + 3HCl = PH 3 + AlCl 3.

V tem poskusu skupaj s plinastim fosfornim vodikom nastaneta tekoči fosforjev vodik in plinasti vodik.

Enega od zgoraj naštetih fosfidov dodamo v čašo z razredčeno HCl (sp. masa 1,12) ali razredčeno H 2 SO 4 . Opazujemo razvoj vodikovega fosfida, ki se spontano vžge nad raztopino v čaši.

Izkušnje. Pridobivanje čistega fosforjevega vodika PH 3 pri razgradnji fosforjeve in hipofosforne kisline. Pri segrevanju potekajo naslednje reakcije:

4H 3 RO 3 \u003d PH 3 + 3H 3 RO 4,

2H 3 RO 2 \u003d PH 3 + H 3 RO 4.

Raztopine koncentriranih kislin segrevamo v majhnih steklenicah. Razviti plinasti produkti se pošljejo skozi cev v kristalizator z vodo.

Izkušnje. Priprava čistega plinastega vodikovega fosfida z delovanjem razredčene raztopine kalijevega hidroksida na fosfonijev jodid. Enačba reakcije:

PH 4 I + KOH \u003d PH 3 + KI + H 2 O.

Za pridobivanje vodikovega fosfida dodamo raztopino KOH iz kapalnega lija v Wurtzovo bučko z majhnimi steklenimi cevkami in suhim pH 4 I.

PROIZVODNJA IN LASTNOSTI FOSFONIJEVEGA JODIDA

Raztopite v ogljikovem disulfidu 50 G beli fosfor. Postopoma dodajte 65 G jod. Po odstranitvi ogljikovega disulfida z izparevanjem ostanejo kristali fosforjevega jodida P 2 I 4; dajo se v Wurtzovo bučko s široko stransko cevjo. Šibek tok CO 2 se spusti skozi Wurtzovo bučko, nato pa se iz kapalnega lijaka izlije voda.

Posledično se v Wurtzevi bučki tvorijo fosforjeva kislina, majhna količina prostega vodikovega jodida in fosfonijev jodid. Pri segrevanju na 80° slednji sublimira in se lahko zbira v široki cevi, ohlajeni od zunaj. Nastali fosfonijev jodid je brezbarvna kristalna snov, ki se z vodo razgradi.

S tvorbo fosfonijevega jodida smo se že srečali pri poskusih pridobivanja vodikovega jodida.

LASTNOSTI PLINASTEGA FOSFORJA VODIKA

V normalnih pogojih je plinasti vodikov fosfid brezbarven, zelo strupen plin s slab vonj pokvarjene ribe (ali česen). Je dobro topen v vodi (v normalnih pogojih v 5 l voda se raztopi 1 l pH 3), vendar z njim kemično ne deluje. Slabo je topen v alkoholu in etru. Ko se ohladi, se zgosti v tekočino, ki vre pri -87,4° in se strdi v kristalno maso pri -132,5°. Kritična temperatura vodikov fosfid 52,8°, kritični tlak 64 bankomat.

Fosforjev vodik je zelo močno redukcijsko sredstvo; se vžge na zraku pri 150° in gori z rumenim plamenom, da nastane fosforjev anhidrid po enačbi:

2РН 3 + 4O 2 = Р 2 O 5 + 3Н 2 O

Izgorevanje plinastega vodikovega fosfida je bilo že obravnavano v poskusih njegove proizvodnje.

Izkušnje. Pridobivanje vodnih raztopin srebrovih in bakrovih soli s plinastim vodikovim fosforjem. Reakcijske enačbe:

6AgNO 3 + PH 3 + 3H 2 O \u003d 6HNO 3 + H 3 PO 3 + 6Ag,

3CuSO 4 + PH 3 + 3H 2 O \u003d 3H 2 SO 4 + H 3 PO 3 + 3Cu.

Poskus izvajamo v epruvetah. Kot rezultat reakcije se ne sprostita samo srebro in baker, temveč nastanejo tudi ustrezni fosfidi, na primer:

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

Bakrove soli (CuSO 4 in Cu 2 Cl 2) absorbirajo plinasti vodikov fosfid, ta pa se uporablja za ločevanje plinske zmesi vodikovega fosfida in vodika - prehaja skozi pralne posode z bakrovimi solmi.

Plinasti vodikov fosfor reducira tudi dušikovo, žveplovo in žveplovo kislino, zlate soli in druge spojine.

Interakcija plinastega vodikovega fosfida s klorom je bila že obravnavana v opisu poskusov za preučevanje lastnosti klora.

Plinasti vodikov fosfid se povezuje neposredno s halogenovodkimi kislinami in tvori fosfonijeve soli (pridobivanje fosfonijevega jodida je opisano zgoraj). Enaka volumna vodikovega jodida in vodikovega fosfida se združita v brezbarvne kubične kristale fosfonijevega jodida.

KALCIJEV FOSPID

Izkušnje. Priprava in lastnosti kalcijevega fosfida. Kalcijev fosfid se pridobiva iz majhnih drobcev kalcija in rdečega fosforja na prepihu. Beli fosfor se v ta namen ne uporablja, saj reakcija z njim poteka preveč burno.

Naprava je steklena cev dolžine 10-12 cm in premer 0,5 cm vodoravno pritrjen na enem koncu v objemko stativa. Mešanica 1 se postavi na sredino epruvete G majhne koščke kalcija in 1 G suhi rdeči fosfor. Ko se cev segreje, pride do silovite kombinacije obeh snovi s tvorbo Ca 3 P 2 - svetlo rjave trdne snovi. Po ohlajanju se cev razlomi s pestilom v velikem terilniku. Kalcijev fosfid vzamemo iz malte z lopatko, pinceto ali kovinskimi kleščami in damo v suh kozarec za shranjevanje. Kozarec dobro zapremo in napolnimo s parafinom, da preprečimo razgradnjo kalcijevega fosfida pod vplivom atmosferske vlage.

Previdno se odstranijo tudi vsi delci cevi, onesnaženi s kalcijevim fosfidom, saj pri razgradnji slednjega nastajajo strupeni produkti.

Interakcija kalcijevega fosfida z vodo in razredčenimi kislinami je bila obravnavana v poskusih za proizvodnjo plinastega vodikovega fosfida.

TEKOČI FOSFOR VODIK R 2 H 4 (DIFOSFIN)

Običajno difosfin nastane kot stranski produkt pri proizvodnji fosfina, še posebej, ko se fosfidi razgradijo z vodo. Toda zaradi velike razlike med vreliščem in tališčem fosfina in difosfina ju lahko zlahka ločimo s preskokom mešanica plinov skozi cev, ohlajeno na 0°.

Pridobivanje difosfina poteka v temnem prostoru, saj se pod vplivom svetlobe razgradi.

Izkušnje. Priprava in lastnosti difosfina. Naprava je sestavljena v skladu s sl. Bučka s tremi grli je na eni strani povezana z dolgo odvodno cevjo, ki gre skozi hladilno mešanico ledu in kuhinjske soli, na drugi strani pa z varnostno cevjo, katere konec je treba spustiti v posodo z vodo. Bučko s tremi grli napolnimo do 2/8 prostornine z vodo in postavimo v vodno kopel, s pomočjo katere se temperatura vode v bučki vzdržuje na ravni približno 50 °. Široka ravna cevka je vstavljena v srednji vrat bučke s tremi grli, katere zgornji konec je zaprt z gumijastim zamaškom.

Pred začetkom poskusa je varnostna cev povezana z virom CO 2, da iz instrumenta iztisne zrak. To naredimo zato, da preprečimo eksplozijo, do katere lahko pride med poskusom, če je v bučki zrak.

Po odstranitvi zraka iz naprave se prosti konec odvodne cevi zapre z gumijastim zamaškom, odklopi vir CO 2 in konec varnostne cevi spusti v posodo z vodo.

Nekaj ​​koščkov kalcijevega fosfida damo v bučko skozi srednjo cevko in epruveto zapremo z gumijastim zamaškom.

Fosforjev vodik, ki nastane pri razgradnji kalcijevega fosfida, skozi varnostno cev izpodriva ogljikov dioksid iz steklenice.

Po odstranitvi ogljikovega dioksida iz bučke odstranite zamašek iz odvodne cevi. Zdaj hlapi tekočega vodikovega fosfida z vodno paro, ki jo zajamejo, hitijo v izhodno cev in kondenzirajo v tistem delu, ki je potopljen v hladilno mešanico. Ko se ta del cevi zamaši s kondenziranimi hlapi vodikovega fosfida in vode, se plini spet poženejo v varnostno cev.

Prosti konec odvodne cevi z zamrznjenim difosfinom zapremo s plinskim gorilnikom, nato cev odklopimo od naprave in drugi konec zapremo.

Difosfin je pri normalnih pogojih brezbarvna tekočina, ki se ne meša z vodo, vre pri 51,7° in se strdi pri -99°. Ta tekočina se spontano vžge in gori z zelo svetlim plamenom, zato je shranjena v odsotnosti zraka.

Difosfin močno lomi svetlobo in ne zmoči steklenih sten.

Pod vplivom razpršenih trdnih snovi, terpentina, toplote (30°), svetlobe in koncentrirane HCl difosfin razpade na fosfin in fosfor po enačbi:

3P 2 H 4 \u003d 4RN 3 + 2P.

Fosfor absorbira nekaj fosfina in tvori spojino, imenovano trdni vodikov fosfor.

Z izkoriščanjem dejstva, da se difosfin razgradi v prisotnosti koncentrirane HCl, je mogoče pridobiti plinast spontano nevnetljiv vodikov fosfid. Da bi to naredili, zmes plinastega vodikovega fosfida s hlapi tekočega vodikovega fosfida spustimo skozi steklenico za pranje s koncentrirano HCl. V tem primeru v bučki za pranje ostane trden vodikov fosfor - svetlo rumena snov, ki pod vplivom svetlobe razpade na vodik in rdeči fosfor.

Izkušnje. Pridobivanje čistega, spontano negorljivega fosforjevega vodika. Naprava je sestavljena v skladu s sl. Prvo trivratno bučko napolnimo do 2/3 z razredčeno HCl, drugo napolnimo s koncentrirano HCl in v kristalizator vlijemo vodo. Napravo sestavijo in iz nje odstranijo zrak s pomočjo ogljikovega dioksida, ki pride v prvo bučko s tremi grli. Po odstranitvi zraka zaprite objemko I na gumijasti cevi.

Po dodajanju kalcijevega fosfida skozi srednjo cevko v prvo bučko s tremi grli nastane zmes fosfina in difosfina.

Pri prehodu skozi koncentrirano HCl se difosfin razgradi in čisti plinasti vodikov fosfor vstopi v kristalizator z vodo, ki se zbira v različnih posodah po metodi izpodrivanja vode.

KISIKOVE SPOJINE FOSFORJA

Izkušnje. Pridobivanje in lastnosti fosforjevega anhidrida (fosforjevega trioksida). Fosforjev anhidrid se pridobiva s prehajanjem suhega zraka skozi segret rdeči fosfor. Kot naprava služijo tri steklene cevi, med seboj brušene. Prva cev, pritrjena vodoravno v objemko stativa, služi za segrevanje rdečega fosforja. V drugo cev, ki je prav tako pritrjena v vodoravnem položaju in je segreta na približno 50 °, je nameščen tampon iz steklene volne, da ujame vhodni fosfor in fosforjev anhidrid iz prve cevi. Tretja cev je ukrivljena, njen konec je spuščen skoraj do dna majhne bučke, ohlajene od zunaj, v kateri je kondenziran fosforjev anhidrid.

Fosforjev anhidrid - bel, kristalen, zelo podoben vosku strupena snov, tališče pri 23,8° in vrelišče pri 173,1°. (Vrelišče lahko nastavite s segrevanjem fosforjevega anhidrida pod dušikom.)

Fosforjev anhidrid ima redukcijske lastnosti. Segreto na 70 ° se vžge in izgori ter se spremeni v fosforjev anhidrid po enačbi:

P 2 O 3 + O 2 \u003d P 2 O 5.

Postopoma se ta oksidacija, ki jo spremlja luminiscenca, začne izvajati tudi pri običajnih temperaturah.

Fosforjev anhidrid tvori dimerizirane molekule P 4 O 10 .

Pri segrevanju nad 210 ° ali pod vplivom svetlobe se fosforjev anhidrid razgradi:

2P 4 O 6 \u003d 2P + 3P 2 O 4.

Fosforjev anhidrid se zelo počasi povezuje s hladno vodo in tvori fosforjevo kislino H 3 PO 3. Burno reagira z vročo vodo in tvori fosfin in fosforno kislino po enačbi:

P 4 O 6 + 6H 2 O \u003d PH 3 + 3H 3 PO 4.

Izkušnje. Priprava in lastnosti anhidrida fosforjeve kisline P 2 O 5 (fosforjev pentoksid). Za pridobivanje anhidrida fosforjeve kisline s sežiganjem fosforja uporabite napravo, prikazano na sl.

V vrat bučke je na gumijastem zamašku vstavljena široka ravna steklena cev, na konec katere je z žico privezan majhen porcelanasti lonček. Cev služi za vnos fosforja v lonček in vžig z ogreto žico. Skozi eno od stranskih cevi vstopa v bučko zrak, ki gre zaradi čiščenja najprej skozi pralne bučke s koncentriranimi raztopinami NaOH in H 2 SO 4 . Zrak brez kisika uhaja iz bučke skozi drugo cev in s seboj nosi fosforjev anhidrid, ki kondenzira v suhi in hladni bučki. Slednji je povezan s črpalko vodnega curka preko pralne steklenice z vodo.

Za izvedbo poskusa vklopimo črpalko z vodnim curkom, v lonček damo koščke fosforja in jih zažgemo. Po vžigu fosforja segreto žico odstranimo in zgornji konec široke steklene cevi zapremo z gumijastim zamaškom.

Vse cevi in ​​čepi v napravi morajo biti tesno povezani.

Fosfor gori po enačbi:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + 2 x 358,4 kcal.

Nastali fosforjev anhidrid kondenzira v hladni steklenici v obliki kosmičev, ki spominjajo na sneg.

O pripravi anhidrida fosforjeve kisline smo že govorili pri preučevanju lastnosti kisika in fosforja.

Fosforjev anhidrid se očisti iz nečistoč nižjih fosforjevih oksidov s sublimacijo v toku kisika v prisotnosti gobaste platine. Fosforjev anhidrid shranjujte v suhih, dobro zaprtih in s parafinom napolnjenih kozarcih.

Fosforjev anhidrid ima videz bele kristalinične snežne snovi, lahko pa je amorfen in steklast.

Glede na število molekul vode, ki so vezane na molekulo fosforjevega anhidrida, nastanejo meta-, piro- in ortofosforne kisline:

P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HPO 3,

P 2 O 5 + 2H 2 O \u003d H 4 P 2 O 7,

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 RO 4.

Fosforjev anhidrid je najmočnejše dehidracijsko sredstvo za pline, zato ga polnijo s sušilnimi stebri in stolpi, nanesejo pa ga na azbest ali stekleno volno. V nekaterih primerih lahko drugim spojinam odvzame elemente vode, zato se uporablja pri proizvodnji dušikovega, žveplovega anhidrida in drugih spojin. V zraku se anhidrid fosforjeve kisline, ki privlači vlago, hitro razširi (shraniti ga je treba v odsotnosti vlage).

Ko fosforjev anhidrid pride v stik z vodo, pride do burne reakcije hidratacije, ki jo spremlja močan piskajoči zvok. Z majhno količino hladne vode daje metafosforno kislino, z veliko količino tople vode pa fosforno kislino.

Na 250° segret fosforjev anhidrid sublimira in se usede na hladne stene posode v obliki monoklinskih kristalov. Pri segrevanju v zaprti napravi na 440° polimerizira in preide v praškasto obliko, pri 600° pa dobi steklasto obliko. Zaradi kondenzacije pare nastane kristalna oblika. Fosforjev anhidrid se tali pri 563°.

Izkušnje. Pridobivanje in lastnosti metafosforne kisline HPO 3. V majhen kozarec, ki vsebuje 50 ml vode, dodajte 1-2 žlici fosforjevega anhidrida. Voda postane motna zaradi tvorbe metafosforne kisline. Raztopina postane svetla, če jo pustimo stati, pretresemo ali rahlo segrejemo.

Pri izhlapevanju raztopine se sprosti metafosforna kislina v obliki prozorne, ledu podobne, brezbarvne steklaste mase.

Metafosforno kislino hranimo v kozarcih, zaprtih s parafinskim zamaškom; v prisotnosti zraka se pokrije z belim premazom, ki ga lahko odstranimo s pranjem.

Enobazna metafosforna kislina se nanaša na kisline srednje jakosti. Je topen v vodi. S presežkom vode prehaja v piro- in ortofosforno kislino.

Raztopina metafosforne kisline ali mstafosfata z dodatkom ocetne kisline koagulira albumin. V epruveti lahko izvedete poskus, ki prikazuje koagulacijo jajčnega beljaka.

Izkušnje. Pridobivanje in lastnosti ortofosforne kisline. Pri preučevanju lastnosti dušikove kisline smo obravnavali pripravo čiste ortofosforne kisline z oksidacijo fosforja z dušikovo kislino.

Ortofosforno kislino lahko dobimo tudi s segrevanjem ali dolgotrajnim skladiščenjem metafosforne kisline, segrevanjem fosforjeve kisline, delovanjem vode na fosforjev pentaklorid, fosforjev oksiklorid ali fosforjev anhidrid in delovanjem koncentrirane žveplove kisline na kalcijev ortofosfat.

Ortofosforna kislina nastane z delovanjem žveplove kisline na kostni pepel:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 \u003d 3CaSO 4 + 2H 3 PO 4.

V porcelanasti skodelici 4-5 minut segrevajte 5 G kostni pepel, 5 ml voda in 5 ml koncentrirana H 2 SO 4 (sp. masa 1,84). Vsebino skodelice nato prenesemo v čašo in jo po ohlajanju razredčimo z enako količino hladne vode.

Po filtriranju oborine kalcijevega sulfata in izhlapevanju bistre raztopine (s segrevanjem na 150 °C) se zgosti in pridobi konsistenco gostega sirupa.

Če del filtrirane raztopine nevtraliziramo v prisotnosti lakmusa z amoniakom (dodamo ga v majhnem presežku) in nato dodamo srebrov nitrat, se obori rumena oborina srebrovega ortofosfata Ag 3 PO 4.

Ortofosforna kislina so brezbarvni, prozorni in trdni rombasti kristali, ki se na zraku raztopijo. Je tribazična kislina srednje jakosti. Zelo enostavno se raztopi v vodi s sproščanjem majhne količine toplote. V prodaji je v obliki 40-95% vodne raztopine.

Kot posledica zamenjave enega, dveh ali treh vodikovih ionov s kovinami fosforna kislina tvori tri vrste soli (NaH 2 PO 4 - primarni natrijev fosfat, Na 2 HPO 4 - sekundarni - natrijev fosfat in Na 3 PO 4 - terciarni natrijev fosfat).

Šibkejša, a manj hlapna fosforna kislina lahko izpodrine dušikovo in žveplovo kislino iz njunih spojin.

Pri segrevanju ortofosforne kisline na 215 ° dobimo pirofosforno kislino v obliki steklaste mase. Reakcija poteka po enačbi:

2H 3 RO 4 + 35 kcal\u003d H 4 P 2 O 7 + H 2 O,

in pri segrevanju nad 300 ° se pirofosforna kislina spremeni v metafosforno:

H 4 P 2 O 7 + 6 kcal\u003d 2HPO 3 + H 2 O.

Izkušnje. Priprava in lastnosti fosforjeve kisline. Priprava fosforjeve kisline s hidrolizo fosforjevega tribromida, trijodida in triklorida je bila opisana v poskusih pridobivanja vodikovega bromida in vodikovega jodida in se je bomo še dotaknili v poskusih lastnosti fosforjevega triklorida.

Fosforna kislina je dvobazična kislina srednje jakosti; tvori dve vrsti soli, na primer NaH 2 PO 3 - kisli natrijev fosfit in Na 2 HPO 3 - povprečni natrijev fosfit.

V prostem stanju je H 3 PO 3 brezbarven kristal, ki se širi na zraku in je lahko topen v vodi.

Pri segrevanju fosforjeva kislina razpade na ortofosforno kislino in fosfin po enačbi:

4H 3 RO 3 \u003d 3H 3 RO 4 + PH 3.

Fosforna kislina je močno redukcijsko sredstvo; pri segrevanju reducira raztopino živosrebrovega klorida v klorid in celo v kovinsko živo srebro, kovinsko srebro pa izoliramo iz raztopine srebrovega nitrata:

H 3 RO 3 + 2HgCl 2 + H 2 O \u003d Hg 2 Cl 2 + H 3 RO 4 + 2HCl,

H 3 PO 3 + HgCl 2 + H 2 O \u003d Hg + H 3 RO 4 + HCl,

H 3 PO 3 + 2AgNO 3 + H 2 O \u003d 2Ag + H 3 PO 4 + 2HNO 3.

Izkušnje. Redukcijska narava hipofosforjeve kisline H 3 PO 2. Fosforjeva kislina in njene soli (hipofosfiti) reducirajo soli bakra, srebra, živega srebra, zlata in bizmuta v ustrezne kovine. Na primer, če raztopini hipofosforjeve kisline dodamo raztopino bakrovega sulfata ali srebrovega nitrata, se sprosti kovinski baker, kovinsko srebro in nastane ortofosforna kislina po enačbah:

H 3 PO 2 + 2CuSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Cu + H 3 PO 4 + 2H 2 SO 4,

H 3 PO 2 + 4AgNO 3 + 2H 2 O \u003d 4Ag + H 3 PO 4 + 4HNO 3.

Fosforjeva kislina reducira brom in jod na vodne raztopine na vodikov bromid in vodikov jodid po enačbah:

H 3 PO 2 + 2Br 2 + 2H 2 O \u003d 4HBr + H 3 RO 4,

H 3 RO 2 + 2I 2 + 2H 2 O \u003d 4HI + H 3 RO 4.

Priprava hipofosfitov s segrevanjem belega fosforja z močnimi bazami je bila opisana v poskusu priprave vodikovega fosfida.

Ko barijev hipofosfit obdelamo z žveplovo kislino, dobimo hipofosforno kislino kot rezultat reakcije izmenjave.

Za fosfor velja, da je mineral, ki se sveti v temi, strupen in vnetljiv. Toda to je le del resnice o tem neverjetnem elementu. Fosfor je lahko tudi drugačen, z neposredno nasprotnimi lastnostmi.

Kaj je rdeči fosfor?

Fosfor lahko obstaja v več različicah (alotropnih oblikah), ki se po svojih fizikalnih in kemijskih lastnostih zelo razlikujejo. Razlog za to je razlika v strukturi. Na primer, kristalna mreža belega fosforja je molekularna, mreža rdečega fosforja pa je atomska. Zahvaljujoč njemu počasi reagira z drugimi snovmi, v normalnih pogojih je stabilen na zraku (beli fosfor se na zraku vname). Skupno je bilo v fosforju najdenih več kot dvajset modifikacij, od katerih so štiri stabilne (beli, rdeči, črni in kovinski fosfor), ostale so nestabilne.

Rdeči fosfor je zelo zanimiva snov, naravni anorganski polimer s formulo (P 4) n in zelo kompleksno strukturo piramidno vezanih atomov.

Lastnosti rdečega fosforja so do neke mere odvisne od pogojev za njegovo pripravo. S spreminjanjem temperature, svetlobe in katalizatorjev je mogoče ustvariti vrste rdečega fosforja s predvidljivimi lastnostmi.

Odkritelj rdečega fosforja je Avstrijec A. Schroetter, ki ga je pridobil s segrevanjem zaprte ampule z belim fosforjem in ogljikovim monoksidom pri temperaturi +500 °C.

Lastnosti rdečega fosforja

Rdeči fosfor nastane z dolgotrajnim segrevanjem belega fosforja visoke temperature ah (250-300 °C) brez dostopa zraka. Barva snovi se spreminja od vijolično rdeče do vijolične.

Rdeči fosfor je za razliko od svojega bolj znanega "brata", belega fosforja, trdna snov, ne sveti, je praktično netopen v ničemer (niti v vodi, niti v organskih topilih, niti v ogljikovem disulfidu). Ni strupen, spontano se vžge v zraku le pri temperaturi + 240-260 ° C (pravzaprav se ne vžge sam rdeči fosfor, temveč njegovi hlapi, ki se po ohlajanju spremenijo v bel vnetljiv fosfor).

Gostota rdečega fosforja je višja od gostote belega in je enaka 2,0 - 2,4 g / cm3 (odvisno od specifične modifikacije).

V zraku rdeči fosfor absorbira vlago, oksidira in se spremeni v oksid; še naprej absorbira vlago, se spremeni v gosto fosforno kislino ("namoči"). Glede na to mora biti reagent hermetično zaprt, tako da je onemogočen dostop vlage iz zraka. Pri segrevanju se rdeči fosfor ne stopi, ampak sublimira (izhlapi). Po kondenzaciji se hlapi snovi spremenijo v beli fosfor.

Uporaba rdečega fosforja

Rdeči fosfor je praktično nestrupen in veliko varnejši za rokovanje in shranjevanje kot beli fosfor. Zato v industrijske proizvodnje fosfidi, gnojila, ki vsebujejo fosfor, različni derivati ​​fosforne kisline, najpogosteje se uporablja rdeči fosfor.

Sam rdeči fosfor se v glavnem uporablja za izdelavo vžigalic. Vključen je v mešanico "strgalnik", ki se nanese na škatle. Uporablja se tudi v mazivih, zažigalnih sestavkih, gorivih in pri proizvodnji žarnic z žarilno nitko.

Ne veste kje kupiti rdeči fosfor?

Rdeči fosfor in razne druge kemikalije lahko kupite v eni največjih trgovin z laboratorijsko opremo PrimeChemicalsGroup. Imamo dostopne cene in priročno dostavo v Moskvi in ​​regiji, usposobljeni menedžerji pa vam bodo pomagali pri izbiri.

Fosfor (iz grščine phosphoros - luminiferous; lat. Phosphorus) - element periodnega sistema kemičnih elementov periodnega sistema, eden najpogostejših elementov zemeljske skorje, njegova vsebnost je 0,08-0,09% njegove mase. Koncentracija v morski vodi je 0,07 mg/l. V prostem stanju ga zaradi visoke kemične aktivnosti ne najdemo. Tvori okoli 190 mineralov, med katerimi so najpomembnejši apatit Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), fosforit Ca 3 (PO 4) 2 in drugi. Fosfor se nahaja v vseh delih zelenih rastlin, še več pa v plodovih in semenih (glej fosfolipidi). Prisoten v živalskih tkivih, je del beljakovin in drugih esencialnih organske spojine(ATP, DNK), je element življenja.

Zgodba

Fosfor je leta 1669 odkril hamburški alkimist Hennig Brand. Tako kot drugi alkimisti je Brand poskušal najti filozofov kamen, prejel pa je svetlečo snov. Brand se je osredotočil na poskuse s človeškim urinom, ker je verjel, da ima zlato barvo lahko vsebuje zlato ali nekaj, kar je potrebno za rudarjenje. Sprva je bila njegova metoda sestavljena iz dejstva, da se je urin najprej nekaj dni usedal, dokler ni izginil. slab vonj in nato kuhamo do lepljivega stanja. S segrevanjem te paste na visoke temperature in segrevanjem do videza mehurčkov je upal, da bodo, ko se zgostijo, vsebovali zlato. Po nekaj urah intenzivnega vrenja so bila pridobljena zrna bele vosku podobne snovi, ki je zelo močno gorela in poleg tega utripala v temi. Znamka je to snov poimenovala phosphorus mirabilis (lat. "čudežni nosilec svetlobe"). Brandovo odkritje fosforja je bilo prvo odkritje novega elementa po antiki.
Nekoliko kasneje je fosfor pridobil še en nemški kemik Johann Kunkel.
Ne glede na Brand in Kunkel je fosfor pridobil R. Boyle, ki ga je opisal v članku »Metoda priprave fosforja iz človeškega urina« z dne 14. oktobra 1680 in objavljen leta 1693.
Izboljšano metodo za pridobivanje fosforja je leta 1743 objavil Andreas Marggraf.
Obstajajo dokazi, da so arabski alkimisti v 12. stoletju lahko pridobili fosfor.
Da je fosfor enostavna snov, je dokazal Lavoisier.

izvor imena

Leta 1669 je Henning Brand med segrevanjem mešanice beli pesek in izhlapeli urin je prejel snov, ki se sveti v temi, najprej imenovano "hladen ogenj". Sekundarno ime "fosfor" izhaja iz grških besed "φῶς" - svetloba in "φέρω" - nosim. IN starogrška mitologija ime Fosfor (ali Eosfor, drugo grško Φωσφόρος) je nosil varuh Jutranje zvezde.

potrdilo o prejemu

Fosfor se pridobiva iz apatitov ali fosforitov kot posledica interakcije s koksom in silicijevim dioksidom pri temperaturi 1600 ° C:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P4 + 10CO + 6CaSiO 3 .

Nastala bela fosforjeva para kondenzira v sprejemniku pod vodo. Namesto fosforitov je mogoče reducirati druge spojine, na primer metafosforno kislino:
4HPO 3 + 12C → 4P + 2H 2 + 12CO.

Fizične lastnosti

Elementarni fosfor v normalnih pogojih predstavlja več stabilnih alotropskih modifikacij; Problem alotropije fosforja je zapleten in ni v celoti rešen. Običajno obstajajo štiri modifikacije preprosta snov - beli, rdeči, črni in kovinski fosfor. Včasih jih imenujemo tudi glavne alotropske modifikacije, kar pomeni, da so vse druge različice teh štirih. V normalnih pogojih obstajajo samo tri alotropske modifikacije fosforja, v pogojih ultravisokih pritiskov pa tudi kovinska oblika. Vse modifikacije se razlikujejo po barvi, gostoti in drugem telesne lastnosti; opazna je težnja k močnemu zmanjšanju kemične aktivnosti med prehodom iz belega v kovinski fosfor in povečanju kovinskih lastnosti.

Kemijske lastnosti

Kemična aktivnost fosforja je veliko višja od dušika. Kemijske lastnosti Fosfor je v veliki meri odvisen od njegove alotropske modifikacije. Beli fosfor je zelo aktiven, v procesu prehoda v rdeči in črni fosfor se kemična aktivnost močno zmanjša. Beli fosfor se sveti v temi na zraku, sijaj je posledica oksidacije fosforjevih hlapov v nižje okside.
V tekočem in raztopljenem stanju ter v hlapih do 800 ° C je fosfor sestavljen iz molekul P 4. Pri segrevanju nad 800 ° C molekule disociirajo: P 4 \u003d 2P 2. Pri temperaturah nad 2000 °C molekule razpadejo na atome.

Fosfor poznamo v več alotropskih modifikacijah: beli, rdeči, vijolični in črni. V laboratorijski praksi se srečamo z belimi in rdečimi modifikacijami.

Beli fosfor je trdna snov. V normalnih pogojih je rumenkasta, mehka in videz izgleda kot vosek. Z lahkoto oksidira in je vnetljiv. Beli fosfor je strupen - na koži pušča boleče opekline. Beli fosfor gre v prodajo v obliki palic različnih dolžin s premerom 0,5-2 cm.

Beli fosfor zlahka oksidira, zato ga shranjujemo pod vodo v skrbno zaprtih temnih steklenih posodah v slabo osvetljenih in ne zelo hladnih prostorih (da preprečimo pokanje kozarcev zaradi zmrzovanja vode). Količina kisika v vodi in oksidirajočem fosforju je zelo majhna; je 7-14 mg na liter vode.

Pod vplivom svetlobe se beli fosfor spremeni v rdečega.

Pri počasni oksidaciji opazimo sij belega fosforja, pri močni oksidaciji pa se vname.

Beli fosfor jemljemo s pinceto ali kovinskimi kleščami; v nobenem primeru se ga ne dotikajte z rokami.

Pri opeklinah z belim fosforjem opečeno mesto speremo z raztopino AgNO 3 (1:1) ali KMnO 4 (1:10) in nanesemo mokro oblogo, namočeno v istih raztopinah ali 5% raztopini bakrov sulfat, nato rano speremo z vodo in po glajenju povrhnjice nanesemo vazelinski povoj z metil vijolično. Pri hudih opeklinah obiščite zdravnika.

Raztopine srebrovega nitrata, kalijevega permanganata in bakrovega sulfata oksidirajo beli fosfor in tako ustavijo njegovo škodljivo delovanje.

V primeru zastrupitve z belim fosforjem jemljite žličko 2% raztopine bakrovega sulfata peroralno, dokler ne pride do bruhanja. Nato z Mitcherlichovim testom na podlagi luminiscence določimo prisotnost fosforja. Za to se bruhanju zastrupljene osebe doda voda, okisana z žveplovo kislino, in destilirana v temi; pri vsebnosti fosforja opazimo sij hlapov. Kot naprava se uporablja Wurtzeva bučka, na stransko cev katere je pritrjen Liebigov kondenzator, od koder destilirani produkti vstopijo v sprejemnik. Če fosforjeve pare usmerimo v raztopino srebrovega nitrata, nastane črna oborina kovinskega srebra, ki nastane po enačbi, podani pri poskusu redukcije srebrovih soli z belim fosforjem.

Že 0.1 G beli fosfor je smrtonosen odmerek za odraslega.

Beli fosfor režemo z nožem ali škarjami v porcelanasti možnarju pod vodo. Pri uporabi vode pri sobni temperaturi se fosfor drobi. Zato je bolje uporabiti toplo vodo, vendar ne višjo od 25-30 °. Po rezanju fosforja v topli vodi ga prenesemo v hladno vodo ali ohladimo s tokom hladne vode.

Beli fosfor je lahko vnetljiva snov. Vname se pri temperaturi 36-60°, odvisno od koncentracije kisika v zraku. Zato je treba pri izvajanju poskusov, da bi se izognili nesreči, upoštevati vsako zrno.

Sušenje belega fosforja izvedemo tako, da nanj hitro nanesemo tanek azbest ali filtrirni papir, pri čemer se izogibamo trenju ali pritisku.

Ko se fosfor vname, ga pogasimo s peskom, mokro brisačo ali vodo. Če je goreči fosfor na listu papirja (ali azbestu), se tega lista ne smemo dotikati, saj se lahko staljeni goreči fosfor zlahka razlije.

Beli fosfor se tali pri 44°, vre pri 281°. Beli fosfor se stopi z vodo, saj se v stiku z zrakom staljeni fosfor vname. S fuzijo in kasnejšim hlajenjem je mogoče beli fosfor enostavno pridobiti iz odpadkov. Da bi to naredili, odpadke belega fosforja iz različnih poskusov, zbrane v porcelanastem lončku z vodo, segrejemo v vodni kopeli. Če je na površini staljenega fosforja opazna tvorba skorje, dodamo malo HNO 3 ali mešanice kroma. Skorja se oksidira, drobna zrna se združijo v skupno maso in po ohlajanju s curkom hladne vode dobimo kos belega fosforja.

V nobenem primeru ne smete metati ostankov fosforja v umivalnik, saj lahko, ko se kopičijo v zavojih kanalizacijskega kolena, povzročijo opekline vzdrževalcem.

Izkušnje. Taljenje in podhlajanje staljenega belega fosforja. V epruveto z vodo damo košček belega fosforja v velikosti grahovega zrna. Epruveto postavimo v čašo, napolnjeno skoraj do vrha z vodo in pritrjeno v navpičnem položaju v objemki za stativ. Kozarec rahlo segrejemo in s termometrom določimo temperaturo vode v epruveti, pri kateri se fosfor tali. Po končanem taljenju epruveto prenesemo v čašo s hladno vodo in opazimo strjevanje fosforja. Če cev miruje, potem pri temperaturi pod 44 ° (do 30 °) beli fosfor ostane v tekočem stanju.

Tekoče stanje belega fosforja, ohlajenega pod tališče, je stanje podhlajevanja.

Po končanem poskusu, da fosfor lažje izluščimo, ga ponovno stopimo in epruveto potopimo z luknjo navzgor v poševnem položaju v posodo s hladno vodo.

Izkušnje. Pritrditev kosa belega fosforja na konec žice. Za taljenje in strjevanje belega fosforja se uporablja majhen porcelanasti lonček s fosforjem in vodo; damo ga v kozarec tople in nato hladne vode. Žica za ta namen se vzame iz železa ali bakra z dolžino 25-30 cm in premer 0,1-0,3 cm. Ko je žica potopljena v utrjevalni fosfor, se zlahka pritrdi nanj. Če lončka ni, se uporabi epruveta. Zaradi premalo enakomerne površine epruvete pa jo je včasih treba prelomiti, da izločimo fosfor. Če želite odstraniti beli fosfor iz žice, jo potopite v kozarec tople vode.

Izkušnje. Določanje specifične teže fosforja. Pri 10° je specifična teža fosforja 1,83. Izkušnje nam omogočajo, da se prepričamo, da je beli fosfor težji od vode in lažji od koncentrirane H 2 SO 4.

Ko v epruveto z vodo in koncentrirano H 2 SO 4 (specifična teža 1,84) damo majhen košček belega fosforja, opazimo, da fosfor v vodi potone, vendar lebdi na površini kisline in se zaradi toplote tali. se sprosti, ko se koncentrirana H 2 SO raztopi 4 v vodi.

Za vlivanje koncentrirane H 2 SO 4 v epruveto z vodo uporabimo lij z dolgim ​​in ozkim vratom, ki sega do konca epruvete. Vlijemo kislino in previdno odstranimo lij iz epruvete, da ne pride do mešanja tekočin.

Na koncu poskusa vsebino epruvete premešamo s stekleno palčko in z zunanje strani ohladimo s curkom hladne vode, dokler se fosfor ne strdi, da ga lahko odstranimo iz epruvete.

Pri uporabi rdečega fosforja opazimo, da ne potone samo v vodi, ampak tudi v koncentrirani H 2 SO 4, saj je njegova specifična teža (2,35) večja od specifične teže tako vode kot koncentrirane žveplove kisline.

BELI FOSFOR, SIJAJ

Zaradi počasne oksidacije, ki se pojavi že pri običajnih temperaturah, se beli fosfor sveti v temi (od tod tudi ime "svetilni"). Okrog koščka fosforja se v temi pojavi zelenkast svetleč oblak, ki se ob vibriranju fosforja začne valovito gibati.

Fosforescenco (luminiscenco fosforja) razložimo s počasno oksidacijo fosforjevih hlapov s kisikom v zraku v fosfor in fosforjev anhidrid s sproščanjem svetlobe, vendar brez sproščanja toplote. V tem primeru se sprošča ozon in zrak okoli se ionizira (glej poskus, ki prikazuje počasno zgorevanje belega fosforja).

Fosforescenca je odvisna od temperature in koncentracije kisika. Pri 10° in normalen pritisk fosforescenca poteka šibko in se v odsotnosti zraka sploh ne pojavi.

Snovi, ki reagirajo z ozonom (H 2 S, SO 2, Cl 2, NH 3, C 2 H 4, terpentinovo olje), oslabijo ali popolnoma ustavijo fosforescenco.

Pretvorbo kemične energije v svetlobno energijo imenujemo "kemiluminiscenca".

Izkušnje. Opazovanje sijaja belega fosforja.Če v temi opazujete kos belega fosforja v kozarcu in ni popolnoma prekrit z vodo, potem je opazen zelenkast sij. V tem primeru mokri fosfor počasi oksidira, vendar se ne vname, saj je temperatura vode pod plameniščem belega fosforja.

Sijaj belega fosforja lahko opazimo, ko je bil kos belega fosforja za kratek čas izpostavljen zraku. Če v bučko na stekleno volno daš nekaj koščkov belega fosforja in bučko napolniš z ogljikovim dioksidom, spuščaš konec odvodne cevi na dno bučke pod stekleno volno, nato pa bučko rahlo segreješ tako, da jo potopiš v posodo s toplo vodo, nato pa lahko v temi opazujete nastanek hladnega bledo zelenkastega plamena (lahko varno položite roko vanj).

Nastanek hladnega plamena je razloženo z dejstvom, da ogljikov dioksid, ki zapusti bučko, potegne fosforjeve pare, ki začnejo oksidirati, ko pridejo v stik z zrakom na odprtini bučke. V bučki se beli fosfor ne vname, ker je v atmosferi ogljikovega dioksida. Na koncu poskusa bučko napolnimo z vodo.

Pri opisu poskusa pridobivanja belega fosforja v atmosferi vodika ali ogljikovega dioksida je bilo že omenjeno, da izvajanje teh poskusov v temi omogoča opazovanje sijanja belega fosforja.

Če naredite napis s fosforno kredo na steni, listu kartona ali papirju, potem zahvaljujoč fosforescenci ostane napis viden dolgo časa v temi.

Takega napisa na tablo ni mogoče narediti, ker se potem navadna kreda ne prime nanjo in je treba tablo oprati z bencinom ali drugim stearinskim topilom.

Fosforno kredo dobimo z raztapljanjem tekočega belega fosforja v staljenem stearinu ali parafinu. Da bi to naredili, v epruveto dodamo približno dva utežna dela stearina (koščki sveče) ali parafina k enemu utežnemu delu suhega belega fosforja, epruveto prekrijemo z vato, da preprečimo vstop kisika, in segrevamo z neprekinjenim tresenje. Po končanem taljenju epruveto ohladimo s curkom hladne vode, nato epruveto prelomimo in odstranimo strjeno maso.

Fosforjevo kredo hranimo pod vodo. Pri uporabi je kos takšne krede zavit v moker papir.

Fosforjevo kredo lahko dobimo tudi tako, da dodamo majhne koščke posušenega belega fosforja parafinu (stearinu), stopljenemu v porcelanasti skodelici. Če se parafin ob dodajanju fosforja vname, ga pogasimo tako, da skodelico pokrijemo s kosom kartona ali azbesta.

Po nekaj ohladitvi raztopino fosforja v parafinu vlijemo v suhe in čiste epruvete in ohladimo s curkom hladne vode, dokler se ne strdi v trdno maso.

Nato epruvete razbijemo, odstranimo kredo in shranimo pod vodo.

TOPNOST BELEGA FOSFORJA

V vodi je beli fosfor težko topen, slabo topen v alkoholu, etru, benzenu, ksilenu, metiljodidu in glicerinu; dobro se topi v ogljikovem disulfidu, žveplovem kloridu, fosforjevem trikloridu in tribromidu, ogljikovem tetrakloridu.

Izkušnje. Raztapljanje belega fosforja v ogljikovem disulfidu. Ogljikov disulfid je brezbarvna, zelo hlapljiva, lahko vnetljiva, strupena tekočina. Zato se pri delu z njim izogibajte vdihavanju njegovih hlapov in ugasnite vse plinske gorilnike.

Tri ali štiri koščke belega fosforja v velikosti graha z rahlim stresanjem raztopimo v kozarcu 10-15 ml ogljikov disulfid.

Če s to raztopino navlažimo majhen list filtrirnega papirja in ga držimo na zraku, se papir čez nekaj časa vname. Ogljikov disulfid namreč hitro izhlapi, drobno zdrobljen beli fosfor, ki ostane na papirju, pa pri običajnih temperaturah hitro oksidira in se vname zaradi toplote, ki se sprošča pri oksidaciji. (Znano je, da je temperatura vžiga različnih snovi odvisna od stopnje njihovega mletja.) Zgodi se, da se papir ne vžge, ampak le zoglene. Papir, navlažen z raztopino fosforja v ogljikovem disulfidu, držimo na zraku s kovinskimi kleščami.

Poskus izvajamo previdno, tako da kapljice raztopine fosforja v ogljikovem disulfidu ne padejo na tla, mizo, oblačila ali roke.

Če raztopina pride na roko, jo hitro speremo z milom in vodo, nato pa z raztopino KMnO 4 (za oksidacijo delcev belega fosforja, ki so padli na roke).

Raztopine fosforja v ogljikovem disulfidu, ki ostane po poskusih, ne hranimo v laboratoriju, saj se zlahka vname.

TRANSFORMACIJA BELEGA FOSFORJA V RDEČEGA

Beli fosfor se pretvori v rdečega po enačbi:

P (bela) = P (rdeča) + 4 kcal.

Naprava za pridobivanje belega fosforja iz rdečega: epruveta-reaktor 1, cev 2, skozi katero ogljikov dioksid vstopa v epruveto-reaktor, odzračevalna cev 3, skozi katero bela fosforjeva para skupaj z ogljikovim dioksidom zapusti epruveto in se ohladi z vodo

Proces pretvorbe belega fosforja v rdečega močno pospešimo s segrevanjem, pod vplivom svetlobe in v prisotnosti sledi joda (1 G jod pri 400 G beli fosfor). Jod v kombinaciji s fosforjem tvori fosforjev jodid, v katerem se beli fosfor raztopi in s sproščanjem toplote hitro postane rdeč.

Rdeči fosfor dobimo s podaljšanim segrevanjem belega fosforja v zaprti posodi v prisotnosti sledi joda na 280-340 °

Z dolgotrajnim skladiščenjem belega fosforja na svetlobi postopoma postane rdeč.

Izkušnje. Pridobivanje majhne količine rdečega fosforja iz belega. V stekleni cevki dolžine 10-12, zaprti na enem koncu cm in premera 0,6-0,8 cm vnesejo košček belega fosforja v velikosti pšeničnega zrna in zelo majhen kristal joda. Epruveto zapremo in obesimo v zračni kopeli nad pladnjem s peskom, nato segrejemo na 280-340° in opazujemo pretvorbo belega fosforja v rdečega.

Delno pretvorbo belega fosforja v rdečega lahko opazimo tudi tako, da rahlo segrejemo epruveto z majhnim koščkom belega fosforja in zelo majhnim kristalom joda. Pred začetkom segrevanja epruveto zapremo z palčko iz steklene (azbestne ali navadne) volne in pod epruveto postavimo pladenj s peskom. Epruveto segrevamo 10-15 minut (ne da bi fosfor zavrel) in opazujemo pretvorbo belega fosforja v rdečega.

Bel fosfor, ki ostane v epruveti, lahko odstranimo s segrevanjem s koncentrirano raztopino alkalije ali s sežigom.

Pretvorbo belega fosforja v rdečega lahko opazujemo tudi s segrevanjem majhnega koščka fosforja v epruveti v atmosferi ogljikovega dioksida na temperaturo pod vreliščem.

ZGOREVANJE BELEGA FOSFORJA

Pri gorenju belega fosforja nastane fosforjev anhidrid:

P 4 + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + 2 x 358,4 kcal.

Opazujete lahko izgorevanje fosforja na zraku (počasno in hitro) in pod vodo.

Izkušnje. Počasno zgorevanje belega fosforja in sestava zraka. Ta poskus ni bil opisan kot način pridobivanja dušika, saj ne veže popolnoma kisika v zraku.

Počasna oksidacija belega fosforja z atmosferskim kisikom poteka v dveh stopnjah; v prvi fazi nastaneta fosforjev anhidrid in ozon po enačbah:

2P + 2O 2 \u003d P 2 O 3 + O, O + O 2 \u003d O 3.

V drugi fazi se fosforjev anhidrid oksidira v fosforjev anhidrid.

Počasno oksidacijo belega fosforja spremljata luminiscenca in ionizacija okoliškega zraka.

Poskus, ki prikazuje počasno gorenje belega fosforja, naj traja vsaj tri ure. Naprava, potrebna za poskus, je prikazana na sl.

V cilindru, razširjenem na odprtini, skoraj napolnjenem z vodo, je graduirana cev z zaprtim koncem, ki vsebuje približno 10 ml vodo. Dolžina cevi 70 cm, premer 1,5-2 cm. Ko spustite merilno cev, umaknite prst z odprtine cevi, izenačite vodo v cevi in ​​valju in zabeležite prostornino zraka v cevi. Ne da bi cev dvignili nad gladino vode v valju (da ne bi prepustili dodatnega zraka), v zračni prostor cevi vnesemo kos belega fosforja, pritrjen na koncu žice.

Po treh do štirih urah ali celo po dveh ali treh dneh opazimo dvig vode v cevki.

Na koncu poskusa žico s fosforjem odstranimo iz epruvete (ne da bi cev dvignili nad gladino vode v valju), vodo v epruveti in valju izenačimo in volumen preostalega zraka potem ko opazimo počasno oksidacijo belega fosforja.

Izkušnje kažejo, da se je zaradi vezave kisika s fosforjem prostornina zraka zmanjšala za eno petino, kar ustreza vsebnosti kisika v zraku.

Izkušnje. Hitro zgorevanje belega fosforja. Ker se med reakcijo spoja fosforja s kisikom sprosti velika količina toplote, se beli fosfor na zraku spontano vžge in gori s svetlo rumenkasto belim plamenom, pri čemer nastane fosforjev anhidrid, bela trdna snov, ki se zelo močno spaja z vodo.

Že prej smo omenili, da se beli fosfor vžge pri 36-60 °. Za opazovanje njegovega samovžiga in zgorevanja položimo kos belega fosforja na azbestno ploščo in ga pokrijemo s steklenim zvonom ali velikim lijakom, na vrat katerega nataknemo epruveto.

Fosfor lahko enostavno zažgemo s stekleno paličico, segreto v vroči vodi.

Izkušnje. Primerjava temperatur vžiga belega in rdečega fosforja. Na enem koncu bakrene plošče (dolžine 25 cm, širina 2,5 cm in debelina 1 mm) dajte majhen košček posušenega belega fosforja, na drugi konec pa nalijte majhen kupček rdečega fosforja. Ploščo postavimo na stojalo in istočasno na oba konca plošče pripeljemo približno enako goreče plinske gorilnike.

Beli fosfor se takoj vžge, rdeči pa šele, ko njegova temperatura doseže približno 240°.

Izkušnje. Vžig belega fosforja pod vodo. Epruveto z vodo, ki vsebuje več majhnih koščkov belega fosforja, pomočimo v kozarec vroče vode. Ko se voda v epruveti segreje na 30-50°C, se vanjo skozi cev spusti tok kisika. Fosfor se vname in gori ter razprši svetle iskre.

Če poskus izvajamo v sami čaši (brez epruvete), čašo postavimo na stojalo, nameščeno na pladenj s peskom.

ZMANJŠANJE SREBROVE IN BAKROVE SOLI Z BELIM FOSFORJEM

Izkušnje. Ko v epruveto z raztopino srebrovega nitrata vnesemo košček belega fosforja, opazimo oborino kovinskega srebra (beli fosfor je energetski reducent):

P + 5AgNO 3 + 4H 2 O \u003d H 3 RO 4 + 5Ag + 5HNO 3.

Če beli fosfor vnesemo v epruveto z raztopino bakrovega sulfata, se kovinski baker obori:

2P + 5CuSO 4 + 8H 2 O \u003d 2H 3 PO 4 + 5H 2 SO 4 + 5Cu.

Objava na temo "Uporaba fosforja" vam bo na kratko povedala, na katerih področjih se uporablja fosfor in zakaj.

Uporaba fosforja

fosfor je kemični element, ki se v periodnem sistemu Mendelejeva nahaja v skupini V. Njegovo kemijska formula- R. Ime elementa izvira iz grške besede "fosforos" in pomeni "svetlobni". V zemeljski skorji ga je precej - 0,08-0,09% celotne mase zemeljske skorje. V morski vodi je tudi fosfor. Element ima visoko kemično aktivnost, zato ga v prostem stanju ne boste našli. Sposoben je tvoriti 190 mineralov. Imenujejo ga tudi element življenja, saj ga najdemo v živalskih tkivih, zelenih rastlinah, beljakovinah ipd.

Uporaba fosforja v medicini

Danes je iz fosforja pridobljen razred potencialnih terapevtskih sredstev, ki zdravijo bolezni mehkih tkiv in kosti, ki jih spremlja kršitev presnove kalcija - biofosfonati.

Vsak element ima svoj spekter delovanja. So odporni na encimsko hidrolizo, imajo afiniteto za kovinske ione in tvorijo netopne in topne kelatne agregate in komplekse.

Najbolj pogost in uporabljan je etidronat. Učinkovit je pri motnjah presnove kalcija v telesu. Uporablja se pri progresivnem osifikacijskem miozitisu, Pagetovi bolezni, osteoporozi, heterogeni osifikaciji in tumorski osteolizi.

Uporaba fosforja v industriji

Ortofosforna kislina se pogosto uporablja. Uporablja se za proizvodnjo kombiniranih in fosfatnih gnojil, ki povečujejo pridelek, dajejo rastlinam odpornost na neugodne podnebne razmere in zimsko odpornost. Poleg tega imajo gnojila odličen učinek na tla, prispevajo k strukturiranju, spreminjanju topnosti snovi v tleh, razvoju talnih bakterij in zatiranju nastajanja organskih škodljivih snovi.

Fosforjeva kislina se uporablja tudi v prehrambeni industriji. Je prijetnega okusa in v razredčeni obliki se dodaja marmeladi, limonadi, sirupom za izboljšanje okusa. Soli fosforne kisline imajo podobne lastnosti. Na primer, kalcijevi hidrogenfosfati so sestavina pecilnih praškov, ki izboljšajo okus kruha in žemljic.

Na osnovi fosforne kisline se izdelujejo fosfolesne negorljive plošče, ognjevarne barve in fosfatne negorljive pene. Soli fosforne kisline ščitijo pred sevanjem, mehčajo vodo, odstranjujejo kotlovni kamen in so del detergentov.

Organofosforne spojine (mehčala, ekstraktanti, maziva, absorbenti) se uporabljajo v hladilnih napravah in kot dodatek smodniku. Alkilfosfati delujejo kot površinsko aktivne snovi, sredstva proti zmrzovanju, posebna gnojila, antikoagulanti iz lateksa.

Vžigalice so narejene iz rdečega fosforja. Skupaj z lepilom in zdrobljenim steklom se nanese na stran vžigalične škatlice. Cinkov fosfid (Zn 3 P 2) se uporablja za zatiranje glodalcev. Beli fosfor se uporablja za izdelavo zažigalnih bomb, granat za odvod dima, dama, granat in dimnih zaves.

Uporaba fosforja v vsakdanjem življenju

V vsakdanjem življenju nas obdajajo tudi stvari iz fosforja. Na primer posode, figurice, vaze in podobno. Poleg tega je pomemben element, ki je del nukleinskih kislin, beljakovin, kostno tkivo. Fosfor je bistven element za mišično in duševno aktivnost. Ugodno deluje na ledvice in srce. Najdemo ga v kruhu, ribah, mesu, grahu, fižolu, ječmenu, ovsu in ječmenu, zelju, oreščkih, peteršilju, korenju, špinači in česnu.

Upamo, da vam je poročilo na temo "Uporaba fosforja" pomagalo pri pripravi na lekcijo. Preko spodnjega obrazca za komentarje lahko dodate zgodbo o uporabi fosforja.