Оксид фосфора (V). Ортофосфорная кислота.

Оксид фосфора (V) – фосфорный ангидрид

      • Физические свойства: Оксид фосфора (V) Р2О5 — белый гигроскопичный порошок (поглощает воду), следует хранить в плотно закрытых сосудах.

      • Получение: Получается при горении фосфора в избытке воздуха или кислорода

      • 4P + 5O2 = 2P2O5

      • Применение: Оксид фосфора (V) очень энергично соединяется с водой, а также отнимает воду от других соединений. Применяется как осушитель газов и жидкостей.

      • Химические свойства: Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид, взаимодействует, подобно другим кислотным оксидам с водой, основными оксидами и основаниями.

      • Фосфорный ангидрид особым образом взаимодействует с водой, взаимодействуя с водой при обычных условиях (без нагревания), образует в первую очередь метафосфорную кислоту НРО3:

      • P2O5 + H2O = HPO3

      • при нагревании образуется ортофосфорная кислота H3PO4:

      • P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (t˚C)

      • При нагревании H3PO4 можно получить пирофосфорную кислоту H4P2O7:

      • 2H3PO4 = H2O + H4P2O7 (t˚C)

      • Свойства кислотного оксида

Типичный кислотный оксид:

3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2,

3Ca(OH)2 + P2O5 = Ca3(PO4)2 + 3H2O.

Ортофосфорная кислота

      • Наибольшее практическое значение имеет ортофосфорная кислота Н3РO4.

      • Строение молекулы: В молекуле фосфорной кислоты атомы водорода соединены с атомами кислорода:

      • Физические свойства: Фосфорная кислота представляет собой бесцветное, гигроскопичное твердое вещество, хорошо растворимое в воде.

      • Получение:

      • 1) Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой при нагревании:

      • P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (t˚C)

      • 2) Взаимодействие природной соли – ортофосфата кальция с серной кислотой при нагревании:

      • Сa3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4 (t˚C)

      • 3) При взаимодействии фосфора с концентрированной азотной кислотой

      • 3P + 5HNO3+ 2H2O = 3H3PO4+ 5NO

      • Химические свойства:

      • Свойства, общие с другими кислотами

      • 1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов на красный:

      • Ортофосфорная кислота диссоциирует ступенчато:

          • H3PO4 ↔ H+ + H2PO4-(дигидроортофосфат-ион)

          • H2PO4- ↔ H+ + HPO42-(гидроортофосфат-ион)

          • HPO42- ↔ H+ + PO43-(ортофосфат-ион)

      • 2. Взаимодействует с металлами в ряду активности до (Н2): металл+ H3PO4=соль+Н2↑

      • 3Zn + 2H3PO4 = Zn3(PO4)2 + 3H2.

      • 3. Взаимодействует с основными оксидами: оксид металла + H3PO4 = соль + Н2О

      • 3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3H2O.

      • 4. Взаимодействует с основаниями Ме(ОН)n: основание + H3PO4 = соль + Н2О

        • 3Ca(OН)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6Н2О;

        • если кислота в избытке, то образуется кислая соль:

        • Ca(OН)2 + H3PO4 = CaНPO4 + 2Н2О;

        • Ca(OН)2 + 2H3PO4 = Ca(Н2PO4)2 + 2Н2О.

      • 5. Реагирует с аммиаком (по донорно-акцепторному механизму), если в избытке кислота, образуются кислые соли:

      • H3PO4 + NH3 = NH3H2PO4

      • H3PO4 + 2NH3 = (NH3)2HPO4

      • H3PO4 + 3NH3 = (NH3)3PO4

      • 6. Реагирует с солями слабых кислот:

      • 2H3PO4+3Na2CO3 = 2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2↑

      • Специфические свойства ортофосфорной кислоты

      • 1. При нагревании ортофосфорная кислота постепенно превращается в метафосфорную кислоту:

      • 2H3PO4 (t˚C) → H2O + H4P2O7

      • H4P2O7 (t˚C)→ H2O + 2HPO3

      • 2. Качественная реакция наPO43- - фосфат ион.

      • Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра — образуетсяжёлтый осадок:

      • Н3РО4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓+ 3HNO3

      • 3. Играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав АТФ. При разложении АТФ выделяется большое количество энергии, что очень важно для живых организмов.

    • Не проявляет ни окислительных, ни восстановительных свойств.

      • Применение ортофосфорной кислоты:

    • В основном для производства минеральных удобрений.