Skip to main content
Global

18.8: Matukio, Maandalizi, na Mali ya Phosphorus

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    176437

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza
    • Eleza mali, maandalizi, na matumizi ya fosforasi

    Maandalizi ya viwanda ya fosforasi ni kwa kupokanzwa phosphate kalsiamu, iliyopatikana kutoka mwamba wa phosphate, na mchanga

    \[\ce{2Ca3(PO4)2}(s)+\ce{6SiO2}(s)+\ce{10C}(s) \xrightarrow{Δ} \ce{6CaSiO3}(l)+\ce{10CO}(g)+\ce{P4}(g) \nonumber \]

    Fosforasi hutoka nje ya tanuru na imefungwa ndani ya imara au kuchomwa moto ili kuunda P 4 O 10. Maandalizi ya misombo mingi ya fosforasi huanza na P 4 O 10. Asidi na phosphates ni muhimu kama mbolea na katika sekta ya kemikali. Matumizi mengine ni katika utengenezaji wa aloi maalumu kama ferrofosforasi na shaba ya fosforasi. Phosphorus ni muhimu katika kutengeneza dawa, mechi, na baadhi ya plastiki. Phosphorus ni nonmetal hai. Katika misombo, fosforasi kawaida hutokea katika majimbo ya oxidation ya 3-, 3+, na 5+. Phosphorus inaonyesha idadi oxidation ambayo ni ya kawaida kwa kundi 15 kipengele katika misombo ambayo yana vifungo fosforasi na fosforasi; mifano ni pamoja na difosforasi tetrahydride, H 2 P-PH 2, na trisulfidi tetraphosphorus, P 4 S 3, mfano katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\).

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): P 4 S 3 ni sehemu ya vichwa vya mechi za mgomo-popote.

    Phosphorus oksijeni

    Fosforasi aina mbili oksidi ya kawaida, fosforasi (III) oksidi (au tetraphosphorus hexaoxide), P 4 O 6, na fosforasi (V) oksidi (au tetrapphosphorus decaoxide), P 4 O 10, wote inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Phosphorus (III) oksidi ni fuwele nyeupe imara na harufu kama vitunguu. Mvuke wake ni sumu sana. Inaoksidisha polepole hewani na inflames inapokanzwa hadi 70 °C, na kutengeneza P 4 O 10. Fosforasi (III) oksidi hupasuka polepole katika maji baridi ili kuunda asidi ya fosforasi, H 3 PO 3.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Picha hii inaonyesha miundo ya Masi ya P 4 O 6 (kushoto) na P 4 O 10 (kulia).

    Fosforasi (V) oksidi, P 4 O 10, ni poda nyeupe ambayo huandaliwa na kuchoma fosforasi katika oksijeni ya ziada. Enthalpy yake ya malezi ni ya juu sana (-2984 kJ), na ni imara kabisa na wakala mbaya sana wa oksidi. Kuacha P 4 O 10 ndani ya maji hutoa sauti ya kupiga kelele, joto, na asidi ya orthophosphori:

    \[\ce{P4O10}(s)+\ce{6H2O}(l)⟶\ce{4H3PO4}(aq) \nonumber \]

    Kwa sababu ya mshikamano wake mkubwa kwa maji, oksidi ya fosforasi (V) ni wakala bora wa kukausha kwa gesi na vimumunyisho, na kwa kuondoa maji kutoka kwa misombo mingi.

    Phosphorus Halogen

    Phosphorus itaitikia moja kwa moja na halojeni, kutengeneza trihalides, PX 3, na pentahalides, PX 5. Trihalides ni imara zaidi kuliko trihalidi za nitrojeni zinazofanana; pentahalidi za nitrojeni hazifanyi kwa sababu ya kutokuwa na uwezo wa nitrojeni kuunda vifungo zaidi ya nne.

    Kloridi PCL 3 na PCL 5, wote inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\), ni halidi muhimu zaidi ya fosforasi. Phosphorus trichloride ni kioevu isiyo rangi ambayo imeandaliwa kwa kupitisha klorini juu ya fosforasi iliyoyeyuka. Phosphorus pentachloride ni imara nyeupe-nyeupe ambayo imeandaliwa na oxidizing trichloride na klorini ya ziada. Pentachloride hupungua wakati inapokanzwa na hufanya usawa na trichloride na klorini wakati hasira.

    alt
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Picha hii inaonyesha muundo wa Masi ya PCL 3 (kushoto) na PCL 5 (kulia) katika awamu ya gesi.

    Kama vile halidi nyingine zisizo za chuma, kloridi zote mbili za fosforasi huguswa na ziada ya maji na huzaa kloridi hidrojeni na oksiacid: PCL 3 huzaa asidi ya fosforasi H 3 PO 3 na PCL 5 huzalisha asidi fosforasi, H 3 PO 4.

    Pentahalides ya fosforasi ni Lewis asidi kwa sababu ya valence tupu d orbitals ya fosforasi. Misombo hii huguswa kwa urahisi na ions halide (Lewis besi) kutoa anion\(\ce{PX6-}\). Ingawa fosforasi pentafluoride ni kiwanja cha Masi katika majimbo yote, tafiti za eksirei zinaonyesha kuwa pentakloridi ya fosforasi imara ni kiwanja cha ioniki\(\ce{[PCl4+][PCl6- ]}\), kama vile pentabromidi ya fosforasi,\(\ce{[PBr4+]}\) [Br -], na pentaiodidi ya fosforasi,\(\ce{[PI4+]}\) [I -].

    Muhtasari

    Phosphorus (kikundi 15) kwa kawaida huonyesha majimbo ya oxidation ya 3- na metali hai na ya 3+na 5+ na yasiyo ya kawaida ya electronegative. Halogens na oksijeni zitaimarisha fosforasi. Oksidi ni oksidi ya fosforasi (V), P 4 O 10, na oksidi ya fosforasi (III), P 4 O 6. Mbinu mbili za kawaida za kuandaa asidi ya orthophosphori, H 3 PO 4, ni ama mmenyuko wa phosphate na asidi ya sulfuriki au mmenyuko wa maji na oksidi ya fosforasi (V). Asidi ya Orthophosphori ni asidi ya triprotic ambayo huunda aina tatu za chumvi.