Прејди на содржината

Фосфор пентоксид

Од Википедија — слободната енциклопедија
Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид
Назнаки
1314-56-3 Ок
16752-60-6 (P4O10) Н
ChEBI CHEBI:37376 Ок
ChemSpider 14128 Ок
3Д-модел (Jmol) Слика

молекуларна форма
Слика кристална o′ форма

PubChem 14812
RTECS-бр. TH3945000
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед бел прашок
многу хигроскопен
без мирис
Густина 2.39 g/cм3
Точка на вриење
егзотермна хидролиза
Парен притисок 1 mmHg @ 385 °C (стабилна форма)
Опасност
NFPA 704
3
0
3
Безбедносен лист MSDS
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Фосфор пентоксидхемиско соединение со молекулска формула P4О10 (името му е изведено од емпириската формула, P2O5). Претставува бела, кристална супстанца, која е анхидрид на фосфорната киселина. Има својство на моќен исушувач и дехидратационо средство.

Структура

[уреди | уреди извор]

Фосфор пентоксидот кристализира во најмалку четири полиморфни форми. Најпозната е метастабилната форма,[1] прикажана на сликата, која е составена од молекули на P4О10. Слабите Ван дер Валсови сили ги држат молекулите заедно во шестаголна решетка (сепак, и покрај високата симетричност на молекулите, кристалното пакување не е блиско пакување[2]). Структурата на P4О10 молекулата потсетува на молекулата на органското соединение адамантан со Td симетрична група.[3] Ова соединение е сродно со соодветниот анхидрид на фосфорестата киселина, P4O6, кое нема терминални оксо функционални групи. Густината на фосфор пентоксидот е 2,30 g/cм3, точката на вриење му е 423 °C под атмосферски притисок, а ако се загрева побрзо може да сублимира. Со брзо кондензирање на пареата на фосфор пентоксидот се добива исклучително хигроскопна цврста форма на оваа соединение.[4]

Другите полиморфни форми на фосфор пентоксидот се полимерни, но за сите е карактеристично тоа што атомите на фосфор се врзани за тетраедар од кислородни атоми, со една P=O хемиска врска која вклучува донирање на p-орбиталните електрони на терминалниот кислород на антиврзувачките фосфор-кислород единечни врски. Макромолекуларната форма може да се добие со загревање на соединението во запечатена цевка во рок од неколку часа и одржување на стопената маса на висока температура пред нејзино ладење до стврднување.[4] Метастабилната орторомпска, „О“-форма (со густина од 2,72 g/cм3 и точка на топење од 562 °C), има слоевита структура, која се состои од меѓусебно поврзани P6O6 прстени. Стабилната форма е фаза со поголема густина, која е исто така орторомпска, и се нарекува O' форма. Таа има густина од 3,5 g/cм3.[1][5] Останатата полиморфна форма е стаклеста или аморфна форма, која може да се добие со соединување на било која од останатите форми.

дел од o′-(P2O5) слој
сложување на o′-(P2O5) слоеви

Добивање

[уреди | уреди извор]

P4О10 се добива со горење на тетрафосфор со доволна количина на кислород:

P4 + 5 O2 → P4O10

Во поголемиот дел од 20-от век, фосфор пентоксидот бил користен за добивање на концентрирана, чиста фосфорна киселина. Во текот на овој топлински процес, фосфор пентоксидот добиен со горење на бел фосфор бил растворуван во разредена фосфорна киселина за да се добие концентрирана фосфорна киселина. Напредокот во филтер технологијата довел до „процес на влажна фосфорна киселина“ кој го заменил топлинскиот процес, па затоа нема потреба за добивање на бел фосфор како почетен материјал.[6]

Употреба

[уреди | уреди извор]

Фосфор пентоксидот е моќно дехидратационо средство, а неговата хидролиза е јака егзотермна реакција:

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4   (–177 kJ)

Сепак, неговата корисност како средство за сушење е ограничена, бидејќи има тенденција да формира заштитна вискозна обвивка која ја инхибира понатамошната дехидратација. Затоа во ексикаторите се користи грануларна форма на фосфор пентоксидот.

Поради неговата голема моќ за дехидратација, P4O10 се користи во органските синтези. Најголемата примена е за претворање на примарните амиди во нитрили:[7]

P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN

Копродуктот P4O9(OH)2 е идеализирана формула за недефинирани производи кои се добиваат како резултат на хидратацијата на P4O10.

Кога се меша со карбоксилна киселина, резултатот е соодветен анхидрид:[8]

P4O10 + RCO2H → P4O9(OH)2 + [RC(O)]2O

Исушувачната моќ на P4O10 е доволно јака за да претвори многу неоргански киселини во нивните анхидриди. Примери се: HNO3 се претвора во N2O5H2SO4 се претвора во SO3; HClO4 се претвора во Cl2O7CF3SO3H се претвора во (CF3)2S2O5.

Сродни фосфорни оксиди

[уреди | уреди извор]

Освен комерцијално важните P4O6 и P4О10, познати се и фосфорни оксиди со интермедијарни структури.

Фосфор оксиди: P4О6, Стр4О7, Стр4О8, Стр4О9, и P4О10.

Опасности

[уреди | уреди извор]

Фосфор пентоксидот не е запалив. Исто како сулфур триоксидот, тој енергично реагира со вода и супстанци кои содржат вода, како дрво или памук, ослободувајќи топлина, што може да предизвика пожар. Тој е корозивен за метали и делува многу иритирачки - може да предизвика сериозни изгореници на очите, кожата, мукозната мембрана и респираторниот тракт, дури и во концентрации од 1 mg/м3.[9]

Поврзано

[уреди | уреди извор]
  1. 1,0 1,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2. изд.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
  2. Cruickshank, D.W.J. (1964). „Refinements of Structures Containing Bonds between Si, P, S or Cl and O or N: V. P4O10“. Acta Crystallogr. 17 (6): 677–9. doi:10.1107/S0365110X64001669.
  3. D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
  4. 4,0 4,1 .Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Chapter 15: The group 15 elements. Pearson. стр. 473. ISBN 978-0-13-175553-6.
  5. D. Stachel, I. Svoboda and H. Fuess (June 1995). „Phosphorus Pentoxide at 233 K“. Acta Crystallogr. C. 51 (6): 1049–1050. doi:10.1107/S0108270194012126.
  6. Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: The Last 50 Years. Studley: Brewin Books. ISBN 1-85858-223-7
  7. Meier, M. S. "Phosphorus(V) Oxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289.
  8. Joseph C. Salamone, уред. (1996). Polymeric materials encyclopedia: C, Volume 2. CRC Press. стр. 1417. ISBN 0-8493-2470-X.
  9. „PHOSPHORUS PENTOXIDE“. hazard.com. Посетено на 2019-02-12.

Надворешни врски

[уреди | уреди извор]