Презентация по химии "Фосфор и его соединения"

Фосфор и его соединения

Нахождение в природе

В отличие от азота фосфор в природе встречается только в связанном состоянии- в виде солей.

Важнейшими его минералами являются:

Фосфорит-Ca ₃ (PO ₄ ) ₂

Фторапатит- Ca ₃(PO₄)₂‧CaF₂

Хлорапатит- Ca ₃(PO₄)₂‧CaCl₂

Фосфор входит в состав растительных и животных белков.

Физические свойства

• В отличие от азота фосфор образует несколько аллотропных модификаций: белый, красный и чёрный.
• Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся четырёхатомные молекулы P ₄ . Он легкоплавкий, летуч, хорошо растворяется в органических растворителях, в воде нерастворим. Белый фосфор при обычных условиях окисляется кислородом воздуха, которое сопровождается свечением .

• Белый фосфор сильный яд.
• При нагревании без доступа воздуха превращается в красный. В отличии от белого красный и чёрный фосфор имеют атомную кристаллическую решётку. По этому они обладают высокой твёрдостью, тугоплавкие и не растворимы ни в каких растворителях.

• Красный фосфор – порошок тёмно- красного цвета. Неядовит, не растворяется ни в каких растворителях, нелетуч, химический менее активен. Воспламеняется выше 250°С. При нагревании без доступа воздуха красный фосфор превращается в пар, при конденсации которого образуется в белый фосфор.

• Чёрный фосфор получается при нагревании белого фосфора при очень высоким давлением. По внешнему виду похож на графит, жирен на ощупь, полупровод-ник. Как и красный фосфор имеет атомную кристалли-ческую решётку.

Химические свойства

• Фосфор, как и азот проявляет окислительно -восстановительную двойственность.
• Как окислитель взаимодействует с металлами , образуя фосфиды: 2P+3Ca=Ca₃P₂
• Фосфор непосредственно с водородом не взаимодействует.

• Как восстановитель взаимодействует более электроотрицательными неметаллами- кислородом, галогенами, серой и др.
• При комнатной температуре и при недостатке кислорода фосфор окисляется до оксида фосфора (III):
• 4P+3O₂=2P₂O₃
• При избытке- оксид фосфора (V):
• 4P+5O₂=2P₂O₅

Кислородные соединения фосфора

• Среди кислородных соединений фосфора наиболее устойчивы соединения, где атом фосфора проявляет +5 степень окисления (P₂O₅, H₃PO₄).

Оксид фосфора (V) P ₂O ₅

• Белый порошок , очень гигроскопичен. Является типичным кислотным оксидом. К оксиду фосфору (V) соответствует ортофосфорная кислота.

Получение ортофосфорной кислоты

• 1.Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой при нагревании:
• P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄
• Полученную фосфорную кислоту используют как пищевую добавку.
• 2.Вытеснением из природных фосфатов более сильной кислотой, в частности концентрированной серной кислотой при нагревании:
• Ca ₃(PO₄)₂+3H₂SO₄=3CaSO₄↓+2H₃PO₄
• Полученная кислота идёт на производство минеральных удобрений.

Свойства ортофосфорной кислоты и её солей

• Ортофосфорная кислота- нелетучее твёрдое бесцветное кристаллическое вещество, смешивается с водой в любых соотношениях. Она проявляет все свойства кислот, но не является сильной кислотой в водном растворе.
• Как трёхосновная кислота она диссоцирует ступенчато и образует кислые соли:
• H ₃PO₄ ↔H ⁺+ H ₂PO₄⁻ -дигидрофосфат ион
• H ₂PO₄⁻ ↔H ⁺+HPO ₄ ² ⁻ -гидрофосфат ион
• HPO ₄ ² ⁻ ↔H ⁺+ PO ₄ ³ ⁻ -фосфат ион

Свойства солей фосфорной кислоты

• Фосфаты почти всех металлов в воде не растворимы (кроме фосфатов щелочных металлов).
• Дигидрофосфаты ( Ca(H₂PO₄)₂, NaH₂PO₄ ) всех металлов хорошо растворимы в воде.
• Гидрофосфаты ( CaHPO₄, Na₂HPO₄ ) по растворимости занимают промежуточное положение.
• Все фосфаты растворяются в растворах сильных кислот.
• При недостатке кислоты они переходят в кислые соли:
• Ca₃(PO₄)₂+4HNO₃=Ca(H₂PO₄)₂+2Ca(NO₃)₂

Качественная реакция на фосфат ион

• Реактивом на фосфат ионы являются ионы серебра. При действии раствора нитрата серебра на раствор , содержащий фосфат-ионы, образуется осадок жёлтого цвета – фосфат серебра:
• 3Ag⁺+PO₄³⁻=Ag₃PO₄ ↓

Круговорот фосфора

• В растениях фосфор сосредоточен главным образом в семенах и плодах , в организме человека и животных- в скелете, мышечной и нервной тканях. Растения извлекают фосфор из почвы, а животные получают его с растительной пищей. После отмирания растений и животных органические соединения, содержащие фосфор, под действием фосфоробактерий превращаются в неорганические –фосфаты. Так осуществляется круговорот фосфора в природе. Этот круговорот нарушается при удалении соединений фосфора с урожаем сельскохозяйственных культур, поэтому необходимо в почву вносить фосфорные удобрения.

Применение фосфора и его соединений

• Красный фосфор применяют в производстве спичек. Фосфор вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность спичечной коробки. При трении о неё спичечной головки, в состав которой входят хлорат калия и сера , происходит воспламенение:
• 6P+5KClO₃=5KCl+3P₂O₅
• Кроме того он идёт на получение ядохимикатов (дихлофос, хлорофос), дымовых снарядов. Фосфаты входят в состав синтетических моющих средств, огнеупорных красок. Из фосфатов получают специальные цементы, например цинкофосфатный цемент применяют для пломбирования зубов.

Дома

• Параграф 32. стр. 138-144
• Вопросы №1,2 стр.144