Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид — хемиско 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.
| |||
Други називи Дифосфор пентоксид | |||
Назнаки | |||
---|---|---|---|
1314-56-3 16752-60-6 (P4O10) | |||
ChEBI | CHEBI:37376 | ||
ChemSpider | 14128 | ||
3Д-модел (Jmol) | Слика
молекуларна 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 | |||
Безбедносен лист | MSDS | ||
Дополнителни податоци | |||
(што е ова?) (провери) Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa) | |||
Наводи |
Структура
уредиФосфор 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.
Добивање
уредиP4О10 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
уредиФосфор 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 N2O5; H2SO4 се претвора во SO3; HClO4 се претвора во Cl2O7; CF3SO3H се претвора во (CF3)2S2O5.
Сродни фосфорни оксиди
уредиОсвен комерцијално важните P4O6 и P4О10, познати се и фосфорни оксиди со интермедијарни структури.
Опасности
уредиФосфор 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
уредиНаводи
уреди- ↑ 1,0 1,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2. изд.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
- ↑ 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.
- ↑ D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: The Last 50 Years. Studley: Brewin Books. ISBN 1-85858-223-7
- ↑ 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.
- ↑ Joseph C. Salamone, уред. (1996). Polymeric materials encyclopedia: C, Volume 2. CRC Press. стр. 1417. ISBN 0-8493-2470-X.
- ↑ „PHOSPHORUS PENTOXIDE“. hazard.com. Посетено на 2019-02-12.
Надворешни врски
уреди- OSHA Occupational Chemical Database Архивирано на 5 март 2016 г. (англиски)