Отвори го главното мени

Фосфор пентоксид

хемиско соединение

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 десикант и дехидратационо средство.

Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид
Фосфор пентоксид
Sample of Phosphorus pentoxide.jpg
Назнаки
1314-56-3 Yes check.svgОк
16752-60-6 (P4O10) X mark.svgН
ChEBI CHEBI:37376 Yes check.svgОк
ChemSpider 14128 Yes check.svgОк
Jmol-3D слики Слика

молекуларна форма
Слика кристална o′ форма

PubChem 14812
RTECS број TH3945000
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед бел прашок
многу хигроскопен
без мирис
Густина 2.39 g/cm3
Точка на вриење
егзотермна хидролиза
Парен притисок 1 mmHg @ 385 °C (стабилна форма)
Штетност
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
3
 
 Yes check.svgОк(што е ова?)  (завери)
Освен каде што е поинаку назначено, податоците се однесуваат за материјалите во нивната стандардна состојба (при 25 ° C, 100 kPa)
Наводи

СтруктураУреди

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 хексагонална 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/cm3, 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 орторомбична, „О“-форма (со густина од 2,72 g/cm3 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 орторомбична, и се нарекува O' форма. Таа има густина од 3,5 g/cm3.[1][5] Останатата полиморфна форма е стаклеста или аморфна форма, која може да се добие со фузија на било која од останатите форми.

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

ДобивањеУреди

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 термички 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 термичкиот процес, па затоа нема потреба за добивање на бел фосфор како почетен материјал.[6]

УпотребаУреди

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 конверзија на примарните амиди во нитрили:[7]

P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN

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

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

P4O10 + RCO2H → P4O9(OH)2 + [RC(O)]2O

Десикантната моќ на P4O10 е доволно јака за да претвори многу минерални 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 оксидиУреди

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

 

ОпасностиУреди

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/m3.[9]

ПоврзаноУреди

НаводиУреди

  1. 1,0 1,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd издание). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 
  2. Cruickshank, D.W.J.. Refinements of Structures Containing Bonds between Si, P, S or Cl and O or N: V. P4O10. „Acta Crystallogr.“ том  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. .
  4. 4,0 4,1 .Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). „Chapter 15: The group 15 elements“. Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Pearson. стр. 473. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. D. Stachel, I. Svoboda and H. Fuess (јуни 1995 г). Phosphorus Pentoxide at 233 K. „Acta Crystallogr. C“ том  51 (6): 1049–1050. doi:10.1107/S0108270194012126. 
  6. Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: The Last 50 Years. Studley: Brewin Books.
  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. https://books.google.com/books?id=pzRpQC7CO6sC&pg=PA1417. 
  9. „PHOSPHORUS PENTOXIDE“. hazard.com. конс. 2019-02-12. 

Надворешни врскиУреди