Реферат: Фосфор и его соединения

Фосфористую кислоту Н₃ РО₃ получают растворением в воде оксида фосфора (III) или гидролизом хлорида фосфора (III) РCl₃ :

РCl₃ + 3H₂ O = H₃ PO₃ + 3HCl↑.

б) Фосфорная кислота (ортофосфорная кислота ) H₃ PO₄ .

Безводная фосфорная кислота представляет собой светлые прозрачные кристаллы, при комнатной температуре расплывающиеся на воздухе. Температура плавления 42,35°С. С водой фосфорная кислота образует растворы любых концентраций.

Фосфорной кислоте соответствует следующая структурная формула:

.

Фосфорная кислота реагирует с металлами, расположенными в ряду стандартных электродных потенциалов до водорода, с основными оксидами, с основаниями, с солями слабых кислот.

В лаборатории фосфорную кислоту получают окислением фосфора 30%-ной азотной кислотой:

3P + 5HNO₃ + 2H₂ O = 3H₃ PO₄ + 5NO↑.

В промышленности фосфорную кислоту получают двумя способами: экстракционным и термическим. В основе экстракционного метода лежит обработка измельченных природных фосфатов серной кислотой:

Ca₃ (PO₄ )₂ + 3H₂ SO₄ = 2H₃ PO₄ + 3CaSO₄ ↓.

Фосфорная кислота затем отфильтровывается и концентрируется упариванием.

Термический метод состоит в восстановлении природных фосфатов до свободного фосфора с последующим его сжиганием до Р₄ О₁₀ и растворением последнего в воде. Производимая по данному методу фосфорная кислота характеризуется более высокой чистотой и повышенной концентрацией (до 80% массовых).

Фосфорную кислоту используют для производства удобрений, для приготовления реактивов, органических веществ, для создания защитных покрытий на металлах. Очищенная фосфорная кислота нужна для приготовления фармацевтических препаратов, кормовых концентратов.

Фосфорная кислота не является сильной кислотой. Как трёхосновная кислота, в водном растворе диссоциирует ступенчато. Легче идет диссоциация по первой ступени.

1. H₃ PO₄ H⁺ + (дигидрофосфат-ион);

2. H⁺ + (гидрофосфат-ион);

3. H⁺ + (фосфат-ион).

Суммарное ионное уравнение диссоциации фосфорной кислоты:

H₃ PO₄ 3H⁺ + .

Фосфорная кислота образует три ряда солей:

а) K₃ PO₄ , Ca₃ (PO₄ )₂ – трёхзамещённые, или фосфаты;

б) K₂ HPO₄ , CaHPO₄ – двухзамещённые, или гидрофосфаты;

в) KH₂ PO₄ , Ca(H₂ PO₄ )₂ – однозамещённые, или дигидрофосфаты.

Однозамещенные фосфаты имеют кислую реакцию, двухзамещённые – слабощелочную, трехзамещённые – щелочную.

Все фосфаты щелочных металлов и аммония растворимы в воде. Из кальциевых солей фосфорной кислоты растворяется в воде лишь дигидрофосфат кальция. Гидрофосфат кальция и фосфат кальция растворимы в органических кислотах.

При нагревании фосфорная кислота вначале теряет воду – растворитель, затем начинается дегидратация фосфорной кислоты и образуется дифосфорная кислота:

2H₃ PO₄ = H₄ P₂ O₇ + H₂ O.

Значительная часть фосфорной кислоты превращается в дифосфорную при температуре около 260°С.