Фосфор и его соединения
Фосфор, как и азот – элемент V A группы. Значит, на внешнем энергетическом уровне у него 5 электронов. Атом фосфора в соединениях может проявлять различные степени окисления: от -3 до +5. Атомы фосфора по сравнению с атомами азота имеют больший радиус, меньшее значение электроотрицательности. Фосфор чаще проявляет в соединениях степень окисления +5.
При взаимодействии с кислородом фосфор проявляет восстановительные свойства, а в реакциях с металлами – окислительные. В реакциях фосфора с металлами образуются соединения – фосфиды. Например, в реакции с фосфором образуется фосфид кальция.
В этой реакции кальций повышает свою степень окисления с 0 до +2, а фосфор понижает с 0 до -3. Каждый атом кальция отдаёт по 6 электронов молекуле фосфора. При этом кальция является восстановителем, а фосфор – окислителем.
Так, в реакции оксида фосфора (V) с оксидом кальция образуется соль – фосфат кальция. В реакции оксида фосфора (V) с гидроксидом натрия образуется соль – фосфат натрия и вода.
При взаимодействии оксида фосфора (V) с избытком воды образуется фосфорная кислота.
Фосфорная кислота представляет собой твёрдое прозрачное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде в любых соотношениях. Это слабая кислота, поэтому в водном растворе диссоциирует ступенчато: на первой ступени образуется катион водорода и дигидрофосфат-ион, на второй ступени опять образуется катион водорода и гидрофосфат-ион, а на третьей ступени образуется катион водорода и фосфат-ион.
Фосфорная кислота проявляет свойства, характерные для кислот. Она взаимодействует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода. Например, в реакции фосфорной кислоты с цинком, образуется соль – дигидрофосфат цинка и выделяется газ – водород.
Фосфорная кислота вступает во взаимодействие с основными оксидами. Так в реакции оксида лития с фосфорной кислотой образуется соль – фосфат лития и вода.
Фосфорная кислота реагирует и с основаниями. В реакции гидроксида натрия с фосфорной кислотой образуется соль – фосфат натрия и вода.
Фосфорная кислота – трёхосновная кислота, поэтому она может образовывать кроме средних солей кислые соли. Например, Ca3(PO4)2– средняя соль, она называется фосфат кальция, CaHPO4 – кислая соль и называется гидрофосфат кальция, Ca(H2PO4)2 тоже кислая соль и называется дигидрофосфат кальция. Фосфаты всех металлов в воде нерастворимы (исключение – фосфаты щелочных металлов), дигидрофосфаты всех металлов хорошо растворимы, а гидрофосфаты занимают промежуточное положение.
Качественной реакцией на фосфат-ион является реакция с нитратом серебра, при этом образуется фосфат серебра (I) – осадок жёлтого цвета и соль – нитрат натрия.
В природе постоянно происходит круговорот фосфора. Фосфор из почвы извлекается растениями, а животные получают фосфор с растительной пищей. После отмирания растительных и животных организмов фосфор снова переходит в почву.
Фосфорная кислота используется как катализатор в органическом синтезе, для производства кормовых добавок, придании кисловатого вкуса безалкогольным напиткам, осветления сахара. Но основная часть фосфорной кислоты расходуется на производство фосфатов, использующихся в качестве минеральных удобрений. Фосфаты применяются и в медицине, для пропитки тканей, древесины и пластмасс с целью придания им огнестойкости, также при производстве стиральных порошков.
Таким образом, фосфор является элементом V A группы. На внешнем энергетическом уровне у него 5 электронов, для него характерны степени окисления от -3 до +5, но наиболее типична +5. В природе он встречается в виде соединений – фосфоритов и апатитов. Фосфор образует несколько аллотропных модификаций: белый, красный и чёрный фосфор. Наиболее рас соединениями фосфора являются – оксид фосфора (III), оксид фосфора (V), фосфин и фосфорная кислота. В реакциях с металлами фосфор проявляет окислительные свойства, а в реакции с кислородом – восстановительные. Фосфорная кислота – трёхосновная кислота, которая образует три вида солей: фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты. Качественным реактивом на фосфат-ион является нитрат серебра один, потому что в результате взаимодействия образуется осадок жёлтого цвета. Фосфор и его соединения имею большое значение в химической промышленности.
