FOSFORIOKSIDI (V): RAKENNE, OMINAISUUDET, SAAMINEN, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA - 2026

Fosforin oksidi (v) on epäorgaaninen kiinteä aine on muodostettu happi ja fosfori (P) (O). Sen empiirinen kaava on P ₂ O ₅, kun taas sen oikea molekyylikaava on P ₄ O ₁₀. Se on erittäin hygroskooppinen valkoinen kiinteä aine, ts. Se voi absorboida vettä ilmasta erittäin helposti reagoidessaan välittömästi sen kanssa. Reaktio voi olla vaarallinen, koska se aiheuttaa nopean lämpötilan nousun.

Sen suuri taipumus absorboida vettä on johtanut siihen, että sitä käytetään kuivausaineena kemiallisissa laboratorioissa, samoin kuin joidenkin yhdisteiden dehydraattorina, ts. Veden poistamiseksi sen molekyyleistä.

Fosforioksidi (v) jauhe, P ₄ O ₁₀. LHcheM. Lähde: Wikimedia Commons.

Fosforioksidia (v) käytetään myös nopeuttamaan erilaisten hiilivetymolekyylien sitoutumisreaktioita, reaktiota, jota kutsutaan kondensaatioksi. Lisäksi se mahdollistaa tiettyjen orgaanisten happojen muuttamisen estereiksi.

Sitä on käytetty esimerkiksi tarkempaa bensiiniä, valmistamiseksi fosforihapon H ₃ PO ₄, jolloin saadaan yhdisteitä, joiden avulla voidaan hidastaa palon, jotta lasi tyhjiön aikaansaamiseksi, joukossa moniin muihin tarkoituksiin.

Fosforioksidia (v) on pidettävä tiiviisti suljetuissa astioissa estämään sen joutumista kosketuksiin ilman kosteuden kanssa. Se on syövyttävä ja voi vaurioittaa silmiä, ihoa ja limakalvoja.

Rakenne

Fosforioksidi (v) koostuu fosforista (P) ja hapesta (O), joissa fosforin valenssi on +5 ja happea -2. Fosfori oksidi molekyyli (v) on neljä fosfori ja kymmenen happiatomia ja siksi sen oikea molekyylikaava on P ₄ O ₁₀.

Fosforioksidimolekyylin rakenne (v), P ₄ O ₁₀. Kirjoittaja: Benjah-bmm27. Lähde: Wikimedia Commons.

Sitä on kolmessa kiteisessä muodossa, amorfisena jauheena ja lasimaisena (lasina). Kuusikulmaisessa kiteisessä muodossa jokainen fosforiatomeista löytyy tetraedron kärkistä.

nimistö

- fosforioksidi (v)

- Fosforipentoksidi

- difosforipentoksidi

- Fosforipentoksidi

- Fosforihappoanhydridi

- Tetrafosforihappooksidi

ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiteinen valkoinen kiinteä aine. Yleisin muoto on kuusikulmaisia ​​kiteitä.

Molekyylipaino

283,89 g / mol

Sulamispiste

562 ° C

Sublimointilämpötila

360 ºC 1 ilmakehän paineessa. Se tarkoittaa, että tässä lämpötilassa se siirtyy kiinteästä kaasuun läpi läpi nestetilan.

Tiheys

2,30 g / cm ³

Liukoisuus

Liukenee hyvin veteen. Liukenee rikkihappoon. Liukenematon asetoniin ja ammoniakkiin.

Kemiallisia ominaisuuksia

Fosforioksidi (v) imeytyy ilman kanssa ja reagoi veden kanssa erittäin nopeasti muodostaen fosforihappoa H ₃ PO ₄. Tämä reaktio on eksoterminen, mikä tarkoittaa, että sen aikana syntyy lämpöä.

Reaktio fosfori oksidi (v) veden kanssa, jolloin muodostuu fosforihappoa H ₃ PO ₄. Kirjoittaja: Marilú Stea.

P: n reaktio ₄ O ₁₀ veden kanssa johtaa muodostumista seoksen fosfori- happojen, joiden koostumus riippuu veden määrästä ja olosuhteet.

Reaktio alkoholien kanssa johtaa fosforihapon tai polymeerihappojen estereiden muodostumiseen koeolosuhteista riippuen.

P ₄ O ₁₀ + 6 ROH → 2 (RO) ₂ PO.OH + 2 RO.PO (OH) ₂

Emäksisten oksidien kanssa se muodostaa kiinteitä fosfaatteja.

Se on syövyttävä. Se voi reagoida vaarallisesti muurahaishapon ja epäorgaaniset emäkset, kuten natriumhydroksidi (NaOH), kalsiumoksidi (CaO) tai natriumkarbonaattia Na ₂ CO ₃.

Jos liuos, jossa oli perkloorihappoa HClO ₄ ja kloroformi CHCI ₃ kaadetaan sisään fosforioksikloridia (v) P ₄ O ₁₀, voimakas räjähdys tapahtuu.

Muut ominaisuudet

Se ei ole palavaa. Se ei edistä palamista. Sen reaktio veden kanssa on kuitenkin niin raju ja eksoterminen, että siitä voi olla tulipalon vaara.

Saada

Sitä voidaan valmistaa hapettamalla fosforia suoraan kuivassa ilmavirrassa. Kun fosfori joutuu kosketukseen ylimääräisen hapen kanssa, se hapettuu fosforioksidiksi (v).

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

Läsnäolo luonnossa

Fosfori (v) oksidia löytyy mineraaleista, kuten ilmeniitistä, rutiilista ja zirkonista.

Ilmeniitti on mineraali, joka sisältää rautaa ja titaania ja jossa on joskus fosforioksidia (v) pitoisuuksina, jotka vaihtelevat välillä 0,04 - 0,33 painoprosenttia. Rutiili on titaanioksidia mineraali ja voi sisältää noin 0,02 paino-% P ₂ O ₅.

Zirkonhiekka (zirkonium-elementin mineraali) sisältää fosforioksidia (v) 0,05 - 0,39 painoprosenttia.

Sovellukset

Kuivausaineena

Suuresta veden ahneudesta johtuen se on yksi tunnetuimmista vedenpoistoaineista ja erittäin tehokas alle 100 ° C lämpötilassa.

Se voi uuttaa vettä aineista, joita itsessään pidetään vedenpoistoaineina. Esimerkiksi, voi poistaa vettä rikkihappoa H ₂ SO ₄ muuntamalla se SO ₃ ja typpihapon HNO ₃ muuttamalla se N ₂ O- ₅.

Rikkihapon kuivuminen fosforioksidilla (v). Kirjoittaja: Marilú Stea.

Pohjimmiltaan se voi kuivata kaikki nesteet ja kaasut, joiden kanssa se ei reagoi, joten se mahdollistaa kosteuden jäljen poistamisen tyhjiöjärjestelmistä.

Orgaanisen kemian reaktioissa

Fosforioksidi (v) palvelee orgaanisten yhdisteiden renkaiden ja muiden kondensaatioreaktioiden sulkemista.

Se mahdollistaa orgaanisten happojen esteröinnin mahdollistamalla erottaa primääriset alifaattiset karboksyylihapot (hiiliketju ilman renkaita, joiden toisessa päässä on –COOH-ryhmä) ja aromaattiset hapot (–COOH-ryhmä kiinnittyneenä bentseenirenkaaseen), koska jälkimmäiset eivät reagoi.

Se toimii myös poistaa molekyylin H ₂ O päässä amidit R (C = O) NH ₂, ja muuntaa ne nitriilit R-CN. Lisäksi se katalysoi tai nopeuttaa bitumin hapetus-, dehydraus- ja polymerointireaktioita.

P ₄ O _{10: tä} käytetään laajalti orgaanisen kemian laboratorioissa. Kirjoittaja: jdn2001cn0. Lähde: Pixabay.

Polttoaineen jalostamisessa

Vuodesta 1930-luvulta lähtien tietyt tutkimukset ovat osoittaneet, että fosfori (v) oksidilla oli puhdistava vaikutus bensiiniin lisäämällä sen oktaanilukua.

Jauhamisen P ₄ O ₁₀ on lähinnä kondensaatioreaktioita (liitto eri molekyylit) ja ei polymerointi (liitto yhtä molekyylit).

P ₄ O ₁₀ nopeuttaa aromaattisten hiilivetyjen suoraa alkylointia olefiinien kanssa, olefiinien muuttumista nafteeniksi ja niiden osittaista polymeroitumista. Alkylointireaktio lisää bensiinin oktaanilukua.

Tällä tavalla saadaan korkealaatuista puhdistettua bensiiniä.

Joissakin öljyjohdannaisia voidaan parantaa toiminnan P ₄ O ₁₀ niiden molekyylejä. Kirjoittaja: drpepperscott230. Lähde: Pixabay.

Eri sovelluksissa

Fosforioksidia (v) käytetään:

- Valmista fosforihapon H ₃ PO ₄

- Hanki akrylaattiestereitä ja pinta-aktiivisia aineita

- Valmista fosfaattiestereitä, joita käytetään palonestoaineina, liuottimina ja laimentimina

- Fosforitrikloridin muutos fosforioksikloridiksi

- Laboratorioreagenssi

- Valmistus erityislasien varten tyhjiöputkille

- Lisää asfaltin sulamispistettä

- Palvelee standardimolekyylinä fosforin tai fosfaattien määrittämisessä fosfaattikivessä, lannoitteissa ja portlandsementissä P ₂ O ₅: n muodossa.

- Paranna sidoksia tiettyjen hampaiden polymeerien ja norsunluukerroksen välillä

Jotkut erikoislasit, kuten tyhjiöputkien lasit, vaativat P ₄ O ₁₀: n käyttöä niiden valmistuksen aikana. Tvezymer. Lähde: Wikimedia Commons.

riskit

Fosfori (v) oksidia tulisi pitää suljetuissa astioissa ja viileissä, kuivissa, hyvin ilmastoiduissa paikoissa.

Tämä estää sitä joutumasta kosketuksiin veden kanssa, koska se voi reagoida kiivaasti sen kanssa ja tuottaa paljon lämpöä siihen pisteeseen, että se polttaa lähellä olevia palavia materiaaleja.

Fosfori (v) oksidipöly ärsyttää silmiä ja hengitysteitä ja syövyttää ihoa. Voi aiheuttaa silmäpaloja. Nieltynä se aiheuttaa kuolettavan sisäisen palovamman.

Viitteet

1. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Fosforihappoanhydridi. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Nayler, P. (2001). Bitumi: Muunnettu. Kemiallinen muokkaus. Materiaalien tietosanakirja: Tiede ja tekniikka. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
3. Malishev, BW (1936). Fosforipentoksidi jalostusaineena bensiinille. Teollisuus- ja tekniikkakemia 1936, 28, 2, 190 - 193. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.
4. Epps, Jr EA (1950). Lannoitteissa käytettävän fosforipentoksidin fotometrinen määritys. Analyyttinen kemia 1950, 22, 8, 1062-1063. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.
5. Banerjee, A. et ai. (1983). Fosforipentoksidin käyttö: Orgaanisten happojen esteröinti. J. Org. Chem. 1983, 48, 3108-3109. Palautettu pubs.acs.org-sivustosta.
6. Cotton, F. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kehittynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
7. Kirk-Othmer (1994). Kemiallisen tekniikan tietosanakirja. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
8. Ogliari, FA et ai. (2008). Fosfaattimonomeerien synteesi ja sitoutuminen dentiiniin: Esteröintimenetelmät ja fosforipentoksidin käyttö. Journal of Dentistry, osa 36, ​​numero 3, maaliskuu 2008, sivut 171–177. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.