Окси́д фо́сфору(V), фо́сфор(V) окси́д — неорганічна сполука складу P4O10 (також записується як P2O5). Найпоширеніший та найважливіший з оксидів фосфору. Утворюється при згорянні фосфору у вигляді білого густого диму, який осідає як пухка снігоподібна маса.При взаємодії фосфор оксиду з водою утворюється речовина червоного кольору яка змінює колір універсального індикатора.
Оксид фосфору(V) | |
---|---|
![]() | ![]() |
Інші назви | фосфорний ангідрид, пентаоксид фосфору, декаоксид тетрафосфору |
Ідентифікатори | |
Номер CAS | 1314-56-3 |
Номер EINECS | 215-236-1 |
ChEBI | 37376 |
RTECS | TH3945000 |
SMILES | O=P12OP3(=O)OP(=O)(O1)OP(=O)(O2)O3[1] |
InChI | InChI=1S/O10P4/c1-11-5-12(2)8-13(3,6-11)10-14(4,7-11)9-12 |
Номер Гмеліна | 4221 |
Властивості | |
Молекулярна формула | P4O10 |
Молярна маса | 283,889 г/моль |
Зовнішній вигляд | білі кристали |
Густина | 2,39 г/см³ |
Тпл | 420 °C (Н-форма) 562 °C (О-форма) 580 °C (O'-форма) |
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
Примітки картки |
Сполука є кислотним оксидом — ангідридом ортофосфатної кислоти. Надзвичайно енергійно сполучається з водою, поглинає вологу з повітря, а також дегідратує деякі інші сполуки. Завдяки цій властивості оксид часто використовується в лабораторіях для осушування різних речовин.
Основним застосуванням оксиду є синтез ортофосфатної кислоти, а також її етерів.
Структура
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODBMelEzTDFCb2IzTndhRzl5ZFhNdGNHVnVkRzk0YVdSbExYaDBZV3d0TTBRdFltRnNiSE11Y0c1bkx6SXdNSEI0TFZCb2IzTndhRzl5ZFhNdGNHVnVkRzk0YVdSbExYaDBZV3d0TTBRdFltRnNiSE11Y0c1bi5wbmc=.png)
Гексагональна структура (H-форма або α-форма) оксиду фосфору складається з окремих молекул P4O10 і утворюється при поступовому охолодженні газуватої речовини. Вона є метастабільною і за певних умов може трансформуватися в інші форми.
Метастабільна O-форма (орторомбічна) утворюється при нагріванні гексагональної протягом 2 годин при температурі 400°C, а стабільна полімерна O'-форма — протягом 24 годин при температурі 450 °C.
Отримання
Оксид фосфору синтезується шляхом спалювання чистого фосфору у контрольованому надлишку сухого повітря:
; ΔH = -2996,4 кДж/моль
Процес ведеться у камерах з неіржавної сталі, що обладнані потужним охолодженням (наприклад, водяним), тому як реакція окиснення фосфору є екстремально екзотермічною і надлишок тепла може пошкодити камеру (температура всередині сягає 2000 °C).
Газуватий оксид фосфору переходить у більшу камеру (камеру витримки), де конденсується внаслідок зовнішнього охолодження камери (повітрям чи водою). Швидкість конденсації та агрегатий стан кінцевого продукту залежить від температури всередині камери витримки. Так, при високоефективному охолодженні (наприклад, водяному) утворюється дрібнодисперсний порошок, а якщо ж температура знаходитиметься у проміжку 170—200 °C, оксид утворюватиметься у вигляді гексагональних кристалів із більшою, ніж у порошку, густиною.
Вихід конденсації продукту становить близько 95%, інші 5% оксиду втрачаються у вигляді відхідних газів. Відхідні гази після камери пропускаються крізь розчин ортофосфатної кислоти, що дозволяє поглинати втрачений оксид фосфору. Утворений розчин згодом направляється на виробництво ортофосфатної кислоти.
Отриманий оксид фосфору(V) містить понад 99% P4O10, до 0,3% оксиду фосфору(III) та деякі інші домішки: білий фосфор, арсен, ферум, флуор.
Хімічні властивості
Розчиняючись у холодній воді, оксид P4O10 утворює цикло-тетраметафосфатну кислоту (HPO3)4, яка при подальшому нагріванні (до кипіння) деградує до ортофосфатної кислоти:
Метафосфатні кислоти також утворюються при взаємодії оксиду із деякими сильними кислотами (безводними):
Сполука є кислотним оксидом, тому легко взаємодіє з лугами:
При взаємодії з фтором та галогенідами фосфору оксид утворює оксогалогеніди:
Відновлюється білим фосфором до оксиду фосфору(III)
Із активними металами (літієм, натрієм) утворює відповідні і фосфіди:
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWpMMk0yTDFCbGNtOTRiM0JvYjNOd2FHOXljeVZETXlWQk5IVnlaVjh0WDFCbGNtOTRiM0JvYjNOd2FHOXlhV05mWVdOcFpDNXpkbWN2TWpBd2NIZ3RVR1Z5YjNodmNHaHZjM0JvYjNKekpVTXpKVUUwZFhKbFh5MWZVR1Z5YjNodmNHaHZjM0JvYjNKcFkxOWhZMmxrTG5OMlp5NXdibWM9LnBuZw==.png)
Окиснюючись пероксидом водню, утворюються і дипероксофосфатна кислоти:
Також оксид фосфору утворює ряд органічних сполук — естерів фосфатної кислоти. Вони синтезується при взаємодії P4O10 з етерами, спиртами:
Оксид фосфору проявляє сильні зневоднюючі властивості: він дегідратує сульфатну кислоту до SO3, нітратну до N2O5, етанол до етену, аміди до відповідних нітрилів.
Застосування
Основним застосуванням оксиду фосфору є виробництво ортофосфатної кислоти. Окрім цього він також застосовується як агент осушування в органічному синтезі (із тими сполуками, які не реагують з оксидом). Меншою мірою оксид використовується у синтезі естерів фосфатної кислоти.
Див. також
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Оксид фосфору(V) |
Джерела
- Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. — 2nd. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — P. 505-506. — . (англ.)
- CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — . (англ.)
- Fee D. C., Gard D. R., Yang C. Phosphorus compounds // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — Vol. 18. — P. 371-373. — . — DOI: (англ.)
- Bettermann G. Phosphorus Compounds, Inorganic // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — P. 1-3. — DOI: (англ.)
- Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Под ред. Р. А. Лидина. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — . (рос.)
- Phosphoric anhydride
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Oksi d fo sforu V fo sfor V oksi d neorganichna spoluka skladu P4O10 takozh zapisuyetsya yak P2O5 Najposhirenishij ta najvazhlivishij z oksidiv fosforu Utvoryuyetsya pri zgoryanni fosforu u viglyadi bilogo gustogo dimu yakij osidaye yak puhka snigopodibna masa Pri vzayemodiyi fosfor oksidu z vodoyu utvoryuyetsya rechovina chervonogo koloru yaka zminyuye kolir universalnogo indikatora Oksid fosforu V Inshi nazvi fosfornij angidrid pentaoksid fosforu dekaoksid tetrafosforu Identifikatori Nomer CAS 1314 56 3Nomer EINECS 215 236 1ChEBI 37376RTECS TH3945000SMILES O P12OP3 O OP O O1 OP O O2 O3 1 InChI InChI 1S O10P4 c1 11 5 12 2 8 13 3 6 11 10 14 4 7 11 9 12Nomer Gmelina 4221 Vlastivosti Molekulyarna formula P4O10 Molyarna masa 283 889 g mol Zovnishnij viglyad bili kristali Gustina 2 39 g sm Tpl 420 C N forma 562 C O forma 580 C O forma Yaksho ne zaznacheno inshe dani navedeno dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Instrukciya z vikoristannya shablonu Primitki kartki Spoluka ye kislotnim oksidom angidridom ortofosfatnoyi kisloti Nadzvichajno energijno spoluchayetsya z vodoyu poglinaye vologu z povitrya a takozh degidratuye deyaki inshi spoluki Zavdyaki cij vlastivosti oksid chasto vikoristovuyetsya v laboratoriyah dlya osushuvannya riznih rechovin Osnovnim zastosuvannyam oksidu ye sintez ortofosfatnoyi kisloti a takozh yiyi eteriv StrukturaO forma oksidu fosforu Geksagonalna struktura H forma abo a forma oksidu fosforu skladayetsya z okremih molekul P4O10 i utvoryuyetsya pri postupovomu oholodzhenni gazuvatoyi rechovini Vona ye metastabilnoyu i za pevnih umov mozhe transformuvatisya v inshi formi Metastabilna O forma ortorombichna utvoryuyetsya pri nagrivanni geksagonalnoyi protyagom 2 godin pri temperaturi 400 C a stabilna polimerna O forma protyagom 24 godin pri temperaturi 450 C OtrimannyaOksid fosforu sintezuyetsya shlyahom spalyuvannya chistogo fosforu u kontrolovanomu nadlishku suhogo povitrya P 4 5 O 2 P 4 O 10 displaystyle mathrm P 4 5O 2 longrightarrow P 4 O 10 DH 2996 4 kDzh mol Proces vedetsya u kamerah z neirzhavnoyi stali sho obladnani potuzhnim oholodzhennyam napriklad vodyanim tomu yak reakciya okisnennya fosforu ye ekstremalno ekzotermichnoyu i nadlishok tepla mozhe poshkoditi kameru temperatura vseredini syagaye 2000 C Gazuvatij oksid fosforu perehodit u bilshu kameru kameru vitrimki de kondensuyetsya vnaslidok zovnishnogo oholodzhennya kameri povitryam chi vodoyu Shvidkist kondensaciyi ta agregatij stan kincevogo produktu zalezhit vid temperaturi vseredini kameri vitrimki Tak pri visokoefektivnomu oholodzhenni napriklad vodyanomu utvoryuyetsya dribnodispersnij poroshok a yaksho zh temperatura znahoditimetsya u promizhku 170 200 C oksid utvoryuvatimetsya u viglyadi geksagonalnih kristaliv iz bilshoyu nizh u poroshku gustinoyu Vihid kondensaciyi produktu stanovit blizko 95 inshi 5 oksidu vtrachayutsya u viglyadi vidhidnih gaziv Vidhidni gazi pislya kameri propuskayutsya kriz rozchin ortofosfatnoyi kisloti sho dozvolyaye poglinati vtrachenij oksid fosforu Utvorenij rozchin zgodom napravlyayetsya na virobnictvo ortofosfatnoyi kisloti Otrimanij oksid fosforu V mistit ponad 99 P4O10 do 0 3 oksidu fosforu III ta deyaki inshi domishki bilij fosfor arsen ferum fluor Himichni vlastivostiRozchinyayuchis u holodnij vodi oksid P4O10 utvoryuye ciklo tetrametafosfatnu kislotu HPO3 4 yaka pri podalshomu nagrivanni do kipinnya degraduye do ortofosfatnoyi kisloti P 4 O 10 2 H 2 O 0 o C H P O 3 4 displaystyle mathrm P 4 O 10 2H 2 O xrightarrow 0 o C HPO 3 4 H P O 3 4 4 H 2 O b o i l i n g 4 H 3 P O 4 displaystyle mathrm HPO 3 4 4H 2 O xrightarrow boiling 4H 3 PO 4 Metafosfatni kisloti takozh utvoryuyutsya pri vzayemodiyi oksidu iz deyakimi silnimi kislotami bezvodnimi n P 4 O 10 4 n H C l O 4 25 o C O 3 4 H P O 3 n 2 n C l 2 O 7 displaystyle mathrm nP 4 O 10 4nHClO 4 xrightarrow 25 o C O 3 4 HPO 3 n 2nCl 2 O 7 n P 4 O 10 4 n H N O 3 0 o C 4 H P O 3 n 2 n N 2 O 5 displaystyle mathrm nP 4 O 10 4nHNO 3 xrightarrow 0 o C 4 HPO 3 n 2nN 2 O 5 Spoluka ye kislotnim oksidom tomu legko vzayemodiye z lugami P 4 O 10 12 N a O H 4 N a 3 P O 4 6 H 2 O displaystyle mathrm P 4 O 10 12NaOH rightarrow 4Na 3 PO 4 6H 2 O Pri vzayemodiyi z ftorom ta galogenidami fosforu oksid utvoryuye oksogalogenidi P 4 O 10 F 2 100 o C 4 P O F 3 3 O 2 displaystyle mathrm P 4 O 10 F 2 xrightarrow 100 o C 4POF 3 3O 2 P 4 O 10 6 P C l 5 150 175 o C 10 P O C l 3 displaystyle mathrm P 4 O 10 6PCl 5 xrightarrow 150 175 o C 10POCl 3 Vidnovlyuyetsya bilim fosforom do oksidu fosforu III 3 P 4 O 10 2 P 4 50 o C 5 P 4 O 6 displaystyle mathrm 3P 4 O 10 2P 4 xrightarrow 50 o C 5P 4 O 6 Iz aktivnimi metalami litiyem natriyem utvoryuye vidpovidni i fosfidi 3 P 4 O 10 16 N a 300 400 o C 10 N a P O 3 2 N a 3 P displaystyle mathrm 3P 4 O 10 16Na xrightarrow 300 400 o C 10NaPO 3 2Na 3 P Peroksofosfatna kislota Okisnyuyuchis peroksidom vodnyu utvoryuyutsya i diperoksofosfatna kisloti P 4 O 10 4 H 2 O 2 c o n c 2 H 2 O 4 H 3 P O 5 displaystyle mathrm P 4 O 10 4H 2 O 2 conc 2H 2 O longrightarrow 4H 3 PO 5 P 4 O 10 8 H 2 O 2 20 o C 4 H 3 P O 6 2 H 2 O displaystyle mathrm P 4 O 10 8H 2 O 2 xrightarrow 20 o C 4H 3 PO 6 2H 2 O Takozh oksid fosforu utvoryuye ryad organichnih spoluk esteriv fosfatnoyi kisloti Voni sintezuyetsya pri vzayemodiyi P4O10 z eterami spirtami P 4 O 10 6 C 2 H 5 2 O t C 2 H 5 O 3 P O displaystyle mathrm P 4 O 10 6 C 2 H 5 2 O xrightarrow t C 2 H 5 O 3 PO P 4 O 10 C H 3 O H 65 o C 2 C H 3 O P O O H 2 2 C H 3 O 2 P O O H displaystyle mathrm P 4 O 10 CH 3 OH xrightarrow 65 o C 2 CH 3 O PO OH 2 2 CH 3 O 2 PO OH Oksid fosforu proyavlyaye silni znevodnyuyuchi vlastivosti vin degidratuye sulfatnu kislotu do SO3 nitratnu do N2O5 etanol do etenu amidi do vidpovidnih nitriliv ZastosuvannyaOsnovnim zastosuvannyam oksidu fosforu ye virobnictvo ortofosfatnoyi kisloti Okrim cogo vin takozh zastosovuyetsya yak agent osushuvannya v organichnomu sintezi iz timi spolukami yaki ne reaguyut z oksidom Menshoyu miroyu oksid vikoristovuyetsya u sintezi esteriv fosfatnoyi kisloti Div takozhVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Oksid fosforu V Oksid fosforu III Metafosfatni kisloti FosfatiDzherelaGreenwood N N Earnshaw A Chemistry of the Elements 2nd Oxford Butterworth Heinemann 1997 P 505 506 ISBN 0 7506 3365 4 angl CRC Handbook of Chemistry and Physics D R Lide 86th Boca Raton FL CRC Press 2005 2656 p ISBN 0 8493 0486 5 angl Fee D C Gard D R Yang C Phosphorus compounds Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 4th New York John Wiley amp Sons 2004 Vol 18 P 371 373 ISBN 978 0 471 48517 9 DOI 10 1002 0471238961 16081519060505 a01 angl Bettermann G Phosphorus Compounds Inorganic Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry 6th Weinheim Wiley VCH 2005 P 1 3 DOI 10 1002 14356007 a19 527 angl Lidin R A Molochko V A Andreeva L L Himicheskie svojstva neorganicheskih veshestv Pod red R A Lidina 3 e M Himiya 2000 480 s ISBN 5 7245 1163 0 ros Phosphoric anhydride d Track Q278487