Какие свойства окислительные или восстановительные проявляет фосфор

Фосфор (греч. phos – свет + phoros – несущий) – химический элемент, принадлежащий к Vа группе и 3 периоду. Простое желтоватое вещество,
легко воспламеняющееся и светящееся.

Основное и возбужденное состояние фосфора

При возбуждении атома фосфора электроны на s-подуровне распариваются и переходят на d-подуровень.

Природные соединения

В природе фосфор встречается в виде следующих соединений:

• 3Ca3(PO4)2*CaCO3*SiO2 – фосфорит
• 3Ca3(PO4)2*Ca(F,Cl,OH)2 – апатит

Получение

В промышленности фосфор получают в ходе сплавления фосфата кальция, песка и угля.

Ca3(PO4)2 + SiO2 + C → (t) CaSiO3 + P + CO

Химические свойства

Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Активность также определяется аллотропной модификацией: наиболее активен белый
фосфор, излучающий видимый свет из-за окисления кислородом.

В жидком и газообразном состоянии до 800 °C фосфор состоит из молекул P4. Свыше 800 °C молекулы P4 распадаются до
P2.

• Реакции с неметаллами

C неметаллами фосфор часто проявляет себя как восстановитель и окислитель. Легко окисляется кислородом.

4P + 3O2 → 2P2O3 (недостаток кислорода)

4P+ 5O2 → 2P2O5 (избыток кислорода)

Схожим образом происходит взаимодействие фосфора и хлора.

2P + 3Cl2 → 2PCl3 (недостаток хлора)

2P + 5Cl2 → 2PCl5 (избыток хлора)

P + S → P2S3

Реакции с водородом крайне затруднена. Тем не менее, в ходе разложения фосфидов металлов можно получить ядовитый газ – фосфин – боевое
отравляющее вещество.

Ca3P2 + H2O → Ca(OH)2 + PH3↑



• Реакции с металлами

2P + 3Ca → Ca3P2 (фосфид кальция)

• Реакция с водой

При взаимодействии с водой фосфор вступает в реакцию диспропорционирования (так называются реакции, в которых одно и то же вещество
является и окислителем, и восстановителем).

P + H2O → (t) PH3 + H3PO4

• Реакция с щелочами

При добавлении фосфора в растворы щелочей также происходит реакция диспропорционирования.

P + LiOH + H2O → LiH2PO2 + PH3↑ (LiH2PO2 – гипофосфит лития)

• Восстановительные свойства

При поджигании спичек происходит реакция между фосфором и бертолетовой солью, которая выступает в качестве окислителя.

KClO3 + P → KCl + P2O5

Оксид фосфора V – P2O5

Кислотный оксид, пары которого имеют формулу P4O10. Твердый оксид характеризуется белым цветом.

Получение

P + O2 → P2O5

Химические свойства

• Кислотные свойства

Активно реагирует с водой с образованием фосфорной кислоты. При недостатке воды образует метафосфорную кислоту.

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

P2O5 + H2O = HPO3 (при недостатке воды)

Реагирует с основными оксидами и основаниями, образуя соли фосфорной кислоты. Какая именно получится соль – определяет соотношение основного
оксида/основания и кислотного оксида.

P2O5 + Na2O → Na3PO4

6KOH + P2O5 = 2K3PO4 + 3H2O (фосфат калия, избыток щелочи – соотношение 6:1)

4KOH + P2O5 = 2K2HPO4 + H2O (гидрофосфат калия, незначительный избыток кислотного оксида – соотношение 4:1)

2KOH + P2O5 = 2KH2PO4 + H2O (дигидрофосфат калия, избыток кислотного оксида – соотношение 2:1)



• Дегидратационные свойства

Обладает выраженным водоотнимающим (дегидратационным) свойством: легко извлекает воду из других соединений.

HClO4 + P2O5 → HPO3 + Cl2O7 (HPO3 – метафосфорная кислота)

HNO3 + P2O5 → HPO3 + N2O5

Фосфорные кислоты

Существует несколько кислородсодержащих фосфорных кислот:

• Ортофосфорная кислота – H3PO4 (соли – фосфаты PO43-)
• Метафосфорная кислота – HPO3 (соли – метафосфаты PO3-)
• Фосфористая – H3PO3 (соли – фосфиты PO33-)
• Фосфорноватистая – H3PO2 (соли гипофосфиты – PO23- )

Фосфорноватистая кислота способна вытеснять из солей малоактивные металлы, при этом превращаясь в ортофосфорную кислоту.

CuSO4 + H3PO2 + H2O → Cu + H2SO4 + H3PO4

Ортофосфорная кислота

В твердом виде представляет собой кристаллы белого цвета, хорошо растворимые в воде.

Получение

Фосфорную кислоту получают из фосфатов, воздействуя на них серной кислотой. Также известны способы гидролиза пентахлорида фосфора,
взаимодействия оксида фосфора V с водой.

Ca3(PO4)2 + H2SO4 → CaSO4 + H3PO4

P2O5 + H2O → H3PO4

PCl5 + H2O → H3PO4 + HCl

Фосфорная кислота может образоваться при окислении фосфора сильной кислотой:

P + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO

Химические свойства

• Кислотные свойства

За счет кислотных свойств отлично реагирует с основными оксидами, основаниями. При различных соотношениях кислоты и основания получаются различные
соли (фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты).

3K2O + H3PO4 = 2K3PO4 + 3H2O

3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O

2KOH + H3PO4 = K2HPO4 + H2O

KOH + H3PO4 = KH2PO4 + H2O

• Реакции с солями

Реакции идут, если выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода). Например, характерный осадок
желтого цвета – фосфат серебра – образуется в результате реакции с нитратом серебра.

AgNO3 + H3PO4 → Ag3PO4 + HNO3

В реакции с карбонатами образуется нестойкая угольная кислота, которая распадается на воду и углекислый газ.

K2CO3 + H3PO4 → K3PO4 + H2O + CO2

• Реакции с металлами

Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснить водород из фосфорной кислоты.

Mg + H3PO4 → Mg3(PO4)2 + H2↑

• Дегидратация

При сильном нагревании ортофосфорная кислота теряет воду и переходит в метафосфорную кислоту.

H3PO4 → (t) HPO3 + H2O

Соли фосфорной кислоты

Соли фосфорной кислоты получаются в ходе реакции ортофосфорной кислоты и оснований.

3Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6H2O

Фосфаты являются хорошими удобрениями, которые повышают урожайность. Перечислим наиболее значимые:

• Фосфоритная мука – Ca3(PO4)2
• Простой суперфосфат – смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CaSO4
• Двойной суперфосфат – Ca(H2PO4)2*H2O
• Преципитат – CaHPO4*2H2O
• Костная мука – продукт переработки костей домашних животных Ca3(PO4)2
• Аммофос – в основном состоит из моноаммонийфосфата – NH4H2PO4

    Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы периодической системы. Азот. Строение атома, строение молекулы, степени окисления. Круговорот азота в природе. Получение, физические и химические свойства азота. Аммиак, строение молекулы, получение, физические и химические свойства. Восстановительные свойства аммиака. Аммиачная вода. Соли аммония, их получение. Термическое разложение солей аммония. Оксиды азота, их получение и основные химические свойства. Азотистая кислота. Окислительно-восстановительные свойства соединений азота со степенью окисления +3. Азотная кислота, ее получение и химические свойства. Окислительные свойства азотной кислоты в реакциях взаимодействия с металлами и неметаллами. Царская водка. Соли азотной кислоты, их термическое разложение. Азотные удобрения. Фосфор, строение атома, степени окисления. Аллотропия. Физические и химические свойства. Фосфин. Фосфиды, их гидролиз. Оксиды фосфора (III) и (V), их получение, свойства. Ортофосфор-ная кислота, ее получение. Одно-, двух- и трехзамещен-ные фосфаты. Их растворимость и гидролиз. Метафос-форная кислота, ее общая характеристика. Фосфорные удобрения. [c.7]

    Окислительно-восстановительные свойства соединений фосфора [c.224]

    Исходя из степени окисления фосфора в соединениях РН3, Н3РО4, Н3РО3, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявляться как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему Расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме [c.394]

    На рис. В.33 для сравнения окислительно-восстановительных свойств соединений азота и фосфора приведены две диаграммы [c.543]

    К элементам подгруппы азота относятся азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. Во внешнем электронном слое атомов этих элементов имеется по 5 электронов они обладают восстановительными и окислительными свойствами. Они могут терять различное число электронов, проявляя в соединениях соответствующую положительную валентность от 1 до 5. В соединениях высшей валентности проявляются ковалентные связи. [c.250]

    Окислительно– восстановительные свойства соединений фосфора отражены в диаграмме Латимера для фосфора. [c.72]

    Вопросы для самопроверки 1. Дайте общую характеристику элементов V А подгруппы, исходя из их положения в периодической системе. Какие степени окисления характерны для элементов этой подгруппы 2. Как в ряду N—Р—Аз—5Ь—изменяются окислительно-восстановительные свойства элементов 3. Какова максимальная ковалентность азота и какова фосфора Ответ обоснуйте, исходя из положения этих элементов в различных периодах и строения их атомов. 4. По какому типу химической связи построена молекула N2 Какова кратность связи в молекуле азота Как объяснить малую реакционную способность азота 5. Какие степени окисления характерны для азота В каких гибридных состояниях могут находиться валентные орбитали атома азота Приведите примеры соединений азота с различным типом гибридизации его валентных орбиталей 6. При каких условиях осуществляется синтез аммиака Какими свойствами обладает аммиак Какова форма молекулы ЫНз Какую среду имеет водный раствор аммиака 7. Чем объясняется, что молекула ЫНз является донором электронной пары Какое строение имеет ион МН 8. Какие кислородные соед шения образует азот Какое строение имеют молекулы оксидов азота Какие из оксидов азота являются кислотообразующими 9. Какое строение имеет молекула азотистой кислоты Какие две таутомерные структуры известны для НЫОг Чем можно объяснить малую термическую устойчивость НЫОг 10. Приведите примеры реакций, подтверждающих окислительно-восстановительные [c.50]

    Комм. Почему после добавления цинка в реакционную смесь при pH окисление иодид-иона Сравните окислительные свойства нитрат- и ниТрит-ионов, фосфатов(У), фосфатов(Ш) и фосфатов(Т). Дайте оценку окислительных свойств висмутата(У) натрия, используя результаты опыта П5 (окисление катиона марганца(П) до перманганат-иона характерного цвета). Сравните окислительно-восстановительные свойства кислородных соединений элементов в степенях окисления (+П1) и (+V) по ряду азот — фосфор — мышьяк — сурьма — висмут. [c.166]

    Б химии органических соединений азота наиболее устойчивыми формами являются амины, обладающие лишь очень слабыми восстановительными свойствами. Окиси третичных аминов RзN->0 и даже нитро-соединения—-вещества с выраженными окислительными свойствами (окиси третичных аминов, например, выделяют иод из подкисленного раствора иодистого калия). В химии фосфорорганических соединений наиболее устойчивы производные фосфора в высших валентных состояниях фосфины — сильные восстановители (низшие фосфины самовоспламеняются на воздухе), а окиси третичных фосфинов, фосфоновые и фосфиновые кислоты вовсе лишены окислительных свойств. С другой стороны, есть некоторые функции азота, такие, как, например, азосоединения R—Ы = R, которых не существует в химии фосфора. При попытках синтеза подобного рода веществ образуются только димеры [c.389]

    Комм. Какой газообразный продукт получается в результате обработки фосфида кальция а) хлороводородной кислотой, б) водой Какой из продуктов реакции самовоспламеняется на воздухе и поджигает фосфин Каково строение молекулы фосфина Сравните протолитические и окислительно-восстановительные свойства всех известных вам водородных соединений азота и фосфора. [c.161]

    Вместе с тем понятие степень окисления очень полезно для классификации веществ и при составлении химических уравнений. Так, степени окисления фосфора в соединениях НР О , НзР 0 и Н Ра От одинаковы, значит эти соединения сходны по строению и должны сильно отличаться по свойствам от соединения НзР Оз, в котором степень окисления фосфора другая. Особенно широко используется понятие степень окисления при подборе стехиометрических коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. [c.49]

    Общая характеристика IVA-, VA-, VIA-, VIIA-групп периодической системы. Водород, его химические и физические свойства. Свойства и способы получения хлороводорода и хлоридов, гипохлоритов, хлоратов. Кислород, его получение, сравнение физических и химических свойств кислорода и озона, окислительно-восстановительные реакции с участием пероксида водорода. Сера, ее физические и химические свойства. Свойства и способы получения соединений серы сероводорода и сульфидов, оксидов, сульфитов, серной кислоты и сульфатов. Азот, его физические и химические свойства, получение. Свойства аммиака и солей аммония, оксидов азота (+1), (+2) и (+4), азотистой кислоты и нитритов, азотной кислоты и нитратов. Получение аммиака и азотной кислоты. Фосфор, его физические и химические свойства. Свойства соединений фосфора фосфороводорода и фосфидов, оксидов фосфора (+3) и (+5), фосфорной кислоты и фосфатов. > лерод, его зичес-кие и химические свойства. Свойства и способы получения оксидов углерода и карбонатов. Свойства угольной кислоты. Свойства кремния, оксида кремния, кремниевой кислоты и силикатов. Медикобиологическое значение соединений указанных неметаллов. [c.757]

    В химии органических соединений азота наиболее устойчивыми формами являются амины, обладаюш,ие лишь очень слабыми восстановительными свойствами. Окиси третичных аминов ВдК О и даже нитросоединения вещества с выраженными окислительными свойствами (окиси третичных аминов, например, выделяют иод из подкисленного раствора иодистого калия). В химии фосфорорганических соединений наиболее устойчивы производные фосфора в высших валентных состояниях  [c.427]

    Соединения фосфора по своим окислительно-восстановительным свойствам резко отличаются от аналогичных соединений хлора (соответствующие соединения серы занимают промежуточное положение). Так, высшая кислородная кислота фосфора Н3РО4 устойчива и не является окислителем, а соответствующая кислота хлора НС1О4 —очень сильный окислитель. Низшие кислородные кислоты фосфора — сильные восстановители, тогда как соответствующие соединения хлора —сильные окислители. Фосфид-ион Р обладает столь сильными восстановительными свойствами, что его нельзя получить сульфид-ион 5 — сильный восстановитель, а хлорид-ион устойчив. [c.224]

    Одна[ко понятие степень окпсления очень полезно для классификации веществ и при состап.ленпи химических уравнений. Так, например, определив степень окисления фосфора в соедшгениях (НР “Оз) , НзР 04 и Н4Р2 07, мы видим, что эти соединения являются родственными и должны сильно отличаться по свойствам от соединения Н3Р+Ю3, в котором степень окисления фосфора другая. Особенно широко используется понятие степень- окисления при изучении окислительно-восстановительных реакций. [c.45]

    Фосфор проявляет восстановительные и окислительные свойства. Он легко окисляется кислородом, галогенами, серой и др. При недостатке окислителя обычно образуются соединения фосфора (П1) (РаОа, РНа1з, Ра5з), при избытке — соединения фосфора (V) (РаОв, РНаи, Р 8б). Окислительная активность фосфора проявляется при взаимодействии с металлами. При нагревании в воде и в особенности в щелочных растворах фосфор диспропорционирует. [c.410]

    Фосфор проявляет восстановительные и окислительные свойства. Он легко окисляется кислородом, галогенами, серой и др. При недостатке окислителя обычно образуются соединения фосфора (И1) (Р2О3, [c.397]

    Фосфор. Изучено электровосстановление элементарного фосфора [182, 59, 496, 423] и его соединений [423, 656]. Элементарный фосфор весьма реакционноспособен, он в равной мере способен проявлять окислительные и восстановительные свойства, т. е. должен вступать как в катодные, так и в анодные реакции. На катоде желтый фосфор (Р4) в зависимости от материала катода, растворителя и концентрации способен восстанавливаться до различных степеней окисления. В апротонных растворителях (АН, ДМФ) на ртутном электроде при концентрациях Р4двух электронов с образованием двухзарядного бианиона Р42-, в концентрированных растворах фосфора образуется однозарядный анион Р4+е–>-Р4-. Восстановление протекает через образование хемосорбированного комплекса Р4Нд [59, 423]. Характер катодного процесса диффузионный. Анионы Р4″ и Р4 способны взаимодействовать с находящимися в приэлектродном слое органическими соединениями с образованием фосфорорганических соединений [182, 59]. В протолитических растворителях процесс восстановления протекает необратимо с присоединением трех электронов также через промежуточное образование поверхностного хемосорбированного соединения Р4Ндж, электрохимически восстанавливающегося до фосфористого водоро- [c.102]

    Величины степени окисления элементов используются при образовании названий химических соединений и при подборе коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. В некоторых случаях по степени окисления можно более отчетливо, чем по валентности, различить свойства элементов в соединениях. Так, фосфор в фосфорной, фосфористой и фос-форноватистой кислотах пятивалентен, в то время как степени окисления фосфора в этих кислотах +5, +3, -Ы. Здесь степени окисления существенно отличаются, и они определяют химические свойства этих кислот. В некоторых случаях численная величина валентности и степени окисления совпадают, например, в сероводороде сера двухвалентна и степень окисления ее равна —2. [c.48]

    Высо низкая степень окисления элемента не всегда является показателем его высокой окислительной ИЛИ восстановительной активности. Так, НРОя, SiOj, соединения Мо п W в противоположность аналогичным по составу HNO ,, PbOj, соединениям хрома (VI) окислительных свойств не проявляют, что связано с большой устойчивостью максимальной степени окисления для фосфора, кремния, молибдена и вольфрама. [c.246]