FOSZFOR-OXID (V): SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, MEGSZERZÉS, FELHASZNÁLÁS, KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2025

A (v) foszfor-oxid egy szervetlen szilárd anyag, amelyet oxigén és foszfor (P) (O) képez. Empirikus képlete P ₂ O ₅, míg helyes molekuláris képlete P ₄ O ₁₀. Nagyon higroszkópos fehér szilárd anyag, vagyis nagyon könnyen felszívja a vizet a levegőből, azonnal reagálva. A reakció veszélyes lehet, mivel gyors hőmérséklet-emelkedést okozhat.

A víz nagy abszorpciós hajlamához vezetett, hogy szárítószerként használják vegyi laboratóriumokban, valamint néhány vegyület dehidratátoraként, vagyis a víz eltávolításához a molekuláiból.

Foszfor-oxid (v) por, P ₄ O ₁₀. LHcheM. Forrás: Wikimedia Commons.

A (v) foszfor-oxidot arra is használják, hogy felgyorsítsák a különféle szénhidrogén molekulák kötődési reakcióit, amelyet kondenzációnak neveznek. Ezen felül lehetővé teszi bizonyos szerves savak észterekké történő átalakítását.

Például benzin finomítására, H ₃ PO ₄ foszforsav előállítására, vegyületek előállítására szolgáltak, amelyek a tűz késleltetésére szolgálnak, üveg készítéséhez vákuumos alkalmazásokhoz, sok egyéb felhasználás mellett.

A foszfor-oxidot (v) szorosan lezárt tartályokban kell tartani, hogy ne kerüljön érintkezésbe a levegő nedvességtartalmával. Maró hatású és károsíthatja a szemet, a bőrt és a nyálkahártyákat.

Szerkezet

A foszfor-oxidot (v) foszfor (P) és oxigén (O) alkotja, ahol a foszfor valenciája +5 és az oxigén -2. A (v) foszfor-oxid-molekula négy foszfor- és tíz oxigénatommal rendelkezik, ezért a helyes molekuláris képlete a P ₄ O ₁₀.

A foszfor-oxid molekula szerkezete (v), P ₄ O ₁₀. Szerző: Benjah-bmm27. Forrás: Wikimedia Commons.

Három kristályos formában létezik, amorf porként és üveges formában (üvegként). Hatszögletű kristályos formában az összes foszforatom a tetraéder csúcsain található.

Elnevezéstan

- Foszfor-oxid (v)

- Foszfor-pentoxid

- difoszfor-pentoxid

- Foszfor-pentoxid

- Foszforsav-anhidrid

- Tetrafoszfor-dezoxid

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Kristályos fehér szilárd anyag. A leggyakoribb forma a hatszögletű kristályok.

Molekuláris tömeg

283,89 g / mol

Olvadáspont

562 ºC

Szublimációs hőmérséklet

360 ° C 1 atmoszférikus nyomáson. Ez azt jelenti, hogy ezen a hőmérsékleten szilárd anyagból gázzá alakul, anélkül, hogy áthatolna a folyékony állapotban.

Sűrűség

2,30 g / cm ³

Oldhatóság

Vízben nagyon jól oldódik. Kénsavban oldódik. Nem oldódik acetonban és ammóniában.

Kémiai tulajdonságok

Foszfor-oxid (v) elnyeli és reakcióba lép a vizet a levegőből rendkívül gyorsan, képző foszforsavat H ₃ PO ₄. Ez a reakció exoterm, ami azt jelenti, hogy annak során hő képződik.

A (v) foszfor-oxid reakciója vízzel H ₃ PO ₄ foszforsav képződéséhez. Szerző: Marilú Stea.

A P ₄ O ₁₀ vízzel történő reakciója foszforsav keverék képződéséhez vezet, amelynek összetétele a víz mennyiségétől és a körülményektől függ.

Az alkoholokkal végzett reakció foszforsav vagy polimer savak észtereinek képződéséhez vezet a kísérleti körülményektől függően.

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

Bázikus oxidokkal szilárd foszfátokat képez.

Maró hatású. Ez veszélyesen reagálhat hangyasavval és szervetlen bázisokkal, például nátrium-hidroxid (NaOH), kalcium-oxid (CaO) vagy nátrium-karbonát Na ₂ CO ₃.

Ha egy megoldás perklórsav HClO ₄ és kloroformmal CHCI ₃ öntjük át foszfor-oxid (v) P ₄ O ₁₀, heves robbanás történik.

Egyéb tulajdonságok

Nem tűzveszélyes. Nem támogatja az égést. Vízzel való reakciója azonban annyira heves és exoterm, hogy fennáll a tűz veszélye.

beszerzése

Elkészíthető foszfor közvetlen oxidációjával, száraz levegőben. Amikor a foszfor érintkezésbe kerül az oxigénfelesleggel, az oxidál, és foszfor-oxidot képez (v).

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

Jelenlét a természetben

A foszfor (v) -oxid olyan ásványokban található meg, mint az ilmenit, a rutil és a cirkon.

Az ilmenit olyan ásvány, amely vasat és titánt tartalmaz, és néha foszfor-oxiddal (v) rendelkezik, amelynek koncentrációja 0,04 és 0,33 tömegszázalék között változhat. A rutil titán-oxid ásvány, és körülbelül 0,02 tömeg% P ₂ O ₅ -et tartalmazhat.

A cirkonhomok (a cirkónium elem ásványa) 0,05–0,39 tömeg% foszfor-oxidot (v) tartalmaznak.

Alkalmazások

Dehidráló és szárító szerként

A víz iránti nagy kapzsisága miatt az egyik legismertebb szárítószer és 100 ° C alatti hőmérsékleten nagyon hatékony.

Kivonhatja a vizet azokból az anyagokból, amelyeket maguknak kiszáradóknak tekintnek. Például, akkor a víz eltávolítására kénsav H ₂ SO _{4 által} való átalakítás SO ₃ és a salétromsav HNO _{3 által} átkonvertálja N ₂ O ₅.

A kénsav kiszáradása foszfor-oxiddal (v). Szerző: Marilú Stea.

Alapvetően kiszárítja azokat a folyadékokat és gázokat, amelyekkel nem reagál, így lehetővé teszi a páratartalom nyomának eltávolítását a vákuumrendszerekből.

Szerves kémiai reakciókban

A foszfor-oxid (v) arra szolgál, hogy bezárja a szerves vegyületek gyűrűit és az egyéb kondenzációs reakciókat.

Ez lehetővé teszi a szerves savak észterezését azzal a különbséggel, hogy primer alifás karbonsavakat (szénlánc gyűrűk nélkül az egyik végén –COOH csoporttal) és aromás savakat (–COOH csoport kapcsolódik a benzolgyűrűhöz), mivel ez utóbbi nem reagál.

Arra is szolgál, hogy eltávolítsa egy H ₂ O molekulát az R (C = O) NH ₂ amidokból, és ezeket R-CN nitrilré alakítsa. Ezen felül katalizálja vagy felgyorsítja a bitumen oxigénellátását, dehidrogénezését és polimerizációs reakcióit.

A P ₄ O _10- et széles körben használják a szerves kémia laboratóriumaiban. Szerző: jdn2001cn0. Forrás: Pixabay.

Üzemanyag-finomításban

Az 1930-as évek óta bizonyos tanulmányok kimutatták, hogy a foszfor (v) -oxid finomító hatást gyakorolt ​​a benzinre, növelve annak oktánszámát.

A P ₄ O ₁₀ finomító hatása elsősorban a kondenzációs reakcióknak köszönhető (különböző molekulák egyesülése), nem pedig a polimerizációnak (az azonos molekulák egyesülése).

A P ₄ O ₁₀ felgyorsítja az aromás szénhidrogének olefinekkel történő közvetlen alkilezését, az olefinek naftenekké történő átalakulását és részleges polimerizációját. Az alkilezési reakció növeli a benzin oktánszámát.

Ily módon kiváló minőségű finomított benzint nyernek.

Egyes kőolajszármazékok javíthatók a P ₄ O ₁₀ molekuláikra gyakorolt hatásával. Szerző: drpepperscott230. Forrás: Pixabay.

Különböző alkalmazásokban

A foszfor-oxidot (v) a következőkre használják:

- Készítsen elő foszforsavat H ₃ PO ₄

- Szerezzen akrilát-észtereket és felületaktív anyagokat

- Készítsen foszfát-észtereket, amelyeket égésgátlókként, oldószerekként és hígítóként használnak

- Foszfor-triklorid átalakítása foszfor-oxi-kloriddá

- Laboratóriumi reagens

- Speciális üvegek gyártása vákuumcsövekhez

- Növelje az aszfalt olvadáspontját

- Standard molekulaként szolgál a foszfor vagy foszfátok meghatározására foszfátkövesben, műtrágyákban és portlandcementben, P ₂ O ₅ formájában.

- Javítsa a kötődést bizonyos polimerek és a fogak elefántcsont rétege között

Néhány speciális szemüveghez, például a vákuumcsövekhez, gyártásuk során P ₄ O ₁₀ -ot kell használni. Tvezymer. Forrás: Wikimedia Commons.

kockázatok

A foszfor (v) -oxidot lezárt tartályokban, hűvös, száraz, jól szellőző helyen kell tárolni.

Ez arra szolgál, hogy megakadályozzák annak vízzel való érintkezését, mivel hevesen reagálhat azzal, sok hőt termelve, és a közelben éghető anyagokat égetheti el.

A foszfor (v) oxid por irritálja a szemet és a légutakat, és maró hatású a bőrre. Szem égését okozhatja. Lenyelés esetén halálos belső égési sérüléseket okoz.

Irodalom

1. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Foszfor-anhidrid. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
2. Nayler, P. (2001). Bitumen: Módosítva. Kémiai módosítás. Anyag enciklopédia: Tudomány és technológia. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
3. Malishev, BW (1936). Foszfor-pentoxid, mint finomító anyag a benzin számára. Ipari és műszaki kémia 1936, 28, 2, 190-193. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
4. Epps, Jr. EA (1950). A műtrágyákban elérhető foszfor-pentoxid fotometrikus meghatározása. Analytical Chemistry, 1950, 22, 8, 1062-1063. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
5. Banerjee, A. és mtsai. (1983). Foszfor-pentoxid felhasználása: Szerves savak észterezése. J. Org. Chem., 48, 3108-3109 (1983). Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről.
6. Cotton, F. Albert és Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.
7. Kirk-Othmer (1994). Kémiai Technológia Enciklopédia. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.
8. Ogliari, FA et al. (2008). Foszfát-monomerek szintézise és a dentinnel való kötés: észterezési módszerek és foszfor-pentoxid felhasználása. Journal of Dentistry, 36. kötet, 3. szám, 2008. március, 171–177. Oldal. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.