Оглавление 147 148 149 150 151 — — — 270 

Окислы и кислоты фосфора. Фосфор образует три соединения с кислородом: Р2O3 — фосфористый ангидрид, P2O5 — фосфорный ангидрид и четырехокись фосфора Р2O4.

Фосфористый ангидрид Р2O3 получается при медленном окислении фосфора или в том случае, когда фосфор сгорает при недостаточном доступе кислорода. Это белое кристаллическое вещество, плавящееся при 23,8° и кипящее при 173°. Молекулярный вес его при низких температурах соответствует формуле Р4O6. При действии холодной воды фосфористый ангидрид медленно соединяется с ней, образуя фосфористую кислоту Н3РО3. Как фосфористый ангидрид, так и фосфористая кислота обладают сильными восстановительными свойствами.

Фосфорный ангидрид Р2О5 образуется при горении фосфора на воздухе или в кислороде в виде белой объемистой» снегообразной массы, плавящейся при 563°. Плотность его пара соответствует формуле Р4О10.

Фосфорный ангидрид жадно соединяется с водой и потому применяется как хорошее водоотнимающее средство. Он может даже отнимать элементы воды от других соединений, например от серной и азотной кислот. На воздухе фосфорный ангидрид, притягивая влагу, быстро расплывается, превращаясь в липкую массу метафосфорной кислоты.

Строение молекул фосфористого и фосфорного ангидридов может быть выражено следующими структурными формулами:

Строение молекул фосфористого и фосфорного ангидридов

Четырехокись фосфора Р2О4 представляет собой бесцветные блестящие кристаллы. Этот окисел, подобно N2О4можно рассматривать как смешанный ангидрид. При растворении его в воде образуются эквимолекулярные количества фосфорной и фосфористой кислот:

Р2О4 + 3Н2О = н3ро4 + н3ро3

Фосфорные кислоты. Фосфорный ангидрид в зависимости от температуры может присоединять различное количество воды, образуя мета-, пиро- и ортофосфорную кислоты:

р2О5 + н2о = 2НРо3 (метафосфорная кислота) p2О5 + 2о = н4р2о7 (пирофосфорная кислота)р2О5 + 3н2о = 2Н3Ро4 (ортофосфорная кислота)

При растворении фосфорного ангидрида в холодной воде образуется метафосфорная кислота, простейшая формула которой НРО3; действительный же состав ее молекул выражается формулой (НРО3)х, где х = 3, 4, 5, 6 и т. д. При выпаривании раствора метафосфорная кислота выделяется в виде стекловидной массы, легко растворимой в воде.

Метафосфорная кислота очень ядовита. Соли метафосфор-ной кислоты применяются для смягчения воды.

Если кипятить раствор метафосфорной кислоты, то происходит присоединение к ней молекул воды и образуется трехосновная ортофосфорная кислота Н3РО4:

(НРО3)х + хН2О = хН3РО4

Ортофосфорная кислота Н3РО4 образует бесцветные прозрачные кристаллы, плавящиеся при 42°. В воде она растворяется очень хорошо.

Ортофосфорная кислота не ядовита.

При нагревании ортофосфорной кислоты в сухом виде до 215° из каждых двух ее молекул отщепляется одна молекула воды и получается четырехосновная пирофосфорная кислота в виде растворимой в воде стекловидной массы:

3РО4 = Н4Р2О7 + Н2О

Из трех названных кислот наибольшее значение имеет ортофосфорная кислота, которую обычно и имеют в виду, когда говорят о фосфорной кислоте.

Ортофосфорная кислота может быть получена не только кипячением раствора метафосфорной кислоты, но й окислением красного фосфора азотной кислотой:

3P + 5HNО3 + 2H2О=3H34+5NO

Для технических целей ортофосфорную кислоту получают преимущественно действием серной кислоты на фосфат кальция:

Са3(РО4)2 + 3H24 = 3CaSО4 + 2Н3РО4

Образующийся сульфат кальция почти нерастворим в воде, поэтому раствор фосфорной кислоты легко может быть отделен от него и сгущен выпариванием.

Фосфорная кислота является кислотой средней силы. Ее первичная константа диссоциации равна 7,5 • 10-3. В водном растворе фосфорная кислота диссоциирует преимущественно на ионы Н и Н2РО4

Как кислота трехосновная, ортофосфорная кислота образует три ряда солей: нормальные соли, кислые соли с одним атомом водорода в кислотном остатке и кислые соли с двумя атомами водорода в кислотном остатке. Нормальные соли фосфорной кислоты называются фосфатами, кислые — гидрофосфатами.

Na34; Са3(РО4)2 — нормальные, или третичные, фосфаты Na2HPО4; Са2(НРО4)2— вторичные фосфаты, или гидрофосфаты NaH24; Са(Н2РО4)2 — первичные фосфаты, или дигидрофосфаты

Все первичные фосфаты растворимы в воде; из вторичных же и третичных растворимы лишь фосфаты натрия, калия и аммония.

148 149 150

Вы читаете, статья на тему Окислы и кислоты фосфора