Posporus at mga compound nito. Praktikal na aplikasyon ng mga compound ng posporus

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 05:44

Sa mga biogenic na elemento, isang espesyal na lugar ang dapat ibigay sa phosphorus. Sa katunayan, kung wala ito, ang pagkakaroon ng mga mahahalagang compound tulad ng, halimbawa, ATP o phospholipids, pati na rin ang maraming iba pang mga organikong sangkap, ay imposible. Kasabay nito, ang hindi organikong bagay ng elementong ito ay napakayaman sa iba't ibang mga molekula. Ang posporus at ang mga compound nito ay malawakang ginagamit sa industriya, ay mahalagang kalahok sa mga biological na proseso, at ginagamit sa iba't ibang sangay ng aktibidad ng tao. Samakatuwid, isaalang-alang kung ano ang elementong ito, kung ano ang simpleng sangkap nito at ang pinakamahalagang compound.

Posporus: pangkalahatang katangian ng elemento

Ang posisyon sa periodic table ay maaaring ilarawan sa ilang puntos.

1. Ikalimang pangkat, pangunahing subgroup.
2. Ikatlong maliit na panahon.
3. Ordinal na numero - 15.
4. Ang masa ng atom ay 30, 974.
5. Electronic na configuration ng atom 1s²2s²2p⁶3s2^3p3.
6. Posibleng estado ng oksihenasyon mula sa-3 hanggang +5.
7. Simbolo ng kemikal - P, pagbigkas sa mga formula na "pe". Ang pangalan ng elemento ay posporus. Latin na pangalang Phosphorus.

Ang kasaysayan ng pagkatuklas ng atom na ito ay bumalik sa malayong XII na siglo. Kahit na sa mga talaan ng mga alchemist mayroong impormasyon na nagpapahiwatig ng pagtanggap ng isang hindi kilalang "maliwanag" na sangkap. Gayunpaman, ang opisyal na petsa para sa synthesis at pagtuklas ng posporus ay 1669. Ang bangkarota na mangangalakal na Brand, sa paghahanap ng bato ng pilosopo, ay hindi sinasadyang naka-synthesize ng isang sangkap na may kakayahang magpalabas ng isang glow at nasusunog na may maliwanag na nakabulag na apoy. Ginawa niya ito sa pamamagitan ng paulit-ulit na pag-calcine ng ihi ng tao.

Pagkatapos nito, hiwalay sa isa't isa, natanggap ang elementong ito sa humigit-kumulang sa parehong paraan:

• Ako. Kunkel;
• R. Boyle;
• A. Margrave;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Ngayon, ang isa sa mga pinakasikat na paraan para sa synthesis ng sangkap na ito ay ang pagbawas mula sa kaukulang mga mineral na naglalaman ng phosphorus sa mataas na temperatura sa ilalim ng impluwensya ng carbon monoxide at silica. Ang proseso ay isinasagawa sa mga espesyal na hurno. Ang posporus at ang mga compound nito ay napakahalagang sangkap para sa mga nabubuhay na nilalang at para sa maraming mga synthesis sa industriya ng kemikal. Samakatuwid, dapat isaalang-alang kung ano ang elementong ito bilang isang simpleng sangkap at kung saan ito matatagpuan sa kalikasan.

Simple substance phosphorus

Mahirap pangalanan ang isang partikular na compound pagdating sa phosphorus. Ito ay dahil sa maramiallotropic modification na mayroon ang elementong ito. Mayroong apat na pangunahing uri ng simpleng sangkap na phosphorus.

1. Puti. Ito ay isang tambalan na ang formula ay Р₄. Ito ay isang puting pabagu-bago ng isip na sangkap na may matalim na hindi kanais-nais na amoy ng bawang. Ito ay kusang nag-aapoy sa hangin sa normal na temperatura. Nasusunog na may maliwanag na maputlang berdeng ilaw. Napakalason at nagbabanta sa buhay. Ang aktibidad ng kemikal ay napakataas, kaya ito ay nakuha at iniimbak sa ilalim ng isang layer ng purified water. Ito ay posible dahil sa mahinang solubility sa polar solvents. Ang carbon disulfide at mga organikong sangkap ay pinakaangkop para sa puting phosphorus na ito. Kapag pinainit, ito ay may kakayahang magbago sa susunod na allotropic form - pulang posporus. Kapag nagpapalapot at nagpapalamig ng mga singaw, nagagawa nitong bumuo ng mga layer. Mamantika sa pagpindot, malambot, madaling maputol gamit ang kutsilyo, puti (medyo madilaw-dilaw). Melting point 44⁰C. Dahil sa aktibidad ng kemikal nito ay ginagamit ito sa mga synthesis. Ngunit dahil sa toxicity nito, wala itong malawak na aplikasyon sa industriya.
2. Dilaw. Ito ay isang mahinang purified form ng white phosphorus. Lalong lason, hindi kaaya-aya ang amoy ng bawang. Nag-aapoy at nasusunog na may maliwanag na berdeng apoy. Ang mga dilaw o kayumangging kristal na ito ay hindi natutunaw sa tubig; kapag ganap na na-oxidize, naglalabas sila ng mga puff ng puting usok na may komposisyon P₄O₁₀.
3. Red phosphorus at ang mga compound nito ang pinakakaraniwan at pinakakaraniwang ginagamit na pagbabago ng substance na ito sa industriya. Pasty pulang masa, na sa ilalim ng mas mataas na presyon ay maaaringupang pumasa sa anyo ng mga violet na kristal, ay hindi aktibo sa kemikal. Ito ay isang polimer na maaari lamang matunaw sa ilang mga metal at wala nang iba pa. Sa temperatura na 250⁰С, nag-sublimate ito, nagiging puting pagbabago. Hindi kasing lason tulad ng mga naunang anyo. Gayunpaman, ang pangmatagalang pagkakalantad sa katawan ay nakakalason. Ginagamit ito sa paglalagay ng incendiary coating sa mga kahon ng posporo. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na hindi ito maaaring mag-apoy nang kusa, ngunit ito ay sumasabog (nag-aapoy) sa panahon ng denotation at friction.
4. Itim. Ayon sa panlabas na data, ito ay halos kapareho sa grapayt, ito ay mamantika din sa pagpindot. Ito ay isang de-koryenteng semiconductor. Madilim na kristal, makintab, na hindi matutunaw sa anumang mga solvents. Upang ito ay magliyab, kailangan ang napakataas na temperatura at paunang pag-init.

Kawili-wili rin ang kamakailang natuklasang anyo ng phosphorus - metal. Isa itong konduktor at may cubic crystal na sala-sala.

Mga katangian ng kemikal

Ang mga kemikal na katangian ng phosphorus ay depende sa kung anong anyo ito. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang pinaka-aktibong dilaw at puting pagbabago. Sa pangkalahatan, nagagawang makipag-ugnayan ng phosphorus sa:

• metal, bumubuo ng phosphides at kumikilos bilang isang oxidizing agent;
• non-metal, gumaganap bilang reducing agent at bumubuo ng volatile at non-volatile compound ng iba't ibang uri;
• malakas na oxidizing agent, nagiging phosphoric acid;
• na may concentrated caustic alkalis ayon sa uridisproportionation;
• may tubig sa napakataas na temperatura;
• may oxygen upang bumuo ng iba't ibang mga oxide.

Ang mga kemikal na katangian ng phosphorus ay katulad ng sa nitrogen. Kung tutuusin, bahagi siya ng pnictogen group. Gayunpaman, ang aktibidad ay ilang mga order ng magnitude na mas mataas dahil sa iba't ibang mga allotropic modification.

Pagiging nasa kalikasan

Bilang isang nutrient, ang phosphorus ay napakasagana. Ang porsyento nito sa crust ng lupa ay 0.09%. Ito ay isang medyo malaking tagapagpahiwatig. Saan matatagpuan ang atom na ito sa kalikasan? Mayroong ilang mga pangunahing lugar na dapat pangalanan:

• berdeng bahagi ng mga halaman, ang mga buto at prutas nito;
• mga tissue ng hayop (mga kalamnan, buto, enamel ng ngipin, maraming mahahalagang organic compound);
• crust;
• lupa;
• bato at mineral;
• tubig dagat.

Sa kasong ito, maaari lamang nating pag-usapan ang tungkol sa mga nauugnay na anyo, ngunit hindi tungkol sa isang simpleng substance. Pagkatapos ng lahat, siya ay lubos na aktibo, at ito ay hindi nagpapahintulot sa kanya na maging malaya. Kabilang sa mga mineral na pinakamayaman sa phosphorus ay:

• English;
• fluorapaptite;
• svanbergite;
• phosphorite at iba pa.

Ang biyolohikal na kahalagahan ng elementong ito ay hindi maaaring labis na tantiyahin. Pagkatapos ng lahat, ito ay bahagi ng mga compound tulad ng:

• proteins;
• phospholipids;
• DNA;
• RNA;
• phosphoproteins;
• enzymes.

Ibig sabihin, lahat ng mahalaga at kung saan nabuo ang buong organismo. Ang pang-araw-araw na allowance para sa isang karaniwang nasa hustong gulang ay humigit-kumulang 2 gramo.

Posporus at mga compound nito

Dahil napakaaktibo, ang elementong ito ay bumubuo ng maraming iba't ibang sangkap. Pagkatapos ng lahat, ito rin ay bumubuo ng mga phosphides, at mismo ay kumikilos bilang isang ahente ng pagbabawas. Dahil dito, mahirap pangalanan ang isang elemento na magiging inert kapag tumutugon dito. Samakatuwid, ang mga formula ng mga compound ng phosphorus ay lubhang magkakaibang. Mayroong ilang mga klase ng mga sangkap sa pagbuo kung saan siya ay aktibong kalahok.

1. Binary compounds - oxides, phosphides, volatile hydrogen compound, sulfide, nitride at iba pa. Halimbawa: P₂O₅, PCL₃, P_2S3_{, PH}3 _{at iba pa.}
2. Mga kumplikadong sangkap: lahat ng uri ng asin (medium, acidic, basic, double, complex), acids. Halimbawa: N₃PO₄, Na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca(H_{2 PO}4₎2_{, (NH}4₎2 HPO₄ at iba pa.
3. Oxygen-containing organic compounds: proteins, phospholipids, ATP, DNA, RNA at iba pa.

Karamihan sa mga itinalagang uri ng mga sangkap ay may malaking kahalagahang pang-industriya at biyolohikal. Ang paggamit ng phosphorus at ang mga compound nito ay posible kapwa para sa medikal na layunin at para sa paggawa ng medyo ordinaryong mga gamit sa bahay.

Mga compound na may mga metal

Binary compounds ng phosphorus na may mga metal at mas kaunting electronegative na non-metal ay tinatawag na phosphides. Ito ay mga sangkap na parang asin na lubhang hindi matatag kapag nalantad sa iba't ibang mga ahente. Ang mabilis na pagkabulok (hydrolysis) ay nagiging sanhi ng kahitplain water.

Bukod dito, sa ilalim ng pagkilos ng mga di-concentrated na acid, ang sangkap ay nahahati din sa mga kaukulang produkto. Halimbawa, kung pinag-uusapan natin ang hydrolysis ng calcium phosphide, ang mga produkto ay magiging metal hydroxide at phosphine:

Ca₃P₂ + 6H₂O=3Ca(OH) 2 _{+ 2PH}3_↑

At sa pamamagitan ng pagpapailalim sa phosphide sa pagkabulok sa ilalim ng pagkilos ng mineral acid, nakukuha natin ang katumbas na asin at phosphine:

Ca₃P₂ + 6HCL=3CaCL₂ + 2PH ₃↑

Sa pangkalahatan, ang halaga ng mga compound na isinasaalang-alang ay tiyak na nakasalalay sa katotohanan na bilang isang resulta ay nabuo ang isang hydrogen compound ng phosphorus, ang mga katangian nito ay isasaalang-alang sa ibaba.

Volatile substance na batay sa phosphorus

Mayroong dalawang pangunahing:

• white phosphorus;
• phosphine.

Nabanggit na namin ang una sa itaas at ibinigay ang mga katangian. Sinabi nila na ito ay makapal na puting usok, lubhang nakakalason, mabaho, at nagniningas sa sarili sa ilalim ng normal na mga kondisyon.

Ngunit ano ang phosphine? Ito ang pinakakaraniwan at kilalang pabagu-bago ng isip na substance, na kinabibilangan ng elementong pinag-uusapan. Ito ay binary, at ang pangalawang kalahok ay hydrogen. Ang formula ng hydrogen compound ng phosphorus ay pH₃, ang pangalan ay phosphine.

Ang mga katangian ng sangkap na ito ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod.

1. Volatile na walang kulay na gas.
2. Napakalason.
3. Amoy bulok na isda.
4. Hindi nakikipag-ugnayan sa tubig at napakahinang natutunaw dito. Mahusay na natutunaw saorganics.
5. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, napaka-reaktibo.
6. Nag-aapoy ang sarili sa hangin.
7. Ginawa mula sa pagkabulok ng mga metal phosphides.

Ang isa pang pangalan ay Phosphane. Ang mga kuwento mula sa sinaunang panahon ay nauugnay dito. Ito ay tungkol sa mga "wandering lights" na kung minsan ay nakikita at nakikita ng mga tao ngayon sa mga sementeryo at latian. Ang mga spherical o parang kandila na mga ilaw na lumilitaw dito at doon, na nagbibigay ng impresyon ng paggalaw, ay itinuturing na isang masamang tanda at ang mga mapamahiin ay labis na natatakot sa kanila. Ang sanhi ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, ayon sa mga modernong pananaw ng ilang mga siyentipiko, ay maaaring ituring na kusang pagkasunog ng phosphine, na natural na nabuo sa panahon ng agnas ng mga organikong nalalabi, parehong halaman at hayop. Ang gas ay lumalabas at, sa pakikipag-ugnay sa oxygen sa hangin, nagniningas. Maaaring mag-iba ang kulay at sukat ng apoy. Kadalasan, ang mga ito ay berdeng maliwanag na ilaw.

Malinaw, lahat ng volatile phosphorus compound ay mga lason na sangkap na madaling matukoy ng matalas na hindi kanais-nais na amoy. Nakakatulong ang senyales na ito upang maiwasan ang pagkalason at hindi kanais-nais na mga kahihinatnan.

Mga compound na may nonmetals

Kung ang phosphorus ay kumikilos bilang isang reducing agent, dapat nating pag-usapan ang tungkol sa mga binary compound na may mga non-metal. Kadalasan, mas electronegative ang mga ito. Kaya, maaari nating makilala ang ilang uri ng mga sangkap ng ganitong uri:

• compound ng phosphorus at sulfur - phosphorus sulfide P₂S₃;
• phosphorus chloride III, V;
• oxides at anhydride;
• bromide at iodide atiba pa.

Ang chemistry ng phosphorus at ang mga compound nito ay magkakaiba, kaya mahirap tukuyin ang pinakamahalaga sa kanila. Kung partikular na pinag-uusapan natin ang mga sangkap na nabuo mula sa posporus at di-metal, kung gayon ang mga oxide at chlorides ng iba't ibang mga komposisyon ang pinakamahalaga. Ginagamit ang mga ito sa mga chemical synthese bilang mga dewatering agent, bilang mga catalyst, at iba pa.

Kaya, ang isa sa pinakamakapangyarihang drying agent ay ang pinakamataas na phosphorus oxide - P₂O₅. Ito ay umaakit ng tubig nang napakalakas na sa direktang pakikipag-ugnay dito, ang isang marahas na reaksyon ay nangyayari na may malakas na saliw ng ingay. Ang substance mismo ay isang puting snow-like na masa, mas malapit sa amorphous sa estado ng pagsasama-sama nito.

Oxygenated organic compounds na may phosphorus

Nalalaman na ang organikong kimika ay higit na nakahihigit sa hindi organikong kimika sa mga tuntunin ng bilang ng mga compound. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang bagay ng isomerism at ang kakayahan ng mga carbon atom na bumuo ng mga kadena ng mga atomo ng iba't ibang mga istraktura, na nagsasara sa isa't isa. Naturally, mayroong isang tiyak na pagkakasunud-sunod, iyon ay, isang pag-uuri, kung saan napapailalim ang lahat ng organikong kimika. Magkaiba ang mga klase ng koneksyon, gayunpaman, interesado kami sa isang partikular, direktang nauugnay sa elementong pinag-uusapan. Ito ay mga compound na naglalaman ng oxygen na may posporus. Kabilang dito ang:

• coenzymes - NADP, ATP, FMN, pyridoxal phosphate at iba pa;
• proteins;
• nucleic acids, dahil ang phosphoric acid residue ay bahagi ng nucleotide;
• phospholipids at phosphoproteins;
• enzymes at catalyst.

Uri ng ion kung saanAng posporus ay kasangkot sa pagbuo ng isang molekula ng mga compound na ito, ang susunod ay PO₄^3-, iyon ay, ito ay isang acid residue ng phosphoric acid. Ito ay nasa ilang protina bilang isang libreng atom o isang simpleng ion.

Para sa normal na paggana ng bawat buhay na organismo, ang elementong ito at ang mga organikong compound na nabuo nito ay lubhang mahalaga at kailangan. Sa katunayan, nang walang mga molekula ng protina, imposibleng bumuo ng isang solong istrukturang bahagi ng katawan. At ang DNA at RNA ang pangunahing tagapagdala at tagapaghatid ng namamana na impormasyon. Sa pangkalahatan, lahat ng koneksyon ay dapat naroroon nang walang kabiguan.

Paggamit ng phosphorus sa industriya

Ang paggamit ng phosphorus at ang mga compound nito sa industriya ay maaaring ilarawan sa ilang mga punto.

1. Ginagamit sa paggawa ng posporo, mga pampasabog na compound, incendiary bomb, ilang fuel, lubricant.
2. Bilang gas absorber at sa paggawa ng mga incandescent lamp.
3. Upang protektahan ang mga metal mula sa kaagnasan.
4. Sa agrikultura bilang pataba ng lupa.
5. Bilang pampalambot ng tubig.
6. Sa mga chemical syntheses sa paggawa ng iba't ibang substance.

Ang papel sa mga buhay na organismo ay nababawasan sa paglahok sa pagbuo ng enamel at buto ng ngipin. Pakikilahok sa mga reaksyon ng ana- at catabolism, pati na rin ang pagpapanatili ng buffering ng panloob na kapaligiran ng cell at biological fluid. Ito ang batayan sa synthesis ng DNA, RNA, phospholipids.