Содержание

Главная >> Химия 9 класс. Кузнецова

Глава 5. Подгруппа азота и ее типичные представители

§ 27. Соединения фосфор (окончание)

При кипячении фосфорного ангидрида с водой образуется ортофосфорная кислота. Ее часто называют просто фосфорной кислотой:

Р₂O₅ + ЗН₂O = 2Н₃РO₄

Фосфорная кислота Н₃РО₄ — белое кристаллическое вещество, расплывающееся на воздухе, t_пл = 42,35 °С. Она не ядовита в отличие от некоторых соединений фосфора и хорошо растворима в воде. В водных растворах фосфорная кислота диссоциирует. Это электролит средней силы. Электролитическая диссоциация фосфорной кислоты протекает ступенчато:

Суммарное уравнение:

Проблема. Наиболее полно диссоциация идет по первой ступени, каждый последующий ион Н⁺ отщепляется труднее. Почему ?

Окислительные свойства, в отличие от HNO₃ и концентрированной H₂SO₄, фосфорная кислота не проявляет. Она также устойчива к нагреванию.

Фосфорная кислота как трехосновная способна образовывать три вида солей:

Средние соли ортофосфорной кислоты называют ортофосфатами или фосфатами.

На примере фосфата натрия подтвердите, что он обладает общими свойствами солей. Напишите ионные уравнения реакций.

Задание. Запишите уравнения реакций получения всех видов солей фосфорной кислоты при взаимодействии ее с гидроксидом натрия. Отразите их сущность сокращенными ионными уравнениями. (Ориентируйтесь по таблице растворимости!)

Фосфаты почти всех металлов в воде нерастворимы (за исключением фосфатов щелочных металлов). Дигидрофосфаты, напротив, все хорошо растворимы в воде.

Многие соли фосфорной кислоты широко применяются в сельском хозяйстве как фосфорные удобрения. В качестве минеральных удобрений используют только растворимые и хорошо усвояемые растениями соли кальция: гидро- и дигидрофосфаты.

Фосфорная кислота и ее соли в растворах проявляют общие свойства соединений их классов.

Получение Н₃РО₄. В лаборатории фосфорную кислоту Н₃РO₄ получают, окисляя фосфор 32 %-ной азотной кислотой:

В промышленности фосфорную кислоту получают, действуя на измельченный природный фосфат кальция серной кислотой (экстракционный метод):

Ca3(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ = 2Н₃РO₄ + 3CaSO₄

или электротермическим методом (восстановлением фосфатов до фосфора с последующим его сжиганием и растворением в воде оксида фосфора (V)). Этот способ более экономичен и экологичен, позволяет получать более чистый продукт. Полученная таким образом фосфорная кислота идет на производство фосфорных удобрений.

Итак, сравним свойства соединений азота и фосфора. Оксид фосфор а (V) и фосфорная кислота обладают большей устойчивостью и более слабыми кислотными свойствами по сравнению с аналогичными соединениями азота +5. Концентрированная Н₃РO₄ в отличие от HNO₃ не обладает окислительными свойствами. Фосфин по сравнению с аммиаком является менее прочным соединением и отличается более слабыми основными свойствами. Эти примеры подтверждают закономерности изменения свойств элементов в главных подгруппах периодической системы.

Основные понятия

Оксид фосфора (V) • Ортофосфорная кислота • Соли ортофосфорной кислоты

Вопросы и задания

1. Опишите строение и свойства фосфина.

2. Дайте характеристику строения и свойств оксида фосфора(V). В чем причина его способности к димеризации?

3. Запишите уравнения реакций фосфорной кислоты. Сравните ее свойства со свойствами азотной кислоты.

4. Составьте формулы возможных солей фосфорной кислоты с аммиаком, кальцием, алюминием. Назовите их.

5. Составьте уравнения реакций следующих превращений:

Са₃(РO₄)₂ → Р → Р₂O₅ → Са(Н₂РO₄)₂ → Са₃(РO₄)₂

Укажите условия их протекания.

6. Почему при действии на раствор гидроксида кальция избытка фосфорной кислоты образующийся вначале осадок исчезает? Объяснение подтвердите уравнениями реакций.

7. Можно ли использовать в лаборатории оксид фосфора (V) для осушки следующих газов: углекислый газ, сероводород, кислород, аммиак, сернистый газ? Ответ аргументируйте.

8. Какую массу раствора с массовой долей фосфорной кислоты 40 % можно получить из минерала фосфорита массой 100 кг, содержащего 93% Са₃(РO₄)₂?

9. Какая масса оксида фосфора (V) образуется при полном сгорании фосфина РН₃, полученного из фосфида кальция массой 18,2 г?

<<< К началу параграфа