Задания 4. Валентность и степень окисления химических элементов

Фосфиды

Способы получения

Взаимодействие фосфора с металлами:

2P + 3Mg → Mg₃P₂

2P + 3Ca → Ca₃P₂

P + 3Na → Na₃P

Физические свойства, строение фосфидов

Фосфиды – представляют собой продукты взаимодействия фосфора с металлами.

Фосфиды щелочных и щелочноземельных металлов имеют ионное строение.

Химические свойствафосфидов

Фосфиды крайне неустойчивы и легко подвергаются необратимому гидролизу с образованием РН₃:

Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Са(ОН)₂ + 2PH₃↑

Mg₃P₂ + 6HCl → 3MgCl₂ + 2PH₃↑

Оксид фосфора (V), пентаоксид фосфора, фосфорный ангидрид (Р₂О₅)

Способы полученияфосфорного ангидрида

Сжигание фосфора в избытке воздуха:

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

Физические свойствафосфорного ангидрида

При комнатной температуре Р₂О₅ — белые стеклообразные хлопья без запаха. Существует в виде димеров Р₄О₁₀.

Очень гигроскопична, при соприкосновении с воздухом расплывается в сиропообразную жидкость (НРO₃). Р₂О₅ — самое эффективное осушающее средство и водоотнимающий агент. Применяется для осушения нелетучих веществ и газов.

Химические свойствафосфорного ангидрида

Р₂О₅проявляет кислотные свойства.

Как кислотный оксид Р₂О₅ взаимодействует:

• с водой, с образованием различных кислот:

Р₂О₅ + Н₂О = 2HPO₃ метафосфорная

Р₂О₅ + 2Н₂О = Н₄Р₂О₇ пирофосфориая (дифосфорная)

Р₂О₅ + ЗН₂О = 2H₃PO₄ ортофосфорная

• с основными оксидами, с образованием фосфатов

Р₂О₅ + ЗВаО = Ва₃(PO₄)₂

• с щелочами, с образованием средних и кислых солей

Р₂О₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + ЗН₂О

Р₂О₅ + 4NaOH = 2Na₂HPO₄ + Н₂О

Р₂О₅ + 2NaOH = 2NaH₂PO₄ + Н₂О

• Фосфорный ангидрид способен отнимать у других веществ не только гигроскопическую влагу, но и химически связанную воду. Например, он дегидратирует оксокислоты, что широко используется для получения ангидридов кислот:

Р₂О₅ + 2HNО₃ = 2HPO₃ + N₂О₅

Р₂О₅ + 2НСlО₄ = 2HPO₃ + Сl₂О₇

P₂O₅ + H₂SO₄ → 2HPO₃ + SO₃

P₂O₅ + 2CH₃COOH → 2HPO₃ + (CH₃CO)₂O

ВидеоопытВзаимодействие оксида фосфора с водой

 Фосфин (PH₃)

Способы полученияфосфина

Прямым синтезом PH₃ получить нельзя.

• Фосфин получают путем водного или кислотного гидролиза фосфидов:

Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Са(ОН)₂ + 2PH₃↑

Mg₃P₂ + 6HCl → 3MgCl₂ + 2PH₃↑

• Реакция диспропорционирования фосфора в щелочах:

4P + 3KOH + 3H₂O → 3KH₂PO₂ + PH₃↑

• Разложение солей фосфония (Температура выше 80ºС):

P₄I ↔ HI+ PH₃↑

Физические свойствафосфина

При нормальной температуре фосфин является бесцветным газом с резким чесночным запахом. В воде малорастворим, хорошо растворим в органических растворителях

Фосфин — Яд!

Химические свойства фосфина

• PH₃не реагирует с водой, щелочами, аммиаком.

PH₃— Проявляет свойства сильного восстановителя.

• Вступает в реакции с кислотами – окислителями:

PH₃ + 8H₂SO_4(конц) = H₃PO₄ + 8SO₂↑ + 3H₂O

PH₃ + 8HNO_{3(конц. гор)} = H₃PO₄ + 8NO₂↑ + 4H₂O

• С безводными кислотами образует соли:

HI+ PH₃↑ = P₄I

• Окисляется кислородом. При Т ~ 150ºС самовозгорается:

РН₃ + 2О₂ = P₂O₅ + H₂O (Н₃РО₄)

Практического значения фосфин не имеет.