Il existe trois classes de composés inorganiques complexes: les oxydes, les hydroxydes (qui comprennent les acides et les bases) et les sels. De nombreux métaux et non-métaux peuvent former des oxydes, des hydroxydes et également faire partie de résidus acides. Ainsi, le phosphore est inclus dans le résidu acide PO4. Il existe plusieurs variétés d'oxyde de phosphore. En conséquence, il en existe divers hydroxydes, qui sont formés à partir de ces oxydes. L'hydroxyde de phosphore le plus élevé est l'acide phosphorique. Dans cet article, nous examinerons les propriétés physiques et chimiques de cet élément et de ses composés, ainsi que sa prévalence dans la nature et d'autres faits intéressants.
Propriétés physiques du phosphore
Il peut exister en diverses variantes. Le phosphore est une substance composée d'un élément chimique. Ses atomes ne se combinent pas en molécules. La formule du phosphore est P. Cependant, selon la structure du réseau cristallin, cet élément peut exister sous la forme de trois substances.
Le plus commun est le phosphore blanc - il a une structure cireuse et une toxicité élevée. Le point de fusion de cette substance est de quarante-quatre degrés Celsius et le point d'ébullition est de deux cent quatre-vingts degrés. Avec frottement donnématériau, il s'enflamme très rapidement, ils ne le coupent donc qu'en le plaçant dans un milieu aquatique. Si vous le chauffez longtemps à une température de deux cent cinquante degrés Celsius, il se transforme en phosphore rouge. Cette substance se présente sous la forme d'une poudre brun-rouge. Le phosphore rouge, contrairement au blanc, n'est pas toxique.
La forme d'existence la plus stable de cet élément peut être appelée phosphore noir, qui, par certaines caractéristiques externes, est similaire au métal: il a un éclat particulier, une dureté élevée, une conductivité électrique et thermique.
Du point de vue de la chimie
Le phosphore est un élément chimique du cinquième groupe et de la troisième période du tableau périodique. De cela, nous pouvons conclure que sa valence est cinq. De plus, à partir du tableau périodique, on peut voir que l'élément phosphore a une masse atomique de trente et un grammes par mole. Cela signifie que 1 mole d'une substance pèsera 31 grammes. Considérant les propriétés chimiques du phosphore, nous parlerons de ses réactions avec des composés simples et complexes.
Interaction avec des substances simples
La première chose à laquelle vous devez faire attention est l'oxydation du phosphore. C'est sa réaction avec l'oxygène. En conséquence, deux substances différentes peuvent être formées - tout dépendra des proportions de ces composants.
La première option - quatre moles de phosphore et trois moles d'oxygène forment deux moles de trioxyde de phosphore. Une telle interaction chimique peut être écrite en utilisant ce qui suitéquation: 4P + 3O2=2P2O3.
La deuxième option est la formation de quatre moles de phosphore et cinq moles d'oxygène, deux moles de pentoxyde de phosphore. Cette réaction peut être exprimée à l'aide de l'équation suivante:
Dans les deux réactions chimiques, il y a un important dégagement de lumière. De plus, le phosphore peut interagir avec des substances aussi simples que les métaux, les halogènes (fluor, iode, brome, chlore), le soufre. Cet élément chimique est capable de présenter à la fois des propriétés réductrices et oxydantes. Un exemple d'interaction avec les halogènes est la chloration. Il se déroule en deux étapes. Le premier est la formation de deux moles de trichlorate de phosphore à partir de deux moles du non-métal en question et de trois moles de chlore. Cette interaction peut être exprimée à l'aide de l'équation suivante: 2P +3Cl2=2PCl3.
La deuxième étape de ce processus est l'ajout d'atomes de chlore au trichlorate de phosphore déjà obtenu. Ainsi, lorsqu'on ajoute le même volume de chlore à une mole de ce dernier, il se forme une mole de pentachlorate de phosphore. Nous écrivons l'équation de cette réaction comme suit: PCl3 + Cl2=PCl5.
Les régularités de l'interaction du phosphore avec les métaux peuvent être observées dans cet exemple. Si nous prenons trois moles de potassium et une mole de phosphore, nous obtenons une mole de phosphure de potassium. Ce type de processus peut être écrit en utilisant l'équation de réaction suivante: 3K + P=K3R.
Interaction avecsubstances complexes
Les composés chimiques complexes avec lesquels le phosphore peut réagir comprennent les acides et les sels. Décrivons dans l'ordre les caractéristiques du contact de l'élément considéré avec ces groupes de produits chimiques.
Phosphore et acides
Parmi tous les autres, l'interaction du phosphore et de l'acide nitrique se démarque. Pour effectuer ce type de réaction, il est nécessaire de prendre les composants suivants: phosphore à raison de trois moles, cinq moles d'acide nitrique, ainsi que de l'eau - deux moles. À la suite d'une telle interaction chimique, nous obtenons les produits suivants: acide phosphorique et oxyde d'azote. L'équation de cette réaction s'écrit comme suit: 4 + 5NO.
Phosphore et sels
Ce type d'interaction chimique peut être considéré sur l'exemple de la réaction du non-métal considéré avec le sulfate de cuivre. Pour mener à bien ce processus, il est nécessaire de prendre deux moles de phosphore, cinq moles de sulfate de cuivre, huit moles d'eau. À la suite de l'interaction de ces substances, nous obtenons les composés chimiques suivants: acide sulfate en quantité de cinq moles, cuivre pur - la même quantité et acide phosphorique - deux moles. Ce processus peut être écrit sous la forme de l'équation suivante: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Obtenir ce non-métal
Dans l'industrie, la substance en question est extraite d'un composé chimique tel que le phosphate de calcium. Pour çala réaction chimique suivante est effectuée: le sel spécifié est mélangé avec du sable (oxyde de silicium) et du carbone dans des proportions molaires de 1:3:5, en conséquence, du silicate de calcium, du phosphore et du gaz de chad sont obtenus dans un rapport molaire de 3:2:5.
Composés du phosphore et leurs propriétés
Le plus courant des composés du non-métal considéré est l'hydroxyde de phosphore. Il peut être de plusieurs types selon l'oxyde dont il est formé. L'hydroxyde de phosphore peut être obtenu en effectuant une réaction chimique entre son oxyde et l'eau. En raison de ces réactions, divers types de substances sont formés. Ainsi, l'hydroxyde (3) peut être obtenu à partir du trioxyde, et l'hydroxyde de phosphore (5) à partir du pentoxyde. Ces substances ont des propriétés acides et sont capables, à leur tour, de réagir avec des métaux, des sels, des bases, etc.
L'hydroxyde de phosphore le plus élevé est l'acide phosphorique. Il est oxygéné et tribasique. Sa formule est H3PO4.
Propriétés chimiques de base
L'hydroxyde de phosphore, dont la formule est donnée ci-dessus, est capable de réagir avec des substances simples et complexes. Examinons ces processus de plus près.
Réactions de l'acide phosphorique avec les métaux
Comme les autres composés chimiques de cette classe, l'hydroxyde de phosphore est capable d'interagir avec les métaux. Au cours de ce processus, une réaction de déplacement se produit dans laquelle les atomes de métal déplacent les atomes d'hydrogène, formant ainsi du sel et de l'hydrogène, qui est libéré dans l'air sous forme de gaz à l'odeur désagréable. Pour cette réactionpourrait être réalisé, le métal doit être situé à gauche de l'hydrogène dans la série électrochimique d'activité. C'est-à-dire que des substances telles que le cuivre, l'argent et d'autres similaires ne peuvent pas réagir avec l'acide phosphorique, car en raison de leur faible activité chimique, elles ne pourront pas déplacer les atomes d'hydrogène de leurs composés.
Prenons l'exemple de l'aluminium. Lorsque deux moles de cet élément sont ajoutées à deux moles d'hydroxyde de phosphore, nous obtenons du phosphate d'aluminium et de l'hydrogène en une quantité de 2 et 3 moles, respectivement. L'équation de cette réaction s'écrit: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interaction avec les bases
L'hydroxyde de phosphore, comme de nombreux autres acides, peut entrer en réaction chimique avec des bases. De tels processus sont appelés réactions d'échange. En conséquence, un nouvel hydroxyde est formé, ainsi qu'un nouvel acide. De telles réactions ne peuvent avoir lieu que si l'un des produits résultants est insoluble dans l'eau, c'est-à-dire qu'il précipite, s'évapore sous forme de gaz, ou est de l'eau ou un électrolyte très faible.
Acide phosphorique et sels
Dans ce cas, une réaction d'échange se produit également. En conséquence, vous pouvez obtenir un nouvel acide et du sel. Pour que ce genre de réaction se produise, la règle qui vient d'être décrite ci-dessus doit également être respectée.
Utilisation du phosphore et de ses composés dans l'industrie
Tout d'abord, les composés de cet élément chimique sont utilisés pourfaire un mélange qui est appliqué sur la surface latérale des boîtes d'allumettes. Les têtes d'allumettes elles-mêmes sont également traitées avec un mélange contenant du phosphore.
Le pentoxyde du non-métal considéré est largement utilisé comme séchoir à gaz. Il est également utilisé dans l'industrie chimique pour obtenir de l'hydroxyde de phosphore dont la formule et les propriétés ont été évoquées plus haut. De plus, il est utilisé dans la fabrication du verre.
L'hydroxyde de phosphore est également utilisé dans de nombreuses industries. Tout d'abord, il est utilisé dans la fabrication d'engrais. Cela est dû au fait que le phosphore est tout simplement vital pour les plantes. Par conséquent, il existe un certain nombre d'engrais différents qui sont fabriqués sur la base du composé du non-métal en question. À ces fins, des substances telles que le phosphate de calcium sont utilisées. Le sel est utilisé comme engrais sous forme moulue. De plus, le superphosphate ordinaire et double est utilisé pour cela. L'ammophos et le nitroammophos peuvent également servir d'engrais. En plus de tout ce qui précède, des sels ou de l'hydroxyde de phosphore sont utilisés comme réactif pour déterminer la présence de composés d'argent dans une solution. Ainsi, une substance est ajoutée, qui comprend le résidu acide PO4, à la solution. Si ce dernier contient des sels ou de l'hydroxyde d'argent, un riche précipité jaune se formera. Il s'agit de phosphate d'argentum, dont la formule chimique est la suivante: AgNO3.
Structure de l'atome de phosphore
Comme vous le savez, tous les atomes sont constitués d'un noyau et d'électrons en rotationAutour de lui. Le noyau contient des protons et des neutrons. Les électrons ont une charge négative, les protons ont une charge positive et les neutrons ont une charge nulle. Le numéro de série du phosphore dans le tableau périodique est quinze. On peut en conclure que son noyau contient quinze protons. Si l'atome est neutre et non un ion, alors il y a autant d'électrons que de protons. Autrement dit, dans le cas du phosphore, il y en a quinze.
Si l'un des électrons quitte son orbite, l'atome se transformera en un ion chargé positivement, c'est-à-dire un cation. Si un électron se joint, un ion chargé négativement est formé - un anion.
Dans le tableau périodique des éléments chimiques, vous pouvez voir que le phosphore appartient à la troisième période. Il en ressort clairement qu'il existe trois orbites autour du noyau, sur lesquelles les électrons sont uniformément répartis. Le premier en a deux, le deuxième en a huit et le troisième en a cinq.
Prévalence dans la nature
La fraction massique de phosphore dans la croûte terrestre est de 0,08 %. Ce n'est pas un élément chimique très courant dans la nature. Cependant, il existe tout un groupe de minéraux qui incluent le phosphore. Ce sont des apatites, ainsi que des phosphorites. Le plus courant du premier groupe est la fluorapatite. Sa formule chimique est la suivante: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Il se décline dans des teintes transparentes, vertes et turquoises. Parmi les phosphorites, le phosphate de calcium est le plus courant, ayant la formule chimique suivante: Ca3(PO4)2. De plus, les composés phosphorésse trouvent dans les tissus de divers organismes vivants.
Le rôle du phosphore et de ses composés dans la nature et le corps
Cet élément chimique est très important pour le fonctionnement normal de presque tous les organes et de leurs systèmes. Tout d'abord, sans elle, le bon fonctionnement des reins est impossible. Cet élément participe aux processus métaboliques du corps. Il favorise également la régénération rapide des tissus. Sans cela, certaines vitamines ne peuvent tout simplement pas être activées au profit du corps - c'est pourquoi le phosphore est souvent ajouté à presque toutes les préparations de vitamines en tant que composant supplémentaire. De plus, c'est l'un des éléments chimiques qui assurent le fonctionnement normal du cœur. En plus de tout ce qui précède, il est impliqué dans le processus de division cellulaire, de sorte que la vie sur Terre est impossible sans ce microélément.
La régulation de l'équilibre eau-sel est une autre fonction que les composés du non-métal considérés dans cet article remplissent dans le corps. De plus, c'est l'un des principaux composants des tissus osseux et musculaires. Un grand pourcentage de celui-ci se trouve également dans les dents. Notons également, entre autres, que le phosphore participe au fonctionnement normal du système nerveux. Les symptômes d'une carence dans l'organisme de l'oligo-élément en cause sont les suivants: fatigue accrue, faible efficacité, perturbations du fonctionnement du système nerveux (névrose, hystérie, etc.), rhumes trop fréquents, épuisement du muscle cardiaque, douleurs dans les os et les muscles, très faible appétit. Pour éviter un phénomène tel qu'un manque de phosphore dans le corps, vous devez savoirquels aliments en contiennent.
Tout d'abord, le poisson doit être distingué parmi les aliments riches en l'élément chimique considéré. Une concentration particulièrement élevée en phosphore est observée chez des espèces telles que l'esturgeon, le maquereau, le chinchard, le thon, la sardine, le capelan, la goberge, l'éperlan. De plus, l'oligo-élément dont il est question dans cet article se trouve dans la chair de crabe, les crevettes, ainsi que dans les produits laitiers comme le fromage cottage, le fromage fondu et le fromage.
Conclusions
Le phosphore, bien qu'il ne soit pas un élément chimique très commun sur la planète, est d'une grande importance tant d'un point de vue industriel que biologique. Lui et ses composés, en particulier l'hydroxyde de phosphore, sont utilisés dans la fabrication de divers types de produits. L'article décrivait également les propriétés de l'hydroxyde de phosphore (acide phosphorique) et les caractéristiques de son interaction avec les métaux, les bases et les sels.
