Existem três classes de compostos inorgânicos complexos: óxidos, hidróxidos (que incluem ácidos e bases) e sais. Muitos metais e não metais podem formar óxidos, hidróxidos e também fazer parte de resíduos ácidos. Assim, o fósforo está incluído no resíduo ácido PO4. Existem várias variedades de óxido de fósforo. Assim, existem vários hidróxidos dele, que são formados a partir desses óxidos. O hidróxido de fósforo mais alto é o ácido fosfórico. Neste artigo, consideraremos as propriedades físicas e químicas desse elemento e seus compostos, além de falar sobre sua prevalência na natureza e outros fatos interessantes.
Propriedades físicas do fósforo
Pode existir em várias variações. O fósforo é uma substância que consiste em um elemento químico. Seus átomos não se combinam em moléculas. A fórmula do fósforo é P. No entanto, dependendo da estrutura da rede cristalina, este elemento pode existir na forma de três substâncias.
O mais comum é o fósforo branco - possui estrutura cerosa e alta toxicidade. O ponto de fusão desta substância é de quarenta e quatro graus Celsius, e o ponto de ebulição é de duzentos e oitenta graus. Com atrito dadomaterial, ele inflama muito rapidamente, então eles o cortam apenas colocando-o em um ambiente aquático. Se você aquecê-lo por muito tempo a uma temperatura de duzentos e cinquenta graus Celsius, ele se transforma em fósforo vermelho. Esta substância apresenta-se sob a forma de um pó castanho-avermelhado. O fósforo vermelho, ao contrário do branco, não é venenoso.
A forma mais estável de existência deste elemento pode ser chamada de fósforo preto, que por algumas características externas é semelhante ao metal: possui um brilho peculiar, possui alta dureza, condutividade elétrica e térmica.
Do ponto de vista da química
Fósforo é um elemento químico que está no quinto grupo e terceiro período da tabela periódica. A partir disso, podemos concluir que sua valência é cinco. Além disso, a partir da tabela periódica, pode-se ver que o elemento fósforo tem uma massa atômica de trinta e um gramas por mol. Isso significa que 1 mol de uma substância pesará 31 gramas. Considerando as propriedades químicas do fósforo, falaremos sobre suas reações com compostos simples e complexos.
Interação com substâncias simples
A primeira coisa que você precisa prestar atenção é a oxidação do fósforo. Esta é a sua reação com o oxigênio. Como resultado, duas substâncias diferentes podem ser formadas - tudo dependerá das proporções desses componentes.
A primeira opção - quatro mols de fósforo e três mols de oxigênio formam dois mols de trióxido de fósforo. Essa interação química pode ser escrita usando a seguinteequação: 4P + 3O2=2P2O3.
A segunda opção é a formação de quatro mols de fósforo e cinco mols de oxigênio, dois mols de pentóxido de fósforo. Esta reação pode ser expressa usando a seguinte equação:
Em ambas as reações químicas, há uma liberação significativa de luz. Além disso, o fósforo pode interagir com substâncias simples como metais, halogênios (flúor, iodo, bromo, cloro), enxofre. Este elemento químico é capaz de exibir propriedades redutoras e oxidantes. Um exemplo de interação com halogênios é a cloração. Ocorre em duas etapas. A primeira é a formação de dois mols de triclorato de fósforo a partir de dois mols do não-metal em questão e três mols de cloro. Essa interação pode ser expressa usando a seguinte equação: 2P +3Cl2=2PCl3.
A segunda etapa deste processo é a adição de átomos de cloro ao triclorato de fósforo já obtido. Assim, quando o mesmo volume de cloro é adicionado a um mol deste último, forma-se um mol de pentaclorato de fósforo. Escrevemos a equação para esta reação da seguinte forma: PCl3 + Cl2=PCl5.
As regularidades da interação do fósforo com os metais podem ser vistas neste exemplo. Se tomarmos três moles de potássio e um mol de fósforo, obtemos um mol de fosfeto de potássio. Este tipo de processo pode ser escrito usando a seguinte equação de reação: 3K + P=K3R.
Interação comsubstâncias complexas
Compostos químicos complexos com os quais o fósforo pode reagir incluem ácidos e sais. Vamos descrever em ordem as características do contato do elemento em consideração com esses grupos de produtos químicos.
Fósforo e ácidos
Entre todas as outras, destaca-se a interação do fósforo com o ácido nítrico. Para realizar esse tipo de reação, é necessário levar os seguintes componentes: fósforo na quantidade de três mols, cinco mols de ácido nitrato e também água - dois mols. Como resultado dessa interação química, obtemos os seguintes produtos: ácido fosfórico e óxido de nitrogênio. A equação para esta reação é escrita da seguinte forma: 4 + 5NO.
Fósforo e sais
Este tipo de interação química pode ser considerado no exemplo da reação do não-metal considerado com sulfato de cuprum. Para realizar este processo, é necessário tomar dois mols de fósforo, cinco mols de sulfato de cobre, oito mols de água. Como resultado da interação dessas substâncias, obtemos os seguintes compostos químicos: ácido sulfato na quantidade de cinco mols, cobre puro - a mesma quantidade e ácido fosfórico - dois mols. Este processo pode ser escrito na forma da seguinte equação: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Obtendo este não-metal
Na indústria, a substância em questão é extraída de um composto químico como o fosfato de cálcio. Por estaa seguinte reação química é realizada: o sal especificado é misturado com areia (óxido de silício) e carbono em proporções molares de 1:3:5, como resultado, silicato de cálcio, fósforo e gás chad são obtidos em uma proporção molar de 3:2:5.
Compostos de fósforo e suas propriedades
O mais comum dos compostos do não metal considerado é o hidróxido de fósforo. Pode ser de vários tipos, dependendo do óxido a partir do qual é formado. O hidróxido de fósforo pode ser obtido realizando uma reação química entre seu óxido e água. Devido a essas reações, vários tipos de substâncias são formados. Assim, o hidróxido (3) pode ser obtido a partir do trióxido e o hidróxido de fósforo (5) a partir do pentóxido. Essas substâncias possuem propriedades ácidas e são capazes, por sua vez, de reagir com metais, sais, bases, etc.
O maior hidróxido de fósforo é o ácido fosfórico. É oxigenado e tribásico. Sua fórmula é H3PO4.
Propriedades químicas básicas
Hidróxido de fósforo, cuja fórmula é dada acima, é capaz de reagir com substâncias simples e complexas. Vamos dar uma olhada nesses processos.
Reações do ácido fosfórico com metais
Assim como outros compostos químicos desta classe, o hidróxido de fósforo é capaz de interagir com metais. Durante este processo, ocorre uma reação de deslocamento em que os átomos do metal deslocam os átomos de hidrogênio, formando assim sal e hidrogênio, que é liberado no ar como um gás com odor desagradável. Para esta reaçãopudesse ser realizado, o metal deve estar localizado à esquerda do hidrogênio na série eletroquímica de atividade. Ou seja, substâncias como cobre, prata e outras semelhantes não são capazes de reagir com o ácido fosfórico, pois devido à sua baixa atividade química não poderão deslocar átomos de hidrogênio de seus compostos.
Tome o alumínio como exemplo. Quando dois mols deste elemento são adicionados a dois mols de hidróxido de fósforo, obtemos fosfato de alumínio e hidrogênio em uma quantidade de 2 e 3 mols, respectivamente. A equação para esta reação é escrita da seguinte forma: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interação com bases
Hidróxido de fósforo, como muitos outros ácidos, pode entrar em reações químicas com bases. Esses processos são chamados de reações de troca. Como resultado, um novo hidróxido é formado, bem como um novo ácido. Tais reações só podem ocorrer se um dos produtos resultantes for insolúvel em água, ou seja, se precipitar, evaporar como um gás, ou for água ou um eletrólito muito fraco.
Ácido fosfórico e sais
Neste caso, também ocorre uma reação de troca. Como resultado, você pode obter um novo ácido e sal. Para que esse tipo de reação ocorra, a regra descrita acima também deve ser observada.
Uso do fósforo e seus compostos na indústria
Primeiro de tudo, os compostos deste elemento químico são usados parafazendo uma mistura que é aplicada na superfície lateral das caixas de fósforos. As próprias cabeças de fósforo também são tratadas com uma mistura contendo fósforo.
O pentóxido do não metal considerado é amplamente utilizado como secador de gás. Também é usado na indústria química para obter hidróxido de fósforo, cuja fórmula e propriedades foram discutidas acima. Além disso, é utilizado na fabricação de vidro.
O hidróxido de fósforo também é usado em muitas indústrias. Em primeiro lugar, é usado na fabricação de fertilizantes. Isso se deve ao fato de que o fósforo é simplesmente vital para as plantas. Portanto, existem vários fertilizantes diferentes que são feitos com base no composto do não metal em questão. Para estes fins, são utilizadas substâncias como o fosfato de cálcio. O sal é usado como fertilizante na forma de solo. Além disso, superfosfato comum e duplo são usados para isso. Ammophos e nitroammophos também podem servir como fertilizante. Além de todos os itens acima, sais ou hidróxido de fósforo são usados como reagentes para determinar a presença de compostos de prata em uma solução. Então, uma substância é adicionada, que inclui o resíduo ácido PO4, à solução. Se este contém sais ou hidróxido de prata, forma-se um rico precipitado amarelo. Este é o fosfato de argentum, que tem a seguinte fórmula química: AgNO3.
Estrutura do átomo de fósforo
Como você sabe, todos os átomos consistem em um núcleo e elétrons girandoEm volta dele. O núcleo contém prótons e nêutrons. Os elétrons têm carga negativa, os prótons têm carga positiva e os nêutrons têm carga zero. O número de série do fósforo na tabela periódica é quinze. A partir disso, podemos concluir que seu núcleo contém quinze prótons. Se o átomo é neutro e não um íon, então há tantos elétrons quanto prótons. Ou seja, no caso do fósforo, são quinze.
Se um dos elétrons deixar sua órbita, o átomo se transformará em um íon carregado positivamente, ou seja, um cátion. Se um elétron se junta, um íon carregado negativamente é formado - um ânion.
Na tabela periódica dos elementos químicos, você pode ver que o fósforo pertence ao terceiro período. A partir disso, fica claro que existem três órbitas ao redor do núcleo, nas quais os elétrons são distribuídos uniformemente. O primeiro tem dois, o segundo tem oito e o terceiro tem cinco.
Prevalência na natureza
A fração de massa de fósforo na crosta terrestre é de 0,08%. Não é um elemento químico muito comum na natureza. No entanto, existe todo um grupo de minerais que incluem fósforo. Estes são apatitas, assim como fosforitos. O mais comum do primeiro grupo é a fluorapatita. Sua fórmula química é a seguinte: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Ele vem em tons transparentes, verdes e turquesas. Entre os fosforitos, o fosfato de cálcio é o mais comum, possuindo a seguinte fórmula química: Ca3(PO4)2. Além disso, compostos de fósforosão encontrados nos tecidos de vários organismos vivos.
O papel do fósforo e seus compostos na natureza e no corpo
Este elemento químico é muito importante para o funcionamento normal de quase todos os órgãos e seus sistemas. Em primeiro lugar, sem ele, o bom funcionamento dos rins é impossível. Este elemento participa dos processos metabólicos do corpo. Também promove a rápida regeneração dos tecidos. Sem ele, algumas vitaminas simplesmente não podem ser ativadas para beneficiar o corpo - e é por isso que o fósforo é frequentemente adicionado a quase todas as preparações vitamínicas como um componente adicional. Além disso, é um dos elementos químicos que garantem o funcionamento normal do coração. Ele, além de todos os itens acima, está envolvido no processo de divisão celular, então a vida na Terra é impossível sem esse microelemento.
Regulação do equilíbrio água-sal é outra função que os compostos do não-metal considerados neste artigo desempenham no corpo. Além disso, é um dos principais componentes do tecido ósseo e muscular. Uma grande porcentagem também é encontrada nos dentes. Entre outras coisas, também vale a pena notar que o fósforo está envolvido em garantir o funcionamento normal do sistema nervoso. Os sintomas de uma deficiência no corpo do oligoelemento em questão são os seguintes: aumento da fadiga, baixa eficiência, distúrbios no funcionamento do sistema nervoso (neurose, histeria, etc.), resfriados muito frequentes, exaustão do músculo cardíaco, dor nos ossos e músculos, muito pouco apetite. Para evitar um fenômeno como a f alta de fósforo no corpo, você precisa saberquais alimentos contêm.
Em primeiro lugar, o peixe deve ser destacado entre os alimentos ricos no elemento químico considerado. Uma concentração particularmente alta de fósforo é observada em espécies como esturjão, cavala, carapau, atum, sardinha, capelim, escamudo, cheirado. Além disso, o oligoelemento discutido neste artigo é encontrado na carne de caranguejo, camarão, bem como em produtos lácteos, como queijo cottage, queijo processado e queijo.
Conclusões
Fósforo, embora não seja um elemento químico muito comum no planeta, é de grande importância tanto do ponto de vista industrial quanto biológico. Ele e seus compostos, em especial o hidróxido de fósforo, são utilizados na fabricação de diversos tipos de produtos. O artigo também descreveu as propriedades do hidróxido de fósforo (ácido fosfórico) e as características de sua interação com metais, bases e sais.
