Fosforus pentoksida

Fosforus pentoksida adalah suatu senyawa kimia dengan rumus kimia P4O10 (dengan nama umumnya diturunkan dari rumus empirisnya, P2O5). Padatan kristalin putih ini merupakan anhidrida dari asam fosfat. Senyawa ini merupakan pengering dan agen pendehidrasi yang sangat kuat.

Struktur 
Fosforus pentoksida mengkristal dalam setidaknya empat bentuk atau polimorf. Yang paling dikenal, bentuk metastabilnya, seperti ditunjukkan pada gambar, terdiri dari molekul P4O10. Gaya van der Waals yang lemah menahan molekul bersama-sama dalam suatu kisi heksagonal (Namun, terlepas dari simetri molekul yang tinggi, kemasan kristal bukanlah kemasan yang dekat). Struktur kurung P4O10 mengingatkan pada adamantane dengan grup titik simetri Td. Senyawa ini terkait erat dengan anhidrida yang sesuai dengan asam fosfat, P4O6. Yang terakhir tidak memiliki gugus okso terminal. Kerapatannya adalah 2.30 g/cm3. Senyawa ini mendidih pada suhu 423 °C dibawah tekanan atmosfer; jika dipanaskan lebih cepat maka dapat menyublim. Bentuk ini bisa dibuat dengan mengembunkan uap fosforus pentoksida dengan cepat, hasilnya merupakan padatan yang sangat higroskopis.

Polimorf lainnya bersifat polimer, namun pada masing-masing atom fosforus terikat secara tetrahedral dengan atom oksigen, yang satu di antaranya membentuk ikatan terminal P=O yang melibatkan sumbangan elektron orbital-p terminal kepada partikel antiikatan fosforus-oksigen tunggal. Bentuk makromolekul dapat dibuat dengan memanaskan senyawa dalam tabung tertutup selama beberapa jam, dan mempertahankan lelehan pada suhu tinggi sebelum mendinginkan lelehan menjadi padatan. Senyawa ortorombik metastabil, cincin bentuk-"O" (kerapatan 2.72 g/cm3, titik leleh 562 °C), adopts a layered structure consisting of interconnected P6O6, Tidak seperti struktur yang diadopsi oleh polisilikat tertentu. Bentuk stabil adalah fase kerapatan yang lebih tinggi, juga berbentuk ortorombik, yang disebut bentuk-0'. Ini terdiri dari kerangka kerja 3 dimensi, densitas 3.5 g/cm3. Polimorf yang tersisa adalah kaca atau bentuk amorf; Hal itu bisa dilakukan dengan memadukan yang lain.

Preparasi 
P4O10 disiapkan dengan membakar unsur fosforus dengan pasokan udara yang cukup:
 P4 + 5 O2 → P4O10
Untuk sebagian besar abad ke-20, fosforus pentoksida digunakan untuk menyediakan pasokan asam fosfat murni. Dalam proses termal, fosforus pentoksida yang diperoleh dengan membakar fosforus putih yang dilarutkan dalam asam fosfat encer untuk menghasilkan asam pekat. Perbaikan teknologi penyaringan mengarah pada "proses asam fosfat basah" mengambil alih dari proses termal, meniadakan kebutuhan untuk menghasilkan fosforus putih sebagai material awal. Dehidrasi asam fosfat untuk menghasilkan fosforus pentoksida tidak dimungkinkan karena pada pemanasan asam metafosfat akan mendidih tanpa kehilangan semua airnya.

Aplikasi 
Fosforus pentoksida merupakan suatu agen pendehidrasi yang potensial yang ditandai dengan keadaan eksotermik dari hidrolisisnya:
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4   (–177 kJ)

Namun, kegunaannya untuk pengeringan agak terbatas oleh kecenderungannya untuk membentuk lapisan kental pelindung yang menghambat dehidrasi lebih lanjut dengan bahan yang tidak terpakai. Bentuk granular dari P4O10 digunakan dalam desikator.

Konsisten dengan kekuatan pengeringannya yang besar, P4O10 digunakan dalam sintesis organik untuk dehidrasi. Aplikasi yang paling penting adalah untuk konversi amida primer menjadi nitril:
P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN
Koproduk yang dihasilkan P4O9(OH)2 adalah rumus ideal untuk produk yang tidak terdefinisi yang dihasilkan dari hidrasi P4O10.

Sebagai alternatif, bila dikombinasikan dengan asam karboksilat, hasilnya adalah anhidrida yang sesuai:
P4O10 + RCO2H → P4O9(OH)2 + [RC(O)]2O

"Pereaksi Onodera", suatu larutan P4O10 dalam DMSO, digunakan untuk mengoksidasi alkohol. Reaksi ini mengingatkan pada oksidasi Swern.

Kekuatan pengeringan dari P4O10 cukup kuat untuk mengubah banyak asam mineral menjadi anhidrida mereka. Contoh: HNO3 diubah menjadi N2O5;  H2SO4 diubah menjadi SO3;  HClO4 diubah menjadi Cl2O7;  CF3SO3H diubah menjadi (CF3)2S2O5.

Fosforus oksida terkait 
Antara senyawa yang penting secara komersial P4O6 dan P4O10, fosforus oksida dikenal dengan struktur menengah.

Bahaya 
Fosforus pentoksida tidak mudah terbakar. Senyawa ini bereaksi dengan kuat dengan air dan zat yang mengandung air seperti kayu atau kapas, membebaskan banyak panas dan bahkan dapat menyebabkan kebakaran. Senyawa ini bersifat korosif terhadap logam dan sangat mengganggu – senyawa ini dapat menyebabkan luka bakar parah pada mata, kulit, membran mukosa, dan saluran pernapasan bahkan pada konsentrasi serendah 1 mg/m3.

Lihat pula 
 Pereaksi Eaton

Referensi

Pranala luar 
OSHA 
Spec sheet 
Definition 
Website of the Technische Universität Darmstadt and the CEEP about Phosphorus Recovery 

Senyawa fosforus
Oksida