Фосфор оксидтері және қышқылдары

Фосфор екі түрлі оксид және соларға сәйкес бірнеше қышқыл түзеді.
Фосфорды оттегін жетістірмей біртіндеп қыздырған кезде фосфор (III)оксиді Р-О, түзіледі:

4Р + 302 — 2Р203

Ол төменгі температурада димер түрінде болады Р4О6- Фосфор (III) оксиді ақ түсті кристалл зат. Ол бөлме температурасында суда еріп фосфорлы қышқыл түзеді:

Р205+ЗН20 = 2Н3Р03

Бұл қосылыстарында фосфордың тотығу дәрежесі +3 болғандықтан, олар күшті тотықсыздандырғыштар болып табылады. Фосфорлы қышқыл суда жақсы еритін ақ түсті кристалл. Судағы ерітіндіде ол екі түрлі таутамер түрінде болады:



Сілтілер әсерінен тепе-тендік солға жылжиды да екі негізді қышқыл болып табылады. Оның тұздарын фосфиттер дейді. Ішіндегі белгілілері — NаН2РО3 натрий дигидрофосфиті және гидрофосфиті — NаН2РО3 Фосфорлы қышқылдың үш сутегі орын алмастырған тұздары белгісіз.
Фосфор ауада жанғанда фосфор (V) оксидін түзеді:

4Р + 502 = 2Р205

Фосфор (V) оксиді өте гигроскопиялық ақ түсті кристалл зат. Ол су сіңіргіш зат ретінде колданылады. Фосфор (V) оксиді өзіне
суды біртіндеп сініріп, түрлі қышқылдар түзеді. Ол суық суда ерігенде алғаш метафосфор кышқылы түзіледі:

Р2О5+Н2О = 2НРО3

Басқа тсмпературада одан әрі суды сіңірсе пирофосфор (Н4Р2О7) және ортофосфор (Н3Р04) қышқылдарына айналады:

Р2О5+2Н2О = Н4Р2О7 Р2О5+3Н3О = 2Н3РО4

Осы қышқылдар ішінде ең маңыздысы ортофосфор нсмесе жай фосфор қышқылы Н3РО4,
Техникада ортофосфор қышқылын экстракция және термиялық әдіспен алады.
Экстракция әдісінде табиғи фосфаттар күкірт қышқылымен өнделеді:

Са3(Р04)2 +3Н4SO4 =2Н3РO4 +3Са3O4↓

Түзілген фосфор қышқылы біртіндеп тұнбадан бөлініп отырады (экстракция). Бұл әдіс арқылы алынған қышқыл құрамында көптеген қосындылар болады. Оны көбінесе тыңайтқыштар алу үшін пайдаланады.
Термиялық әдіс үш сатыдан тұрады. Бірінші сатыда фосфаттарды тотықсыздандырып фосфор алады:

2Са3(РО4)2+ 10С + 6SiO2= 4Р + 6СаSiO3+ 10СО↓

Фосфорды жағып фосфор (V) оксиді Р2O. алынады:

4Р + 5O2 = 2Р2O5

Ең соңында фосфор (V) оксидін суда ерітіп фосфор қышқылын алады:

Р2O3+3Н2O = 2Н3РO4

Бүл әдіспен алынған қышқыл таза, концентрлі болады. Таза фосфор қышқылы 42.35°С-та балқитын ақ түсті кристалл зат. Ол суда жақсы ериді, улы емес. Суда ерігсн кезде үш сатыда диссоциацияланады. Күші орташа қышқыл,

Н3РО4Н+ + Н2РO-4 2Н+ + НРО3Н+ + РО
І- саты ІІ- саты               ІІІ – саты

Фосфор бірнеше оксидтер түзеді. Олардың ішіне маңыздылары: Р О  және  РО. Олардың формуласын қысқартып, көбінесе Р О және  Р О 
 (алдындағылардың индекстерін 2-ге бөлген ) деп жазады.

Фосфор (III) оксиді Р О – балауыз тәрізді кристалдық масса, 22,5 С-та балқиды. Фосфор оттектің аз мөлшерінде жанғанда алынады. Күшті тотықсыздандырғыш, өте улы.
Фосфор (V) оксиді немесе  фосфор ангидридінің маңызы үлкен.
Фосфор (V) оксиді немесе фосфор ангридриді Р О –ақ, ылғал тартқыш ұнтақ, қыздырғанда бірден буланады, ауаның немесе оттектің артық мөлшерінде фосфор жанғанда алынады. Суды өте белсенді сіңіріп, не оны басқа қосылыстардан тартып алып, фосфор қышқылын түзеді.Фосфор ангидридінің бұл ерекшелігі оны газдар мен сұйықтардың тиімді кептіргіші ретінде кеңінен қолданылуға мүмкіндік береді.
Төменгі температурада Р О азот қышқылынан суды тартып алады:

Р О +2НNO = 2HPO +N O

Қышқылдық оксид болғандықтан негіздік оксидткрмен және гидрооксидтермен әрекеттеседі:

2ВаО+Р ОһВа (РО )

6NaОН+Р О=2NаРо +3Н О

Фосфор қышқылы  Кәдімгі жағдайда Р О сумен әрекеттесіп, тетраметафосфор қышқылын түзеді (HPO )  (қысқартылған түрде көбінесе НРО  деп жазады):

Р О +2Н О=(НРО )

Метафосфор қышқылының құрамы (НРО ) –тен ерекшеленетін атап өту керек және олардың формуласын жалпы түрде (НРО) деп жазады. Метофосфор қышқылын судың артық мөлшерімен қайнатқанда орто фосфор қышқылы Н Р О  түзіледі:

НРО +Н О=HPO

Н РО –ті қыздырғанда дифосфор қышқылы Н Р О түзіледі:

2Н РО =Н Р О + Н О

Лабораторияда фосфор қышқылын фосфорды 30% -тік НNO ертіндісімен тотықтырып алады:

3Р+5НNO +2H O=3H PO +5NO↑

Ортофосфаттар немесе фосфор қышқылы түссіз; суда жақсы еритін кристардар болып табылады. Бұл күші орташа қышқыл. Үшнегізді болғандықтан, оның сулы ертінділерді диссоциациясы үш сатыда жүреді:

Н РО    Н +Н РО          К=7,5∙10

Н РО    Н +НРО           К =6,31∙10

НРО     Н +РО                       К=1,26∙10

Азот қышқылынан ерекшелігі фосфор қышқылы ұшпайды және өте тұрақты, ол тотыұтырғыштық қасиеттер көрсетпейді.Сондықтан ол кернеу қатарында сутектің сол жағында орналасқан металдармен ғана әрекеттеседі.Фосфор қышқылы улы емес, сондықтан оны салқындатқыш сусындарға қосады.

ҚазКСР ғылым академиясының академигі, техника ғылымдарының докторы, профессор, ҚазКСР-нің ғылымға және техникаға еңбегі сіңген қайраткер.

Ғылыми еңбектері минералдық тыңайтқыштар өндірісі мен минералдық тұздарды өндеу технологиясы мен химиясына арналған.Полимерлі фосфаттардың деструкциясы мен синтезі, фосфаттардың сульфаттармен және силикаттармен сополимеризациясы, элементтік фосфор мен ультрафосфаттардың химиясы және технологиясы бойынша зерттеулер жүргізген.
Өнеркәсіпте фосфор қышқылын 2 әдіспен: экстракациялық және термиялық жолмен алады.

Бірінші әдіс бойынша ұсақталған кальций фосфатын күкірт қышқылымен өндейді:

Ca (PO ) + 3H SO = 2H PO + 3CaSO

Кальций сульфаты CaSO  тұнбаға түседі, ал қышқыл ерітіндіде қалады. Мұндай қышқыл тыңайтқыш өндіруге жұмсалады.

Дереккөздер

http://malimetter.kz/fosfor-oksidteri-zhane-kyshkyldary/