Фосфор пентоксид

Фосфор пентоксид — хемиско соединение со молекулска формула P4О10 (името му е изведено од емпириската формула, P2O5). Претставува бела, кристална супстанца, која е анхидрид на фосфорната киселина. Има својство на моќен исушувач и дехидратационо средство.

 Структура 
Фосфор пентоксидот кристализира во најмалку четири полиморфни облици. Најпознат е метастабилниот облик, прикажан на сликата, кој е составен од молекули на P4О10. Слабите Ван дер Валсови сили ги држат молекулите заедно во шестаголна решетка (сепак, и покрај високата симетричност на молекулите, кристалното пакување не е блиско пакување). Структурата на P4О10 молекулата потсетува на молекулата на органското соединение адамантан со Td  симетрична група.D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam. . Ова соединение е сродно со соодветниот анхидрид на фосфорестата киселина, P4O6, кое нема терминални оксо функционални групи. Густината на фосфор пентоксидот е 2,30 г/cм3, точката на вриење му е 423 °C под атмосферски притисок, а ако се загрева побрзо може да сублимира. Со брзо кондензирање на пареата на фосфор пентоксидот се добива исклучително хигроскопна цврст облик на оваа соединение..

Другите полиморфни облици на фосфор пентоксидот се полимерни, но за сите е карактеристично тоа што атомите на фосфор се врзани за тетраедар од кислородни атоми, со една P=O хемиска врска која вклучува донирање на p-орбиталните електрони на терминалниот кислород на антиврзувачките фосфор-кислород единечни врски. Макромолекуларниот облик може да се добие со загревање на соединението во запечатена цевка во рок од неколку часа и одржување на стопената маса на висока температура пред нејзино ладење до стврднување. Метастабилната орторомпска, „О“-облик (со густина од 2,72 г/cм3 и точка на топење од 562 °C), има слоевита структура, која се состои од меѓусебно поврзани P6O6 прстени. Стабилниот облик е фаза со поголема густина, која е исто така орторомпска, и се нарекува O' облик. Таа има густина од 3,5 г/cм3. Останатиот полиморфен облик е стаклест или аморфен, кој може да се добие со соединување на било кој од останатите облици.

 300px250px дел од o′-(P2O5)∞ слојсложување на o′-(P2O5)∞ слоеви

 Добивање 
P4О10 се добива со горење на тетрафосфор со доволна количина на кислород:

 P4 + 5 O2 → P4O10

Во поголемиот дел од 20-от век, фосфор пентоксидот бил користен за добивање на концентрирана, чиста фосфорна киселина. Во текот на овој топлински процес, фосфор пентоксидот добиен со горење на бел фосфор бил растворуван во разредена фосфорна киселина за да се добие концентрирана фосфорна киселина. Напредокот во филтер технологијата довел до „процес на влажна фосфорна киселина“ кој го заменил топлинскиот процес, па затоа нема потреба за добивање на бел фосфор како почетен материјал.Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: The Last 50 Years. Studley: Brewin Books. 

 Употреба 
Фосфор пентоксидот е моќно дехидратационо средство, а неговата хидролиза е јака егзотермна реакција:

 P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4   (–177 kJ)

Сепак, неговата корисност како средство за сушење е ограничена, бидејќи има тенденција да образува заштитна вискозна обвивка која ја инхибира понатамошната дехидратација. Затоа во ексикаторите се користи зрнест облик на фосфор пентоксидот.

Поради неговата голема моќ за дехидратација, P4O10 се користи во органските синтези. Најголемата примена е за претворање на примарните амиди во нитрили:Meier, M. S. "Phosphorus(V) Oxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. .

 P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN

Копродуктот P4O9(OH)2 е идеализирана формула за недефинирани производи кои се добиваат како резултат на хидратацијата на P4O10.

Кога се меша со карбоксилна киселина, резултатот е соодветен анхидрид:

 P4O10 + RCO2H → P4O9(OH)2 + [RC(O)]2O

Исушувачната моќ на P4O10 е доволно јака за да претвори многу неоргански киселини во нивните анхидриди. Примери се: HNO3 се претвора во N2O5;  H2SO4 се претвора во SO3;  HClO4 се претвора во Cl2O7;  CF3SO3H се претвора во (CF3)2S2O5.

 Сродни фосфорни оксиди 
Освен комерцијално важните P4O6 и P4О10, познати се и фосфорни оксиди со интермедијарни структури.

600x600пкс|Фосфор оксиди: P4О6, Стр4О7, Стр4О8, Стр4О9, и P4О10.

 Опасности 
Фосфор пентоксидот не е запалив. Исто како сулфур триоксидот, тој енергично реагира со вода и супстанци кои содржат вода, како дрво или памук, ослободувајќи топлина, што може да предизвика пожар. Тој е корозивен за метали и делува многу иритирачки - може да предизвика сериозни изгореници на очите, кожата, мукозната мембрана и респираторниот тракт, дури и во концентрации од 1 мг/м3.

 Поврзано 
Фосфор триоксид

 Наводи 

 Надворешни врски 

 OSHA Occupational Chemical Database  (англиски)

Категорија:Соединенија на фосфорот
Категорија:Кисели оксиди
Категорија:Влаговпивачки супстанции
Категорија:Неоргански соединенија на фосфорот