Оксид фосфора(V) (Ktvn; skvskjg(V))

Перейти к навигации Перейти к поиску
Оксид фосфора​(V)​
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
Оксид фосфора​(V)​
Традиционные названия Фосфорный ангидрид; пентаоксид фосфора
Хим. формула P2O5
Рац. формула P2O5
Физические свойства
Состояние белый порошок
Молярная масса 141,94 г/моль
Плотность 2.39 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 420оС(Н-форма),569 (О-форма)
 • кипения возгоняется при 359 (Н-форма) °C
Энтальпия
 • образования -3010,1 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
 • в воде реагирует
Классификация
Рег. номер CAS [1314-56-3] (P2O5)
[16752-60-6] (P4O10)
PubChem
Рег. номер EINECS 215-236-1
SMILES
InChI
RTECS TH3945000
ChEBI 37376
ChemSpider
Безопасность
Предельная концентрация 1 мг/м3
ЛД50 100-140 мг/кг
Токсичность Класс опасности 2
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondОгнеопасность 0: Негорючее веществоОпасность для здоровья 3: Кратковременное воздействие может привести к серьёзным временным или умеренным остаточным последствиям (например, хлор, серная кислота)Реакционноспособность 3: Способно к детонации или взрывному разложению, но требует начального источника, должно быть нагрето в замкнутом пространстве, реагирует с водой со взрывом или детонирует при сильном ударе (например, нитрат аммония)Специальный код W: Реагирует с водой необычным или опасным образом (например, цезий, натрий, рубидий)
0
3
3
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Пентаоксид фосфора, также оксид фосфора(V) (фосфорный ангидрид, пятиокись фосфора) — неорганическое химическое соединение класса кислотных оксидов с формулой P2O5. Белый кристаллический порошок, реагирует с водой; ядовит.

Пары оксида фосфора(V) имеют состав P2O5. Твёрдый оксид склонен к полиморфизму. Существует в аморфном стекловидном состоянии и кристаллическом. Для кристаллического состояния известны две метастабильные модификации пентаоксида фосфора — гексагональная Н-форма (а = 0,744 нм, = 87°, пространственная группа R3С) и орторомбическая О-форма (а = 0,923 нм, b = 0,718 нм, с = 0,494 нм, пространственная группа Рпат), а также одна стабильная орторомбическая О-форма (а =1,63 нм, b= 0,814 нм, с =0,526 нм, пространственная группа Fdd2). Молекулы P4O10 (Н-форма) построены из 4 групп PO4 в виде тетраэдра, вершины которого занимают атомы фосфора, 6 атомов кислорода располагаются вдоль рёбер, а 4 — по оси третьего порядка тетраэдра. Эта модификация легко возгоняется (360°С) и активно взаимодействует с водой.

Другие модификации имеют слоистую полимерную структуру из тетраэдров PO4, объединённые в 10-членные (О-форма) и 6-членные (О'-форма) кольца. Эти модификации имеют более высокую температуру возгонки (~580°С) и менее химически активны. H-форма переходит в О-форму при 300—360оC.

P2O5 очень активно взаимодействует с водой при нагреве (H-форма поглощает воду даже со взрывом), образуя смеси метафосфорных кислот, состав которых зависит от количества воды и других условий:

При дальнейшем нагреве образует пирофосфорную кислоту:
На холоде с водой образует метафосфорную кислоту:

При сильном нагревании распадается на:

Он также способен извлекать воду из других соединений, представляя собой сильное дегидратирующее средство:

Оксид фосфора(V) широко применяется в органическом синтезе. Он реагирует с амидами, превращая их в нитрилы:

Карбоновые кислоты переводит в соответствующие ангидриды:

Оксид фосфора(V) также взаимодействует со спиртами, эфирами, фенолами и другими органическими соединениями. При этом происходит разрыв связей P—О—P и образуются фосфорорганические соединения. Реагирует с NH3 и с галогеноводородами, образуя фосфаты аммония и оксигалогениды фосфора:

При сплавлении P4O10 с основными оксидами образует различные твёрдые фосфаты, природа которых зависит от условий реакции.

Оксид активно взаимодействует с водой, поэтому его часто используют в качестве осушителя.

Оксид фосфора(V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода или воздуха. Технологический процесс происходит в камере сжигания и включает в себя окисление элементарного P предварительно осушенным воздухом, осаждение P2O5 и очистку отходящих газов. Очищают полученный пентаоксид возгонкой.

Технический продукт имеет вид белой снегообразной массы, состоящей из смеси разных форм P4O10.

Основные сферы использования

[править | править код]

P2O5 применяют как осушитель газов и жидкостей. Также он является промежуточным продуктом в производстве ортофосфорной кислоты H3PO4 термическим способом.

Широко используется в органическом синтезе в реакциях дегидратации и конденсации.

Физиологическое значение

[править | править код]

Пентаоксид фосфора особо токсичен; относится ко второму классу опасности и в высоких концентрациях раздражает кожу и слизистые оболочки глаз.

ПДК в рабочей зоны - 1 мг/м³ (в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76).

ЛД50 на крысах и белых мышах при пероральном введении составляет 140 мг/кг.

Литература

[править | править код]
  • Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
  • Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
  • Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон «Современная неорганическая химия» М.: Мир, 1969
  • Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
  • Кузьменко, Ерёмин, Попков Начала химии 1 том стр. 364