Predstavitev recikliranja odpadkov iz proizvodnje fosfatnih gnojil. Predstavitev "Fosfor" predstavitev za lekcijo kemije (9. razred) na to temo. Zahvaljujoč boru se dušik, fosfor in kalij bolje absorbirajo

Cilji lekcije:

zagotoviti asimilacijo znanja o fosforju kot kemičnem elementu in preprosti snovi;
alotropske modifikacije fosforja;
ponoviti odvisnost lastnosti snovi od njene sestave in zgradbe;
razvijati sposobnost primerjanja;
prispevati k oblikovanju materialističnega pogleda na svet in moralne vzgoje šolarjev.

Odkritje fosforja

Hamburški alkimist

Henning Brand

1669

"fosfor" -

iz grščine "svetleč"

obdobje

skupina

valenčni elektroni

oksidacijska stanja

višji oksid

vodikova povezava

ALOTROPSKE MODIFIKACIJE

RDEČA

BELA

ČRNA

KEMIJSKE LASTNOSTI

S kovinami:

Ca+P=

Z nekovinami:

P+O 2 =

s porcelansko soljo ob udarcu eksplodira in se vname :

KClO 3 + P = P 2 O 5 + KCl

BIVANJE V NARAVI

ORGANIZMI

MINERALI

FOSFOLIPIDI,

ENCIMI,

KALCIJEV FOSFAT ETRI

ORTOFOSFOR

KISLINE

FOSFORIT

TURKIZNA

APATIT

V ZOBIH IN KOSTEH

APATIT

Fiziološko delovanje beli fosfor

Rezultat aplikacije prevelika količina fosfor

Videz žab z deformacijami - rezultat aplikacije fosfor gnojila, ki jih odplavi v reke in ribnike,

fosforna nekroza– poškodbe čeljusti

Pridobivanje fosforja

segrevanje mešanice fosforita, premoga in

pesek v električni peči:

pribl 3 (P.O. 4 ) 2 +C+SiO 2 → p 4 +CaSiO 3 + CO

UPORABA FOSFORJA

gnojila

detergenti

mehčanje vode

pesticid

Obramba pred

korozija

Proizvodnja

tekme

Proizvodnja

barve

Ustvarjanje

dimne zavese

polprevodniki

DOMAČA NALOGA

§19.9 (L.S. Guzey), §21 (G.E.Rudzitis)

Individualne naloge.

Pripravite sporočila:

1) o zgodovini tekem;

2) o biološki vlogi fosforja in njegovih spojin.

PONOVIMO?

ameriške enote

uporabljenega fosforja

Bombe

v Iraku,

2004

BELI FOSFOR

Molekule P4 imajo obliko tetraedra. Je snov z nizkim tališčem t(tal.)=44,1 o C, t(vre)=275 o C, mehka, brezbarvna voskasta snov. Dobro se topi v ogljikovem disulfidu in številnih drugih organskih topilih. Strupeno, vnetljivo na zraku, sveti v temi. Shranite ga pod plastjo vode.

RDEČI FOSFOR

Obstaja več oblik rdečega fosforja, njihova zgradba pa še ni povsem ugotovljena. Znano je, da so atomske snovi s polimerno kristalno mrežo. Njihovo tališče je 585-600 o C, barva od temno rjave do rdeče in vijolične. Ni strupeno.

ČRNI FOSFOR

Črni fosfor ima plastno atomsko kristalno mrežo. Po videzu je podoben grafitu, vendar je polprevodnik. Ni strupeno.

Fosfor kot kemijski element

obdobje

skupina

valenčni elektroni

oksidacijska stanja

-3, +3, +5

višji oksid

R 2 O 5

vodikova povezava

RN 3

PONOVIMO

1. DOPOLNI ENAČBE : P + F 2 = Al+P= Določite oksidant in reducent

2. Naloga:

Kolikšna je masa fosforja v vašem telesu, če je znano, da fosfor predstavlja ≈1 % vaše telesne mase?

3 .Izvedite transformacije:

R RN 3 R 2 O 5 n 3 RO 4

Tabela 1. Deset držav na svetu z največ prebivalci, sredi 2009, 2025 in 2050 (milijonov ljudi), 200920252050 1. Kitajska Kitajska Indija Indija Indija Kitajska ZDA3073. ZDA3583. ZDA Indonezija 2434. Indonezija2924. Indonezija Brazilija 1925. Pakistan2465. Pakistan Pakistan1816. Brazilija2126. Nigerija Bangladeš 1627. Nigerija2077. Bangladeš Nigerija 1538. Bangladeš 1958. Brazilija Rusija 1409. Rusija Kongo, Dem. Republika Japonska Mehika Filipini 150 9,2 milijarde Napoved za 2050 6 milijard

Zdaj je prebivalstvo planeta več kot 6 milijard ljudi in narašča. S čim naj ga hranim??? Kemiki po vsem svetu ustvarjajo različna gnojila za povečanje količine pridelane hrane na zemlji. Leta 2000 je vsak tretji prebivalec sveta užival žito in druge kmetijske pridelke, pridobljene z uporabo mineralnih gnojil. Svetovno prebivalstvo raste, proizvodnja žita pa ne

Za pridelavo polnopravnega pridelka je treba gojene rastline zaščititi pred pleveli in boleznimi. Kemikalije, ki se uporabljajo za uničevanje plevela, se imenujejo herbicidi. Ta beseda izhaja iz latinskega "grb" - zelišče, rastlina in "cide" - ubiti. Trenutno obstaja široka paleta kompleksnih organskih spojin s herbicidnimi lastnostmi.

Struktura kemične industrije Osnovna kemija Proizvodnja polimernih materialov Proizvodnja mineralnih gnojil Predelava polimernih materialov Kemija organske sinteze Druge industrije (fotokemija, barva in laki) Rudarstvo in kemična industrija Industrije, ki zagotavljajo surovine za kemično industrijo (koksokemija, nafta) rafiniranje itd.)

Mineralna gnojila Glede na to, katere hranilne elemente vsebujejo mineralne soli, gnojila delimo na preprosta in kompleksna. Preprosta gnojila vsebujejo en hranilni element. Sem spadajo fosfor, dušik, kalij in mikrognojila. Kompleksna gnojila vsebujejo dve ali več osnovnih hranil hkrati. Gnojila so lahko trdna (granulirana, v prahu) in tekoča (revna do 40% hranil in koncentrirana več kot 40%). Mineralna gnojila so anorganske spojine, ki vsebujejo hranila, potrebna za rastline.

Proizvodnja mineralnih gnojil DUŠIK KALIJ FOSFAT V bližini surovin V bližini metalurških obratov in plinovodov V bližini surovin Apatiti Apatiti Voskresensk Voskresensk Nižni Novgorod Nižni Novgorod Solikamsk Solikamsk Bereznjaki Bereznjaki Lipetsk Čerepovec Novgorod Novokuznetsk

Kalijeva gnojila - povečajo pridelek, kakovost in stabilnost rastlin. Vsebujejo hranilo kalij, ki pozitivno vpliva na odpornost rastlin na sušo, nizke temperature, škodljivce, omogoča rastlinam gospodarnejšo porabo vode, pospešuje transport snovi v rastlini in razvoj koreninskega sistema ter pospešuje akumulacijo. ogljikovih hidratov (sladkorna pesa, škrob-krompir). Z dodajanjem se poveča fotosinteza, plodovi pridobijo svetlejšo barvo in aromo ter se dlje skladiščijo. Dodatek kalija je potreben predvsem pri korenovkah.

Bila je sol - "permska", skupaj z dragocenim krznom, ki je predstavljala glavni vir dohodka za "gospoda Veliky Novgorod". Sol je bila osnova bogastva Stroganovih, Golicinov in Šahovskih. Njihove pivovarne so proizvedle do sedem milijonov funtov soli na leto. Permska sol - "Permyanka" - se ni trgovala samo v Rusiji, ampak tudi v drugih evropskih državah.

Fosforna gnojila vsebujejo element fosfor: 1. vodotopen (amofos, diamofos, superfosfati), 2. težko topen - zelo slabo topen v šibkih kislinah, netopen v vodi (fosforitna moka, kostna moka). 2. težko topen - zelo slabo topen v šibkih kislinah, netopen v vodi (fosfatna kamnina, kostna moka).

Pomen fosforjevih gnojil Pomen fosforjevih gnojil Je del kompleksnih beljakovin, ki sodelujejo pri procesu delitve celičnega jedra in pri nastajanju novih rastlinskih organov. Je del kompleksnih beljakovin, ki sodelujejo pri procesu delitve celičnega jedra in pri nastajanju novih rastlinskih organov. Ima veliko vlogo pri pospeševanju zorenja sadja in jagodičja. Ima veliko vlogo pri pospeševanju zorenja sadja in jagodičja. Spodbuja ekonomično porabo vlage Spodbuja ekonomično porabo vlage znatno poveča zimsko trdnost rastlin znatno poveča zimsko odpornost rastlin Fosfor izboljša okus in poveča pretok hranilnih snovi iz listov v sadje in jagode. Fosfor izboljšuje okus in pospešuje pretok hranilnih snovi iz listov v sadje in jagode. Fosfor igra pomembno vlogo v življenju sadja in jagodičja. Fosfor igra pomembno vlogo v življenju sadja in jagodičja. Če ni dovolj fosforja, se rast upočasni, cvetenje in zorenje se upočasni, okus se poslabša, pridelek pa se zmanjša. Če ni dovolj fosforja, se rast upočasni, cvetenje in zorenje se upočasni, poslabša se okus, zmanjša se produktivnost.. Presežek fosforja je škodljiv.. Presežek fosforja je škodljiv.

Dušik je glavno hranilo za vse rastline: brez dušika je nemogoča tvorba beljakovin in številnih vitaminov, zlasti vitaminov B. Dušik uravnava rast vegetativne mase, določa stopnjo pridelka in povečuje vsebnost beljakovin v zrnju. . Rastline najbolj intenzivno absorbirajo in asimilirajo dušik v obdobju največje tvorbe in rasti stebel in listov. Dušikova gnojila spodbujajo razvoj zelenega dela rastline.

Izračun hranilne vrednosti CO(NH 2) 2 W= n X Ar (N) X 100%/Mr snov %2 +++ W= 14 () =

Izračun hranilne vrednosti CO(NH 2) 2 W= n X Ar (N) X 100%/Mr snov %2 +++ W = 14 () = 47%

V starih časih je bila sol dragocena dobrina, ki so jo veliko uvažali v državo iz tujine. Prve strukture na solnih poljih so bile: skrinje za shranjevanje slanice, pivovarne, hlevi, cevi za dvigovanje slanice.. Do konca 17. stoletja je pridobivanje soli iz Solikamska prišlo v ospredje.

POUČEVANJE: 1. Oblikujte koncept mineralnih gnojil, njihov pomen v nacionalnem gospodarstvu in načela lociranja podjetij, ki proizvajajo gnojila. 2. Podajte razvrstitev gnojil 3. Okrepite spretnosti učencev - pisanje kemijskih formul in izvajanje kemijskih izračunov. 4. Naučite se primerjati zemljevide virov in proizvodnje. VZGOJNI 1. Študentom vzbuditi natančnost pri zapisovanju. 2. Razvijte pozornost pri delu z zemljevidom 3. Gojite skrben odnos do narave 4. Učence naučite ljubiti svoje telo in ne jesti "junk foods"

1 diapozitiv

2 diapozitiv

Vsebina Uvod……………………………………………………………………………………………. Zgodovina razvoja fosforja…………………………………………………………… Naravne spojine in proizvodnja fosforja……………………………………… Kemijske lastnosti ………………………………………………………………… Alotropske spremembe……………………………………………………………. . a) bela……………………………………………………………………………….. b) rdeča……………………………… ……… …………………………… c) črna ………………………………………………………………………. Fosforjevi oksidi……………………………………………………………… Ortofosforna kislina……………………………………………………… … …… Ortofosfati…………………………………………………………………………. Fosfor v človeškem telesu…………………………………………………….. Ujema se z…………………………………………………………… …………………… ……………………. Fosforjeva gnojila…………………………………………………………….. Zaključek…………………………………………………………… …… ………………. 1. Pomen fosforja……………………………………………………………….. 2. Uporaba fosforja………………………………………… …………………… ………………… Bibliografija…………………………………………………..

3 diapozitiv

Uvod: V peto skupino periodnega sistema spadata dva značilna elementa - dušik in fosfor - ter podskupini arzen in vanadij. Med prvim in drugim tipičnim elementom je bistvena razlika v lastnostih. V stanju enostavnih snovi je dušik plin, fosfor pa trdna snov. Ti dve snovi sta imeli širok spekter uporabe, čeprav je bil dušik, ko je bil prvič izoliran iz zraka, veljal za škodljiv plin, s prodajo fosforja pa je bilo mogoče zaslužiti veliko denarja (fosfor je bil cenjen zaradi svoje sposobnosti žarenja Mrak).

4 diapozitiv

Zgodovina odkritja fosforja Ironično je, da so fosfor odkrili večkrat. In vsakič, ko smo ga dobili iz... urina. Obstajajo sklicevanja na dejstvo, da je arabski alkimist Alhild Behil (12. stoletje) odkril fosfor z destilacijo urina, pomešanega z glino, apnom in premogom. Vendar pa se šteje, da je datum odkritja fosforja 1669. Hamburški amaterski alkimist Henning Brand, propadli trgovec, ki je sanjal o izboljšanju svojih poslov s pomočjo alkimije, je predeloval najrazličnejše izdelke. Brand se je začel zanimati za človeški urin, ko je teoretiziral, da bi fiziološki izdelki lahko vsebovali "prvotno snov", za katero verjamejo, da je osnova filozofskega kamna. Zbral je približno tono urina iz vojašnic in ga izparil, da je nastala sirupasta tekočina. To tekočino je ponovno destiliral in dobil težko rdeče "urinsko olje", ki je bilo destilirano, da je nastal trden ostanek. Med segrevanjem slednjega, brez dostopa zraka, je opazil nastanek belega dima, ki se je usedal na stene posode in močno svetil v temi. Brand je snov, ki jo je pridobil, poimenoval fosfor, kar v prevodu iz grščine pomeni »prinašalec svetlobe«. Več let je bil "recept za pripravo" fosforja v najstrožji tajnosti in je bil znan le redkim alkimistom. Fosfor je leta 1680 tretjič odkril R. Boyle. V nekoliko spremenjeni obliki so starodavni način pridobivanja fosforja uporabljali tudi v 18. stoletju: segrevali so mešanico urina s svinčevim oksidom (PbO), kuhinjsko soljo (NaCl), pepeliko (K2CO3) in premog (C). Šele leta 1777 je K. V. Scheele razvil metodo za pridobivanje fosforja iz rogov in kosti živali.

5 diapozitiv

Naravne spojine in proizvodnja fosforja Fosforja je v zemeljski skorji več kot dušika, žvepla in klora. Za razliko od dušika se fosfor zaradi visoke kemijske aktivnosti v naravi pojavlja le v obliki spojin. Najpomembnejša fosforjeva minerala sta apatit Ca5(PO4)3X (X - fluor, redkeje klor in hidroksilna skupina) in fosforit, katerega osnova je Ca3(PO4)2. Največje nahajališče apatita se nahaja na polotoku Kola, v regiji Khibiny Mountains. Nahajališča fosforita se nahajajo v gorovju Karatau, v regijah Moskve, Kaluge, Bryansk in drugih krajih. Fosfor je del nekaterih beljakovinskih snovi, ki jih vsebujejo generativni organi rastlin, živčna in kostna tkiva živali in ljudi. Možganske celice so še posebej bogate s fosforjem. Danes se fosfor proizvaja v električnih pečeh z redukcijo apatita s premogom v prisotnosti silicijevega dioksida: Ca3(PO4)2+3SiO2+5C 3CaSiO3+5CO+2P Fosforjeve pare pri tej temperaturi skoraj v celoti sestavljajo molekule P2, ki kondenzirajo v molekule P4. ko se ohladi.

6 diapozitiv

Kemijske lastnosti Elektronska konfiguracija fosforjevega atoma 1s22s22p63s23p3 Zunanja elektronska plast vsebuje 5 elektronov. Prisotnost treh neparnih elektronov na zunanji energijski ravni pojasnjuje, da je v normalnem, nevzbujenem stanju valenca fosforja 3. Toda na tretji energijski ravni so prazne celice d-orbital, zato pri prehodu v vzbujeno stanje , se bodo 3S elektroni ločili in premaknili na podnivo d , kar vodi do nastanka 5 neparnih elementov. Tako je valenca fosforja v vzbujenem stanju 5. V spojinah ima fosfor običajno oksidacijsko stanje +5 (P2O5, H3PO4), manj pogosto +3 (P2O3, PF3), -3 (AlP, PH3, Na3P, Mg3P2).

7 diapozitiv

8 diapozitiv

Alotropna modifikacija Gostota tal. Vrelišče Videz in značilnosti Bela 1,82 g/cm3 44,1°C 287,3°C Bel kristalni prah, strupen, samovnet na zraku. Pri 250-260°C se obarva rdeče (slika 3). Zelo topen v ogljikovem disulfidu. Rdeča 2,34 g/cm3 590°С 416°С Rdeč kristaliničen ali amorfen prah, nestrupen. Pri 220°C in 108 Pa se spremeni v črni fosfor. Na zraku se vžge le pri vžigu. Barva rdečega fosforja se lahko glede na način in pogoje pridelave spreminja od svetlo rdeče do vijolične in temno rjave. Črna 2,7 g/cm3 Najbolj stabilna modifikacija. Po videzu je podoben grafitu. Pri segrevanju se spremeni v rdeči fosfor. V normalnih pogojih polprevodnik prevaja električni tok pod pritiskom kot kovina. Za razliko od belega fosforja se rdeči in črni fosfor ne raztopita v ogljikovem disulfidu, nista strupena ali vnetljiva.

Diapozitiv 9

Beli fosfor Bela modifikacija fosforja, ki je posledica kondenzacije pare, ima molekularno kristalno mrežo, v vozliščih katere se nahajajo molekule P4. Zaradi šibkosti medmolekularnih sil je beli fosfor hlapen, taljiv, lahko ga režemo z nožem in se topi v nepolarnih topilih, kot je ogljikov disulfid. Beli fosfor je zelo reaktivna snov. Močno reagira s kisikom, halogeni, žveplom in kovinami. Oksidacijo fosforja v zraku spremlja segrevanje in žarenje. Zato je beli fosfor shranjen pod vodo, s katero ne reagira. Beli fosfor je zelo strupen. Približno 80% celotne proizvodnje belega fosforja gre za sintezo čiste ortofosforne kisline. Uporablja se za proizvodnjo natrijevih polifosfatov (uporabljajo se za zmanjšanje trdote pitne vode) in živilskih fosfatov. Preostanek belega fosforja se uporablja za ustvarjanje snovi, ki tvorijo dim, in zažigalnih mešanic. Varnostni ukrepi. Pri proizvodnji fosforja in njegovih spojin so potrebni posebni previdnostni ukrepi, ker beli fosfor je močan strup. Dolgotrajno delo v atmosferi belega fosforja lahko privede do bolezni kosti, izgube zob in nekroze predelov čeljusti. Beli fosfor ob vžigu povzroči boleče opekline, ki se dolgo ne zacelijo. Beli fosfor je treba hraniti pod vodo v zaprtih posodah. Goreči fosfor gasimo z ogljikovim dioksidom, raztopino CuSO4 ali peskom. Opečeno kožo speremo z raztopino KMnO4 ali CuSO4. Protistrup za zastrupitev s fosforjem je 2% raztopina CuSO4. Pri dolgotrajnem skladiščenju, pa tudi pri segrevanju, se beli fosfor spremeni v rdečo modifikacijo (prvič je bil pridobljen šele leta 1847). Ime rdeči fosfor se nanaša na več modifikacij, ki se razlikujejo po gostoti in barvi: sega od oranžne do temno rdeče in celo vijolične. Vse različice rdečega fosforja so netopne v organskih topilih, v primerjavi z belim fosforjem pa so manj reaktivne in imajo polimerno strukturo: to so tetraedri P4, ki so med seboj povezani v neskončne verige.

10 diapozitiv

Rdeči in črni fosfor Rdeči fosfor se uporablja v metalurgiji, proizvodnji polprevodniških materialov in žarnic z žarilno nitko ter v proizvodnji vžigalic. Najbolj stabilna modifikacija fosforja je črni fosfor. Pridobiva se z alotropno transformacijo belega fosforja pri t=2200C in povišanem tlaku. Po videzu spominja na grafit. Kristalna struktura črnega fosforja je plastna, sestavljena iz valovitih plasti (slika 2). Črni fosfor je najmanj aktivna modifikacija fosforja. Pri segrevanju brez dostopa do zraka se, tako kot rdeče, spremeni v paro, iz katere kondenzira v beli fosfor.

11 diapozitiv

Poskus, ki ponazarja prehod rdečega fosforja v bele 1-molekule belega fosforja; 2-kristal. črna fosforjeva mreža 3

12 diapozitiv

Fosforjev (V) oksid - P2O5 Fosfor tvori več oksidov. Najpomembnejši med njimi je fosforjev (V) oksid P4O10. Pogosto je njegova formula zapisana v poenostavljeni obliki - P2O5. Struktura tega oksida ohranja tetraedrično razporeditev fosforjevih atomov. Beli kristali, t pl.= 5700°C, t vrelišča= 6000°C, ρ= 2,7 g/cm3. Ima več modifikacij. V pari je sestavljen iz molekul P4H10, je zelo higroskopičen (uporablja se kot sušilno sredstvo za pline in tekočine). Priprava: 4P + 5O2 = 2P2O5 Kemijske lastnosti Vse kemijske lastnosti kislih oksidov: reagira z vodo, bazičnimi oksidi in alkalijami 1) P2O5 + H2O = 2HPO3 (metafosforna kislina) P2O5 + 2H2O = H4P2O7 (pirofosforna kislina) P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 ( ortofosforna kislina) kislina) 2) P2O5 + 3BaO =Ba3(PO4)2 Fosforjev oksid (V) se zaradi svoje izjemne higroskopnosti uporablja v laboratorijski in industrijski tehniki kot sušilno in dehidracijsko sredstvo. Po svojem sušilnem učinku prekaša vse druge snovi.

Diapozitiv 13

Ortofosforna kislina. Znanih je več kislin, ki vsebujejo fosfor. Najpomembnejša med njimi je ortofosforna kislina H3PO4.Brezvodna ortofosforna kislina je lahki prozorni kristali, ki difundirajo v zraku pri sobni temperaturi. Tališče 42,35°C. Fosforjeva kislina z vodo tvori raztopine poljubne koncentracije.

Diapozitiv 14

Ortofosforna kislina. Priprava ortofosforne kisline V laboratoriju V industriji oksidacija fosforja s 30% dušikovo kislino: 3P + 5NO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO Metoda ekstrakcije Termična metoda obdelava zdrobljenih naravnih fosfatov z žveplovo kislino: 2P + 5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O Ortofosforno kislino nato filtriramo in koncentriramo z uparjenjem. Termična metoda je sestavljena iz redukcije naravnih fosfatov v prosti fosfor, čemur sledi sežiganje do P4O10 in raztapljanje slednjega v vodi. Za fosforno kislino, proizvedeno s to metodo, je značilna večja čistost in povečana koncentracija (do 80%).

15 diapozitiv

Fizikalne lastnosti H3PO4 Ortofosforna kislina v svoji čisti obliki pod običajnimi pogoji je brezbarvni ortorombični kristali, ki se talijo pri temperaturi 42,3 ° C. Vendar se kemiki redko srečujejo s takšno kislino. Veliko pogosteje imajo opravka s hemihidratom H3PO4 * 0,5 H2O, ki se ob ohlajanju koncentriranih vodnih raztopin ortofosforne kisline izloči v obliki brezbarvnih šesterokotnih prizem. Tališče hemihidrata je 29,3 °C. Čisti H3PO4 po taljenju tvori viskozno oljnato tekočino z nizko električno prevodnostjo in močno zmanjšano difuzijsko sposobnostjo. Te lastnosti, kot tudi podrobna študija spektrov, kažejo, da molekule H3PO4 v tem primeru praktično niso disociirane in so združene z močnimi vodikovimi vezmi v eno samo makromolekularno strukturo. Molekule so med seboj praviloma povezane z eno, redkeje z dvema in zelo redko s tremi vodikovimi vezmi. Če kislino razredčimo z vodo, obstaja večja verjetnost, da bodo njene molekule tvorile vodikove vezi z vodo kot med seboj. Zaradi takšnih "simpatij" do vode se kislina meša z njo v vsakem odnosu. Energija hidratacije tukaj ni tako visoka kot pri žveplovi kislini, zato segrevanje H3PO4 pri redčenju ni tako močno in disociacija je manj izrazita. Glede na prvo stopnjo disociacije se ortofosforna kislina šteje za elektrolit srednje jakosti (25 - 30%), glede na drugo - šibko in glede na tretjo - zelo šibko.

16 diapozitiv

Kemijske lastnosti ortofosforne kisline so skupne drugim kislinam in specifične: 1. Vodna raztopina kisline spremeni barvo indikatorjev. Disociacija poteka v stopnjah: H3PO4--->H++H2PO4-H2PO-4--->H++HPO42-HPO42- --->H++PO43- Disociacija je najlažja v prvem koraku in najtežje v tretji 2. Reagira s kovinami, ki se nahajajo v izpodrinjeni vrsti pred vodikom: 6Na+2H3PO4 --->2Na3PO4+3H2 3. Reagira z bazičnimi oksidi: 3CaO+2H3PO4 --->Ca3(PO4)2+3H2O 4. Reagira z bazami in amoniak; če kislino vzamemo v presežku, nastanejo kisle soli: H3PO4 + 3NaOH ---> Na3PO4 + 3H2O H3PO4 + 2NH3 ---> (NH4)2HPO4 H3PO4 + NaOH ---> NaH2PO4 + H2O 5. Reagira s solmi šibkih kislin: 2H3PO4 + 3Na2CO3 -->2Na3PO4 + 3CO2 + 3H2O 1. Pri segrevanju postopoma prehaja v metafosforno kislino: 2H3PO4 ---> H4P207 + H20 (difosforna kislina) H4P2O7 ---> 2HPO3 + H2O 2. Pod delovanje raztopine srebrovega nitrata (I ) se pojavi rumena oborina: H3PO4+ZAgNO3---> Ag3P04+3HN03 rumena oborina 3. Ortofosforna kislina ima pomembno vlogo v življenju živali in rastlin. Njegovi ostanki so del ATP adenozin trifosforne kisline. Pri razgradnji ATP se sprosti velika količina energije. Več o ATP boste izvedeli pri tečaju splošne biologije in organske kemije.

Diapozitiv 17

Kemijske lastnosti H3PO4 Pri nevtralizaciji fosforne kisline z alkalijami nastanejo soli: dihidrogenfosfati, hidrogenfosfati, pa tudi fosfati, na primer: H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O natrijev dihidrogenfosfat H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O natrijev hidrogenfosfat H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O natrijev fosfat

18 diapozitiv

Fosfor v človeškem telesu V človeškem telesu, ki tehta 70 kg. Vsebuje približno 780 g fosforja. Fosfor je v obliki kalcijevih fosfatov prisoten v človeških in živalskih kosteh. Je tudi del beljakovin, fosfolipidov in nukleinskih kislin; Fosforjeve spojine sodelujejo pri energetski presnovi (adenzin trifosforna kislina, ATP). Dnevna potreba človeškega telesa po fosforju je 1,2 g, največ pa ga zaužijemo z mlekom in kruhom (v 100 g kruha je približno 200 mg fosforja). S fosforjem so najbolj bogate ribe, fižol in nekatere vrste sirov. Zanimivo je, da je za pravilno prehrano potrebno vzdrževati ravnovesje med količino zaužitega fosforja in kalcija: optimalno razmerje v teh elementih hrane je 1,5/1. Presežek hrane, bogate s fosforjem, vodi do izpiranja kalcija iz kosti, s presežkom kalcija pa se razvije urolitiaza.

Diapozitiv 19

Vžigalice Gorečo površino vžigalične škatlice prevlečemo z mešanico rdečega fosforja in steklenega prahu. Sestava glave vžigalice vključuje oksidante (PbO2, KСlO3, BaCrO4) in reducente (S, Sb2S3). Ko pride do trenja z vžigalne površine, se mešanica, ki se nanese na vžigalico, vname. Prve fosforne vžigalice - z glavo iz belega fosforja - so nastale šele leta 1827. 6P + 5KCLO3 = 5KCL + 3P2O5 Takšne vžigalice so se vžgale, ko smo jih drgnili ob katero koli površino, kar je pogosto vodilo do požarov. Poleg tega je beli fosfor zelo strupen. Opisani so primeri zastrupitve s fosfornimi vžigalicami, tako zaradi neprevidnega ravnanja kot zaradi samomora: za to je bilo dovolj pojesti nekaj glav vžigalic. Zato so fosforne vžigalice zamenjale varne, ki nam zvesto služijo še danes. Industrijska proizvodnja varnostnih vžigalic se je začela na Švedskem v 60. letih. XIX stoletje.

20 diapozitiv

Mineralna gnojila Ime gnojila Kemična sestava Barva in videz Pridobljeno v industriji in najdeno v naravi 1. Dušikova gnojila Natrijev nitrat (natrijev nitrat) NaNO3 (15-16% N) Bela ali siva kristalna snov s higroskopskimi lastnostmi (sivo barvo dajejo nečistoče) ) Pridobiva se pri proizvodnji dušikove kisline. Dušikovi plini (N0 in NO2), ki jih voda ne absorbira, prehajajo skozi raztopine sode: Na2CO3+2NO2 --> NaNO3+NaNO2+CO2 Kalijev nitrat (kalijev nitrat) KN03 (12,5-13% N) Bela kristalinična snov Relativno majhne usedline KNO3 se nahajajo v Srednji Aziji. V industriji se pridobiva na naslednji način: KCl + NaNO3 --->NaCl + KN03 Amonijev nitrat (amonijev nitrat) NH4NO3 (15-16% N) Bela kristalna, zelo higroskopna snov Pridobiva se z nevtralizacijo 48 - 60% dušikove kisline z amoniakom: NH3 +HNO3 --->NH4NO3 Nastala raztopina se koncentrira in kristalizira v posebnih stolpih

21 diapozitivov

Mineralna gnojila Ime gnojila Kemična sestava Barva in videz Pridobljeno v industriji in najdeno v naravi 1. Dušikova gnojila Amonijev sulfat (NH4)2S04 (20,5-21% N) Bel (siv ali zelenkast zaradi nečistoč) kristalinični prah, rahlo higroskopičen Pridobljeno z reakcija amoniaka z žveplovo kislino: 2NH3+H2SO4 --->(NH4)2SO4 Sečnina CO(NH2)2 (46% N) Bela drobnokristalna, higroskopna, včasih zrnata snov Pridobljena z interakcijo oks-ogljikov dioksid ( IV) z amoniakom (pri visokem tlaku in temperaturi): CO2+2NH3 --->CO(NH2)2+H2O 2.. Fosforna gnojila Enostavni superfosfat Ca(H2P04)2 2H2O CaSO4∙2H2O (do 20% P2O5 ) Siva drobnozrnat prah Pridobljeno z interakcijo fosforitov ali apatitov z žveplovo kislino: Ca3(PO4)2+2H25O4 ---> Ca(H2PO4)2+2CaSO4

22 diapozitiv

Mineralna gnojila Ime gnojila Kemična sestava Barva in videz Pridobljeno v industriji in najdeno v naravi 2.. Fosforjeva gnojila Dvojni superfosfat Ca (H2PO4)2 H2O (40% P205) Podobno preprostemu superfosfatu Proizvodnja poteka v dveh stopnjah: a) Ca3 (PO4 )2 + 3H2SO4 --> 2H3PO4 + 3CaSO4 CaSO4 se usede in loči s filtracijo: b) Ca3(P04)2 + 4H3P04 --> 3Ca(H2P04)2 3. Kalijeva gnojila Kalijev klorid KCl (52-60% K20 ) Bela drobna kristalinična snov Kalijev klorid se v naravi pojavlja v obliki minerala silvinita (NaCI∙KCI)

Diapozitiv 23

Mineralna gnojila Ime gnojila Kemična sestava Barva in videz Pridobljeno v industriji in najdeno v naravi 3. Kalijeva gnojila Dihidroorto amonijev fosfat NH4H2PO4 (s primesmi) Bel (sivkast zaradi nečistoč) kristalinični prah Pridobljeno z reakcijo ortofosforne kisline z amoniakom: NH3+H3P04 - --> NH4H2PO4 Amonijev hidrogenortofosfat (NH4)2HPO4 z (NH4)2S04 in drugimi nečistočami Enako kot amonijev dihidrogenortofosfat Pripravljeno podobno kot amonijev dihidrogenortofosfat: 2NH3+H3P04 ---> (NH4)2HPO4

24 diapozitiv

Pomen fosforja Fosforjeva kislina je zelo pomembna kot ena najpomembnejših sestavin prehrane rastlin. Fosfor rastline uporabljajo za izgradnjo svojih najbolj vitalnih delov – semen in plodov. Derivati ortofosforne kisline so zelo potrebni ne le za rastline, ampak tudi za živali. Kosti, zobje, lupine, kremplji, igle in bodice v večini živih organizmov so sestavljeni predvsem iz kalcijevega ortofosfata. Poleg tega ortofosforna kislina, ki tvori različne spojine z organskimi snovmi, aktivno sodeluje v presnovnih procesih živega organizma z okoljem. Posledično se derivati fosforja nahajajo v kosteh, možganih, krvi, mišicah in vezivnih tkivih ljudi in živali. Še posebej veliko ortofosforne kisline je v sestavi živčnih (možganskih) celic, kar je omogočilo A.E. Fersman, slavni geokemik, je fosfor imenoval »element misli«. Zmanjšanje vsebnosti fosforjevih spojin v prehrani ali njihov vnos v neprebavljivi obliki zelo negativno vpliva na stanje telesa (bolezen živali z rahitisom, anemijo itd.).

25 diapozitiv

Uporaba fosforja Ortofosforna kislina se trenutno uporablja precej široko. Njegov glavni porabnik je proizvodnja fosfatnih in kombiniranih gnojil. Za te namene se letno po vsem svetu izkoplje približno 100 milijonov ton fosforjeve rude.Fosforjeva gnojila ne le pomagajo povečati produktivnost različnih kmetijskih pridelkov, temveč tudi dajejo rastlinam zimsko odpornost in odpornost na druge neugodne podnebne razmere ter ustvarjajo pogoje za hitrejše zorenje pridelkov na območjih s kratko rastno dobo. Blagodejno delujejo tudi na zemljo, saj pospešujejo njeno strukturiranje, razvoj talnih bakterij, spreminjajo topnost drugih snovi v prsti in zavirajo nekatere škodljive organske snovi, ki pri tem nastajajo. Živilska industrija porabi veliko ortofosforne kisline. Dejstvo je, da je razredčena ortofosforna kislina zelo prijetnega okusa in njeni majhni dodatki v marmelade, limonade in sirupe bistveno izboljšajo njihov okus. To lastnost imajo tudi nekatere soli fosforne kisline. Kalcijev hidrogenfosfat, na primer, že dolgo vključuje v pecilne praške, ki izboljšujejo okus žemljic in kruha. Zanimive so tudi druge industrijske uporabe ortofosforne kisline. Na primer, opazili so, da impregnacija lesa s samo kislino in njenimi solmi naredi les negorljiv. Na tej osnovi se zdaj proizvajajo ognjevarne barve, negorljive fosforne lesene plošče, negorljiva fosfatna pena in drugi gradbeni materiali. Različne soli fosforne kisline se pogosto uporabljajo v številnih panogah, v gradbeništvu, na različnih področjih tehnike, v komunali in vsakdanjem življenju, za zaščito pred sevanjem, za mehčanje vode, boj proti kotlovnemu kamnu in izdelavo različnih detergentov. Fosforjeva kislina, kondenzirane kisline in dehidrirani fosfati služijo kot katalizatorji v procesih dehidracije, alkilacije in polimerizacije ogljikovodikov. Organofosforne spojine zavzemajo posebno mesto kot ekstraktanti, mehčala, maziva, praškasti dodatki in absorbenti v hladilnih napravah. Soli kislih alkil fosfatov se uporabljajo kot površinsko aktivne snovi, sredstva proti zmrzovanju, posebna gnojila, antikoagulanti iz lateksa itd. Kisli alkil fosfati se uporabljajo za ekstrakcijsko predelavo tekočin iz uranove rude.

26 diapozitiv

Naloge Fosfor 1. Napišite elektronsko formulo fosforjevega atoma. Pojasnite, kaj se zgodi z elektronsko konfiguracijo atoma, ko ima najvišjo stopnjo oksidacije. 2. Kakšna oksidacijska stanja je lahko fosfor v spojinah? Navedite primere teh spojin. Napišite elektronsko formulo atoma fosforja v oksidacijskem stanju +3. 3. Katere so glavne razlike v fizikalnih in kemijskih lastnostih rdečega in belega fosforja. Kako lahko ločite rdeči fosfor od belega primesi? 4. Izračunajte relativno gostoto fosfina v vodiku in zraku. Ali je fosfin lažji ali težji od teh plinov? 5. Kako lahko naredimo prehod iz rdečega fosforja v belo in nazaj? Ali so ti procesi kemični pojavi? Pojasnite svoj odgovor. 6. Izračunajte maso fosforja, ki ga je treba zgoreti v kisiku, da dobimo fosforjev oksid (V) z maso 3,55 g? 7. Zmes rdečega in belega fosforja z maso 20 g smo obdelali z ogljikovim disulfidom. Neraztopljeni ostanek smo ločili in stehtali, njegova masa je bila 12,6 g. Izračunajte masni delež belega fosforja v začetni mešanici. 8. Kakšna je vrsta kemijske vezi v spojinah: a) PH3; b) PCl5; c) Li3P. Pri polarnih snoveh navedite smer premikanja skupnih elektronskih parov. 9. Fosfin lahko pripravimo z delovanjem klorovodikove kisline na kalcijev fosfid. Izračunajte prostornino fosfina (normalni pogoji), ki nastane iz 9,1 g kalcijevega fosfida. Masni delež izkoristka produkta je 90 %.

Diapozitiv 27

Ortofosforjeva kislina in njene soli 1. Napišite enačbe reakcije med ortofosforno kislino in naslednjimi snovmi: a) magnezijev oksid; b) kalijev karbonat; c) srebrov nitrat; d) železov (II) sulfat. 2. Zapišite enačbe za reakcije med ortofosforno kislino in kalijevim hidroksidom, pri katerih nastanejo 3 vrste soli: srednje in dve kisli. 3. Katera kislina je močnejši oksidant: dušikova ali fosforjeva? Pojasnite svoj odgovor. 4. Napišite enačbe reakcij, s katerimi lahko izvedete naslednje transformacije: P → Р205 →Н3Р04 → Na3Р04 → Ca3(Р04)2 5. S pomočjo katerih reakcij lahko izvedete naslednje transformacije: Р →Са3Р2 →РН3 →Р2О5 →К3Р04 →Са3 (P04)2→Ca(H2P04)2 Zapišite enačbe za te reakcije. 6. Z metodo elektronskega ravnovesja izberite koeficiente v shemah naslednjih redoks reakcij: a) РН3 + O2 →Р2О5 + Н2О b) Ca3(РО4)2 + C + SiO2 →CaSiO3 + P + CO 7. Kaj je maso raztopine z maso z deležem fosforne kisline 40 % lahko dobimo iz fosforita, ki tehta 100 kg z masnim deležem Ca3(PO4)2 93 %? 8. Iz naravnega fosforita, ki tehta 310 kg, smo pridobili fosforno kislino, ki tehta 195 kg. Izračunajte masni delež Ca3(PO4)2 v naravnem fosforitu. 9. Vodno raztopino, ki je vsebovala fosforno kislino z maso 19,6 g, smo nevtralizirali s kalcijevim hidroksidom z maso 18,5 g. Določite maso nastale oborine CaHPO4 · 2H2O. 10. Obstaja raztopina fosforne kisline, ki tehta 150 g (masni delež H3PO4 24,5 %). Izračunajte prostornino amoniaka (normalni pogoji), ki mora preiti skozi raztopino, da dobimo amonijev dihidrogenfosfat. 11. Kakšna sol nastane, če raztopini, ki vsebuje 4,9 g H3PO4, dodamo kalijev hidroksid, ki tehta 2,8 g? Izračunaj maso dobljene soli

28 diapozitiv

Mineralna gnojila 1. Katera dušikova in fosforjeva gnojila poznaš? Zapišite reakcijske enačbe za njihovo pripravo. Zakaj rastline potrebujejo dušik in fosfor? 2. Določite masni delež fosforjevega oksida (V) v oborini CaHPO4 2H2O. 3. Masni delež fosforjevega (V) oksida v superfosfatu je 20 %. Določite maso superfosfata, ki ga je treba vnesti pod sadno drevo, če je za normalen razvoj drevesa potreben fosfor, ki tehta 15,5 g.. 4. Masni delež dušika v gnojilu je 14%. Ves dušik je vključen v gnojilo kot sečnina CO (NH2)2. Izračunajte masni delež sečnine v tem gnojilu. 5. V superfosfatu je masni delež fosforjevega oksida (V) 25%. Izračunajte masni delež Ca(H2PO4)2 v tem gnojilu. 6. Izračunajte maso amonijevega sulfata, ki jo je treba vzeti za dodajanje dušika, ki tehta 2 toni, v tla na površini 5 hektarjev. Kakšno maso gnojila je treba uporabiti za vsak kvadratni meter zemlje? 7. Izračunajte maso amonijevega nitrata, ki ga je treba nanesti na površino 100 hektarjev, če mora biti masa dušika, nanesena na površino 1 hektarja, 60 kg. 8. V tla pod sadno drevo je treba vnesti fosforjev (V) oksid v masi 0,4 kg. Kakšno maso superfosfata je treba vzeti v tem primeru, če je masni delež asimilacijskega fosforjevega oksida (V) v njem 20%? 9. Pod sadno drevo je treba uporabiti amonijev nitrat v masi 140 g (masni delež dušika v nitratu je 35%). Določite maso amonijevega sulfata, s katerim lahko dodamo enako količino dušika.

Diapozitiv 29

Seznam uporabljene literature: 1. F.G.Feldman, G.E.Rudzitis. KEMIJA. Učbenik za 9. razred splošnoizobraževalnih ustanov. – M., 5. izdaja, RAZSVETLJENJE, 1997. 2. KEMIJA. Referenčni materiali. Uredil Yu.D. Tretyakov, - M., IZOBRAŽEVANJE, 1984. 3. KEMIJA. Priročnik za šolarje, - M., 1995. 4. KEMIJA. Enciklopedija za otroke. Letnik 17, AVANTA, 2000 5. Weser W.-J., Fosfor in njegove spojine, trans. iz angleščine, - M., 1963. 6. Internet: http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/

Zgodba

Fosfor je leta 1669 odkril hamburški alkimist Hennig Brand.

Hennig Brand

Nekoliko kasneje je fosfor pridobil še en nemški kemik - Johann Kunkel

Johann Kunkel

Fosfor je enostavna snov (dokazal Lavoisier)

Lavoisier

Značilnosti elementa

III obdobje

V skupina

glavni p/gr. (A)

5 valenčnih elektronov

Stanja oksidacije:

-3, +3, +5

Fizične lastnosti

Elementarni fosfor v normalnih pogojih predstavlja tri stabilne alotropske modifikacije:

bela rdeča črna

Bela fosfor P4

Mehka, brezbarvna snov, strupena, ima vonj po česnu,

t°pl.= 44°C, t°vrelišča= 280°C, topen v ogljikovem disulfidu (CS 2 ), hlapljivo Je zelo reaktiven, na zraku oksidira (in se spontano vžge) in se sveti v temi.

V znamenitem delu A. Conan Doyle "The Hound of the Baskervilles" je omenjen fosfor.

“ … ja! Bil je pes, ogromen, črno črn. Toda nihče od nas smrtnikov še ni videl takega psa. Iz njenih odprtih ust so bruhali plameni, oči so metale iskre, mavrični ogenj ji je švigal po gobcu in tilniku. V nikogaršnjih razgretih možganih se ne bi mogla poroditi strašnejša, ostudnejša vizija od tega peklenskega bitja, ki je skočilo na nas iz megle ... Strašen pes, velik kot mlada levinja. Njegova ogromna usta so še vedno žarela z modrikastim plamenom, globoko vdrte divje oči so bile obdane z ognjenimi krogi. Dotaknil sem se te svetleče glave in ko sem odmaknil roko, sem videl, da tudi moji prsti svetijo v temi.

– Fosfor, sem rekel."

Je imel prav?

Arthur

Conan Doyle?

Rdeči fosfor p

Brez vonja, rdeče-rjave barve, nestrupen. Atomska kristalna mreža je zelo kompleksna, običajno amorfna. Netopen v vodi in organskih topilih. Stabilen. Ne sveti v temi

Črni fosfor

Polimerna snov s kovinskim leskom, podobna grafitu, brez vonja, mastna na dotik. Netopen v vodi in organskih topilih. Atomska kristalna mreža, polprevodnik. t°bp.= 453°С (sublimacija),

t°tal.= 1000°C

potrdilo o prejemu

Beli fosfor se pridobiva z redukcijo kalcijevega fosfata (v električni peči):
pribl 3 (P.O. 4 ) 2 + 3SiO 2 + 5C t°

3CaSiO 3 + 5CO + 2P

Kr jasno in črno

fosfor se pridobiva iz belega

Kemijske lastnosti

1. Medsebojno delovanje s kisikom:

4P+5O 2 (izb.) = 2P 2 O 5 ( fosforjev oksid V )

2 .Interakcija s halogeni:

2Р+5С l 2 (izb.) = 2PCl 5 (fosforjev klorid V )

2P+3 Cl 2 (nezadostno) = 2 PCl 3 (fosforjev klorid III )

3. Medsebojno delovanje z žveplom:

2P + 5 S (izb.) = P 2 S 5 (fosforjev sulfid V )

2P+3S ( nezadostno) = P 2 S 3 (fosforjev sulfid III)

Medsebojno delovanje fosforja z vodo

4P+6H 2 O=PH 3 + 3H 3 P.O. 2

fosforjev kislina

Soli te kisline se imenujejo hipofosfiti

V njih je fosfor v oksidacijskem stanju +1!

Fosfor v naravi

Vsebnost fosforja v zemeljski skorji je 9,3·10-2 (po masi). V naravi se fosfor pojavlja le v obliki spojin. Glavni fosforni minerali so fosforit Ca 3 (P.O. 4 ) 2 in apatit 3Ca 3 (P.O. 4 ) 2 CaF 2 .
Poleg tega je fosfor del beljakovinskih snovi, pa tudi kosti in zob.