استفاده
فرمول شیمیایی فسفین مسمومیت با گاز فسفین و درمان آن

فرمول شیمیایی فسفین مسمومیت با گاز فسفین و درمان آن

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 5CO + P 2

بخار فسفر در این دما تقریباً به طور کامل از مولکول های P 2 تشکیل شده است که پس از سرد شدن به مولکول های P 4 متراکم می شوند.

هنگامی که بخار متراکم می شود، تشکیل می شود فسفر سفید (زرد).که متشکل از مولکول های P 4 است که به شکل چهار وجهی است. این ماده بسیار واکنش پذیر، نرم، مومی شکل و زرد کم رنگ است که در دی سولفید کربن و بنزن محلول است. در هوا، فسفر در دمای 34 درجه سانتیگراد مشتعل می شود. این فسفر دارای توانایی منحصر به فرد برای درخشش در تاریکی به دلیل اکسیداسیون آهسته به فسفرهای پایین تر است. این فسفر سفید بود که زمانی توسط برند جدا شد.

اگر فسفر سفید بدون دسترسی به هوا گرم شود، به رنگ قرمز تبدیل می شود (اولین بار فقط در سال 1847 به دست آمد). نام فسفر قرمزبه چندین تغییر در یک زمان اشاره دارد که از نظر تراکم و رنگ متفاوت است: از نارنجی تا قرمز تیره و حتی بنفش متغیر است. تمام انواع فسفر قرمز در حلال های آلی نامحلول هستند، در مقایسه با فسفر سفید، واکنش کمتری دارند (در هوا در دمای T> 200 درجه سانتیگراد مشتعل می شوند) و ساختار پلیمری دارند: اینها P4 چهار وجهی هستند که در زنجیره های بی پایان به یکدیگر متصل شده اند. "فسفر بنفش" تا حدودی با آنها متفاوت است که از گروه های P 8 و P 9 تشکیل شده است که در ساختارهای لوله ای بلند با مقطع پنج ضلعی قرار گرفته اند.

در فشار خون بالافسفر سفید تبدیل می شود فسفر سیاه، از شش ضلعی های حجمی با اتم های فسفر در راس ساخته شده است که در لایه ها به یکدیگر متصل شده اند. برای اولین بار این تحول در سال 1934 توسط فیزیکدان آمریکایی پرسی ویلیامز بریجمن انجام شد. ساختار فسفر سیاه شبیه گرافیت است، تنها با این تفاوت که لایه های تشکیل شده توسط اتم های فسفر مسطح نیستند، بلکه "راه راه" هستند. فسفر سیاه کم فعال ترین اصلاح فسفر است. هنگامی که بدون دسترسی به هوا گرم می شود، مانند قرمز به بخار تبدیل می شود که از آن فسفر سفید متراکم می شود.

فسفر سفید بسیار سمی است: دوز کشنده آن حدود 0.1 گرم است و به دلیل خطر خودسوزی در هوا، در زیر لایه ای از آب ذخیره می شود. فسفر قرمز و سیاه کمتر سمی هستند، زیرا غیرفرار هستند و عملاً در آب نامحلول هستند.

خواص شیمیایی

فعال ترین آنها از نظر شیمیایی فسفر سفید است (در معادلات واکنش با مشارکت فسفر سفید، برای سادگی، آنها را به صورت P می نویسند و نه P4، به خصوص که واکنش های مشابه با مشارکت فسفر قرمز امکان پذیر است، ترکیب مولکولی که نامشخص است). فسفر به طور مستقیم با بسیاری از مواد ساده و پیچیده ترکیب می شود. در واکنش های شیمیایی، فسفر نیز می تواند هم عامل اکسید کننده و هم عامل کاهنده باشد.

چگونه اکسید کنندهفسفر با بسیاری از فسفیدها تعامل می کند، به عنوان مثال:

2P + 3Ca = Ca 3 P 2

P + 3Na = Na 3 P

لطفاً توجه داشته باشید که فسفر عملاً مستقیماً با فسفر ترکیب نمی شود.

چگونه عامل کاهندهفسفر با هالوژن ها، گوگرد (یعنی با غیر فلزات الکترونگاتیو بیشتر) برهم کنش می دهد. در این حالت بسته به شرایط واکنش، هم ترکیبات فسفر (III) و هم ترکیبات فسفر (V) می توانند تشکیل شوند.

الف) با اکسیداسیون آهسته یا با کمبود اکسیژن، فسفر به اکسید فسفر (III) یا انیدرید فسفر P 2 O 3 اکسید می شود:

4P + 3O 2 \u003d 2P 2 O 3

هنگامی که فسفر بیش از حد (یا هوا) سوزانده می شود، اکسید فسفر (V) یا انیدرید فسفر P 2 O 5 تشکیل می شود:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

ب) بسته به نسبت معرفها، برهمکنش فسفر با هالوژن و گوگرد به ترتیب هالیدها و سولفیدهای فسفر سه ظرفیتی و پنج ظرفیتی را تشکیل می دهد. مثلا:

2P + 5Cl 2 (مثلاً) \u003d 2PCl 5

2P + 3Cl 2 (ناکافی) = 2PCl 3

2P + 5S(e) = P 2 S 5

2P + 3S (ناکافی) = P 2 S 3

لازم به ذکر است که فسفر تنها ترکیب PI3 را با ید تشکیل می دهد.

فسفر نقش یک عامل کاهنده را در واکنش با اسیدهای اکسید کننده ایفا می کند:

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO

- با اسید نیتریک غلیظ:

P + 5HNO 3 \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O

- با اسید سولفوریک غلیظ:

2P + 5H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O

فسفر با اسیدهای دیگر برهمکنش ندارد.

هنگامی که فسفر با محلول های آبی گرم می شود، دچار تناسب نامتناسب می شود، به عنوان مثال:

4P + 3KOH + 3H 2 O \u003d PH 3 + 3KH 2 PO 2

8P + 3Ba(OH) 2 + 6H 2 O = 2PH 3 + 3Ba(H 2 PO 2) 2

علاوه بر فسفین PH 3، در نتیجه این واکنش ها، نمک های اسید هیپوفسفر H 3 PO 2 تشکیل می شود - هیپوفسفیت ها، که در آنها فسفر دارای حالت اکسیداسیون مشخصه +1 است.

استفاده از فسفر

بخش عمده فسفر تولید شده در جهان صرف تولید اسید فسفریک می شود که از آن کودها و سایر محصولات به دست می آید. فسفر قرمز در ساخت کبریت استفاده می شود، در جرم موجود است که روی جعبه کبریت اعمال می شود.

فسفین

شناخته شده ترین ترکیب هیدروژنی فسفر فسفین PH 3 است. فسفین گازی بی رنگ با بوی سیر است و بسیار سمی است. بسیار محلول در حلال های آلی. برخلاف آمونیاک، به قدری در آب حل می شود. فسفین هیچ ارزش عملی ندارد.

اعلام وصول

در بالا روشی برای بدست آوردن فسفین از برهمکنش فسفر با محلول های آبی در نظر گرفته شد. راه دیگر اثر اسید کلریدریک بر روی فسفیدهای فلزی است، به عنوان مثال:

Zn 3 P 2 + 6HCl \u003d 2PH 3 + 3ZnCl 2

خواص شیمیایی

اسید - خواص اساسی

فسفین به دلیل حل شدن کم در آب، یک هیدرات ناپایدار با آن تشکیل می دهد که خواص اولیه بسیار ضعیفی از خود نشان می دهد:

PH 3 + H 2 O ⇄ PH 3 ∙H 2 O ⇄ PH 4 + + OH -

نمک های فسفونیوم فقط با موارد زیر تشکیل می شوند:

PH 3 + HCl = PH 4 Cl

PH 3 + HClO 4 = PH 4 ClO 4

خواص ردوکس

فهرست کامل چکیده ها قابل مشاهده است

*در تصویر ضبط شده عکسی از فسفر سفید است

تعریف

فسفین(هیدرید فسفر، مونوفسفان) در شرایط عادی گازی بی رنگ است، در آب کم محلول است و با آن واکنش نمی دهد.

فرمول ناخالص PH 3 است (ساختار مولکول در شکل 1 نشان داده شده است). جرم مولی فسفین 34.00 گرم در مول است.

برنج. 1. ساختار مولکول فسفین که زاویه پیوند و طول پیوند شیمیایی را نشان می دهد.

در دماهای پایین، یک کلاه جامد 8PH 3 × 46H 2 O را تشکیل می دهد. چگالی - 1.5294 گرم در لیتر. نقطه جوش - (-87.42 o C)، نقطه ذوب - (-133.8 o C).

در OVR، یک عامل کاهنده قوی است، توسط اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ، ید، اکسیژن، پراکسید هیدروژن و هیپوکلریت سدیم اکسید می شود. خواص اهداکننده بسیار کمتر از آمونیاک است.

PH3، حالت های اکسیداسیون عناصر موجود در آن

برای تعیین حالت های اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده فسفین، ابتدا باید بفهمید که این مقدار دقیقاً برای کدام عناصر مشخص است.

فسفین نام بی اهمیت هیدرید فسفر است و همانطور که می دانید حالت اکسیداسیون هیدروژن در هیدریدها (+1) است. برای یافتن حالت اکسیداسیون فسفر، بیایید مقدار آن را "x" در نظر بگیریم و با استفاده از معادله خنثی الکتریکی آن را تعیین کنیم:

x + 3×(+1) = 0;

بنابراین حالت اکسیداسیون فسفر در فسفین (3-) است:

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش

حالات اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده اسید را در ترکیبات زیر تعیین کنید: HNO 2 , H 2 CO 3 , H 4 SiO 4 , HPO 3 .

راه حل

در این ترکیبات عناصر تشکیل دهنده اسید نیتروژن، کربن، سیلیکون و فسفر هستند. حالت اکسیداسیون اکسیژن (-2) و هیدروژن - (+1) است. اجازه دهید حالت اکسیداسیون عنصر تشکیل دهنده اسید را به عنوان "x" در نظر بگیریم و از معادله خنثی الکتریکی برای یافتن مقدار آن استفاده کنیم:

1 + x + 2×(-2) = 0;

حالت اکسیداسیون نیتروژن (+3) است.

2×(+1) + x + 3×(-2) = 0;

حالت اکسیداسیون کربن (+4) است.

4×(+1) + x + 4×(-2) = 0;

حالت اکسیداسیون سیلیکون (+4) است.

1 + x + 3×(-2) = 0;

حالت اکسیداسیون فسفر (+5) است.

پاسخ

HN +3 O 2، H 2 C + 4 O 3، H 4 Si + 4 O 4، HP +5 O 3

مثال 2

ورزش

آهن بالاترین حالت اکسیداسیون را در ترکیبات زیر نشان می دهد:

K4;
K3;
Fe(OH)2.

راه حل

برای پاسخ صحیح به سوال مطرح شده، به طور متناوب درجه اکسیداسیون آهن را در هر یک از ترکیبات پیشنهادی با استفاده از معادله الکتروخنثی تعیین می کنیم.

الف) حالت اکسیداسیون پتاسیم همیشه (1+) است. حالت اکسیداسیون کربن در یون سیانید (+2) و نیتروژن - (-3) است. بیایید برای "x" مقدار حالت اکسیداسیون آهن را در نظر بگیریم:

4x1 + x + 6x2 + 6x (-3) = 0;

ب) حالت اکسیداسیون پتاسیم همیشه (1+) است. حالت اکسیداسیون کربن در یون سیانید (+2) و نیتروژن - (-3) است. بیایید برای "x" مقدار حالت اکسیداسیون آهن را در نظر بگیریم:

3x1 + x + 6x2 + 6x (-3) = 0;

ج) درجه اکسیداسیون اکسیژن در اکسیدها (2-). بیایید برای "x" مقدار حالت اکسیداسیون آهن را در نظر بگیریم:

د) حالت های اکسیداسیون اکسیژن و هیدروژن به ترتیب (2-) و (+1) است. بیایید برای "x" مقدار حالت اکسیداسیون آهن را در نظر بگیریم:

x + 2×(-2) + 2× 1 = 0;

بالاترین حالت اکسیداسیون آهن (+3) است و آن را در ترکیبی با ترکیب K 3 نشان می دهد.

پاسخ

گزینه 2

نزدیکترین منبع حاوی سنگ فسفین، روی نقشه ها نشان داده شده بود و دیوید یک گروه کاری متشکل از سوارکاران آبی و سبز را به آنجا فرستاد که قرار بود شروع به برداشت سنگ آتش کنند.

اکنون آنها از تمام ترفندهای دشمن آگاه بودند، آنها یاد گرفتند که ویژگی های حملات را ارزیابی کنند، یاد گرفتند که چگونه قدرت سوارکاران و حیوانات را نجات دهند، چگونه از خود در برابر بخارات محافظت کنند. فسفینو ضربه های نخ ها.

جت های آتش نشانی فسفیناژدهاها را به بیرون پرتاب می کرد و الگوی دائمی تغییر نور در هوا را تشکیل می داد.

سواران رسوباتی را کشف کردند فسفیندر فلاتی در جایی بین رود مالایی و صدرید.

وقتی اژدها بدن حجیم خود را در چنین محل فرود نامناسبی قرار داد، بال‌های پهنش در امتداد حیاط رانده شد و بوی بد می‌داد. فسفینهوا

سپس بوی متعفن را شست فسفینشلوار و پیراهن را در آفتاب خشک کرد و در بوته ها آویزان کرد.

وقتی جاکسوم وارد اتاقش شد، در راه بود تا بو را عوض کند فسفینلباس پرواز، چشمش به طرحی از خلیج افتاد که هنوز روی میز کارش گذاشته شده بود.

جکسوم بخش روتا را در دهانش فرو کرد و مانند همیشه ترس درونی را تجربه می کرد، شروع به گوش دادن به دندان های قدرتمند اژدها کرد که اشباع شده را خرد می کرد. فسفینسنگ.

حالت اکسیداسیون در PH3

اطلاعات کلی در مورد فسفین و حالت های اکسیداسیون در PH3

فرمول ناخالص PH3 است (ساختار مولکول در شکل 1 نشان داده شده است). جرم مولی فسفین 34.00 گرم در مول است.

معنی کلمه فسفین

1. ساختار مولکول فسفین که زاویه پیوند و طول پیوند شیمیایی را نشان می دهد.

در دماهای پایین یک کلارات جامد 8PH3×46H2O را تشکیل می دهد. چگالی - 1.5294 گرم در لیتر. نقطه جوش - (-87.42oC)، نقطه ذوب - (-133.8oC).

PH3، حالت های اکسیداسیون عناصر موجود در آن

x + 3×(+1) = 0;

بنابراین حالت اکسیداسیون فسفر در فسفین (3-) است:

نمونه هایی از حل مسئله

3. مولکول ها. پیوند شیمیایی. ساختار مواد

ذرات شیمیایی که از دو یا چند اتم تشکیل شده اند نامیده می شوند مولکول ها(واقعی یا مشروط واحدهای فرمولمواد چند اتمی). اتم ها در مولکول ها از نظر شیمیایی پیوند دارند.

پیوند شیمیایی یک نیروی جاذبه الکتریکی است که ذرات را در کنار هم نگه می دارد. هر پیوند شیمیایی در فرمول های ساختاریبه نظر می رسد خط ظرفیت،مثلا:

H - H (پیوند بین دو اتم هیدروژن)؛

H3N - H + (پیوند بین اتم نیتروژن مولکول آمونیاک و کاتیون هیدروژن)؛

(K+) - (I-) (پیوند بین کاتیون پتاسیم و یون یدید).

یک پیوند شیمیایی توسط یک جفت الکترون ( ) تشکیل می‌شود که در فرمول‌های الکترونیکی ذرات پیچیده (مولکول‌ها، یون‌های پیچیده) معمولاً با یک خط ظرفیت جایگزین می‌شوند، برخلاف جفت‌های الکترونی مشترک اتم‌های خودشان، برای مثال:

پیوند شیمیایی نامیده می شود کووالانسی،اگر از اجتماعی شدن یک جفت الکترون توسط هر دو اتم تشکیل شود.

در مولکول F2، هر دو اتم فلوئور دارای الکترونگاتیوی یکسان هستند، بنابراین، داشتن یک جفت الکترون برای آنها یکسان است. چنین پیوند شیمیایی غیرقطبی نامیده می شود، زیرا هر اتم فلوئور دارای آن است چگالی الکترونهمان در فرمول الکترونیکیمولکول ها را می توان به طور مشروط بین آنها به طور مساوی تقسیم کرد:

در مولکول HCl، پیوند شیمیایی از قبل وجود دارد قطبی،از آنجایی که چگالی الکترون روی اتم کلر (عنصری با الکترونگاتیوی بیشتر) بسیار بیشتر از اتم هیدروژن است:

یک پیوند کووالانسی، به عنوان مثال H - H، می تواند با به اشتراک گذاشتن الکترون های دو اتم خنثی تشکیل شود:

H + H > H – H

این مکانیسم پیوند نامیده می شود تبادلیا معادل.

طبق مکانیسم دیگری، پیوند کووالانسی H-H زمانی ایجاد می‌شود که جفت الکترونی یون هیدرید H توسط کاتیون هیدروژن H+ به اشتراک گذاشته شود:

H+ + (:H)-> H – H

کاتیون H+ در این مورد نامیده می شود پذیرندهو آنیون H - اهدا کنندهجفت الکترون مکانیسم تشکیل پیوند کووالانسی در این حالت خواهد بود اهداکننده-پذیرنده،یا هماهنگ کردن

پیوندهای منفرد (H - H، F - F، H - CI، H - N) نامیده می شوند a-لینک ها،آنها شکل هندسی مولکول ها را تعیین می کنند.

پیوندهای دوتایی و سه گانه () شامل یک؟-مؤلفه و یک یا دو؟-مولفه هستند. مولفه ? که اول اصلی و مشروط است، همیشه قوی تر از مولفه های؟ است.

ویژگی های فیزیکی (در واقع قابل اندازه گیری) یک پیوند شیمیایی انرژی، طول و قطبیت آن است.

انرژی پیوند شیمیایی (E cv) گرمایی است که در هنگام تشکیل این پیوند آزاد می شود و صرف شکستن آن می شود. برای اتم های یکسان، یک پیوند منفرد همیشه وجود دارد ضعیف تراز مضرب (دو، سه گانه).

طول پیوند شیمیایی (ل s) - فاصله بین هسته ای. برای اتم های یکسان، یک پیوند منفرد همیشه وجود دارد طولانی تراز چند برابر

قطبیتارتباطات اندازه گیری می شود گشتاور دوقطبی الکتریکی ص- حاصل ضرب بار الکتریکی واقعی (روی اتم های یک پیوند معین) به طول دوقطبی (یعنی.

فسفر. فسفین

طول پیوند). هر چه گشتاور دوقطبی بزرگتر باشد، قطبیت پیوند بیشتر است. بارهای الکتریکی واقعی روی اتم‌های یک پیوند کووالانسی همیشه از نظر ارزش کمتر از حالت‌های اکسیداسیون عناصر هستند، اما در علامت منطبق هستند. برای مثال، برای پیوند H + I-Cl-I، بارهای واقعی H + 0'17-Cl-0'17 (ذره دوقطبی یا دوقطبی) هستند.

قطبیت مولکول هابا ترکیب و شکل هندسی آنها تعیین می شود.

غیر قطبی (p = O) خواهد بود:

الف) مولکول ها سادهمواد، زیرا آنها فقط حاوی پیوندهای کووالانسی غیر قطبی هستند.

ب) چند اتمیمولکول ها دشوارمواد، اگر شکل هندسی آنها باشد متقارن

برای مثال، مولکول‌های CO2، BF3 و CH4 دارای جهت‌های زیر برای بردارهای پیوند مساوی (در طول) هستند:

هنگامی که بردارهای پیوند اضافه می شوند، مجموع آنها همیشه ناپدید می شود و مولکول ها به طور کلی غیر قطبی هستند، اگرچه حاوی پیوندهای قطبی هستند.

قطبی (ص> O) خواهد بود:

آ) دو اتمیمولکول ها دشوارمواد، زیرا آنها فقط حاوی پیوندهای قطبی هستند.

ب) چند اتمیمولکول ها دشوارمواد، در صورت ساختار آنها به طور نامتقارن،به عنوان مثال، شکل هندسی آنها ناقص یا مخدوش است، که منجر به ظهور یک دوقطبی الکتریکی کل می شود، به عنوان مثال، در مولکول های NH3، H2O، HNO3 و HCN.

یون های پیچیده مانند NH4+، SO42- و NO3- اصولا نمی توانند دوقطبی باشند، آنها فقط یک بار (مثبت یا منفی) حمل می کنند.

پیوند یونیدر طول جاذبه الکترواستاتیکی کاتیون ها و آنیون ها با تقریباً بدون اجتماعی شدن یک جفت الکترون، به عنوان مثال، بین K+ و I- بوجود می آید. اتم پتاسیم فاقد چگالی الکترونی است، اتم ید دارای بیش از حد است. این ارتباط در نظر گرفته شده است محدود کردندر مورد پیوند کووالانسی، زیرا یک جفت الکترون عملاً در اختیار آنیون است. چنین رابطه ای بیشتر برای ترکیبات فلزات و غیرفلزات معمولی (CsF، NaBr، CaO، K2S، Li3N) و مواد کلاس نمک (NaNO3، K2SO4، CaCO3) معمول است. همه این ترکیبات در شرایط اتاق، مواد کریستالی هستند که با نام مشترک متحد می شوند کریستال های یونی(کریستال های ساخته شده از کاتیون ها و آنیون ها).

نوع دیگری از اتصال به نام وجود دارد پیوند فلزی،که در آن الکترون های ظرفیت آنقدر آزاد توسط اتم های فلزی نگه داشته می شوند که در واقع به اتم های خاصی تعلق ندارند.

اتم‌های فلزات که بدون الکترون‌های خارجی که به وضوح متعلق به آن‌ها هستند باقی مانده‌اند، به یون‌های مثبت تبدیل می‌شوند. تشکیل می دهند شبکه کریستالی فلزی.مجموعه ای از الکترون های ظرفیت اجتماعی شده ( گاز الکترون)یون های فلزی مثبت را با هم و در محل های شبکه خاصی نگه می دارد.

علاوه بر کریستال های یونی و فلزی، نیز وجود دارد هسته ایو مولکولیمواد کریستالی که در محل های شبکه آنها به ترتیب اتم یا مولکول وجود دارد. مثالها: الماس و گرافیت - کریستالهایی با شبکه اتمی، ید I2 و دی اکسید کربن CO2 (یخ خشک) - کریستالهایی با شبکه مولکولی.

پیوندهای شیمیایی نه تنها در داخل مولکول‌های مواد وجود دارد، بلکه می‌تواند بین مولکول‌ها نیز ایجاد شود، به عنوان مثال، برای HF مایع، آب H2O و مخلوطی از H2O + NH3:

پیوند هیدروژنیبه دلیل نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی مولکول های قطبی حاوی اتم های الکترونگاتیوترین عناصر - F، O، N تشکیل می شود. به عنوان مثال، پیوندهای هیدروژنی در HF، H2O و NH3 وجود دارد، اما در HCl، H2S و PH3 وجود ندارد. .

پیوندهای هیدروژنی ناپایدار هستند و به راحتی می شکنند، مثلاً وقتی یخ ذوب می شود و آب می جوشد. با این حال، مقداری انرژی اضافی صرف شکستن این پیوندها و در نتیجه نقاط ذوب (جدول 5) و نقطه جوش مواد دارای پیوند هیدروژنی می شود.

(به عنوان مثال، HF و H2O) به طور قابل توجهی بالاتر از مواد مشابه هستند، اما بدون پیوند هیدروژنی (به عنوان مثال، HCl و H2S، به ترتیب).

بسیاری از ترکیبات آلی نیز پیوندهای هیدروژنی تشکیل می دهند. پیوند هیدروژنی نقش مهمی در فرآیندهای بیولوژیکی دارد.

نمونه هایی از تکالیف قسمت A

1. موادی که فقط پیوندهای کووالانسی دارند

1) SiH4، Cl2O، CaBr2

2) NF3، NH4Cl، P2O5

3) CH4، HNO3، Na(CH3O)

4) CCl2O، I2، N2O

2–4. پیوند کووالانسی

2. مجرد

3. دو برابر

4. سه گانه

موجود در ماده

5. پیوندهای متعدد در مولکول ها وجود دارد

6. ذراتی که رادیکال نامیده می شوند

7. یکی از پیوندها توسط مکانیسم دهنده - گیرنده در مجموعه یون ها ایجاد می شود

8. بادوام ترینو کوتاهپیوند - در یک مولکول

9. مواد تنها با پیوندهای یونی - در مجموعه

10–13. شبکه کریستالی ماده

1) فلز

3) هسته ای

4) مولکولی

ترکیبات فسفر

R-3. فسفیدهای فلزی ترکیبات یونی-کووالانسی هستند. فسفیدهای فلزات s (به جز Be) و لانتانیدها ترکیبات یونی نمک مانند هستند، آنها به راحتی توسط آب و اسیدها هیدرولیز می شوند: Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)2↓ + 2PH3 Na3P + 3HCl = 3NaCl + PH3. فسفیدهای عناصر d ترکیبات شیمیایی بی اثری شبیه فلز هستند. استثناء فسفیدهای فلزات گروه های I و II، زیرگروه های ثانویه است، که آنها نیز نمک مانند هستند، اما با مخلوط زیاد کووالانسی. فسفر با آنتیموان، بیسموت، سرب و جیوه ترکیبات پایداری ایجاد نمی کند.

ترکیب فسفر با هیدروژن را هیدروژن فسفید می نامند، اگرچه الکترونگاتیوی این عناصر تقریباً برابر است. این ترکیب دارای فرمول PH3 است که به آن می گویند فسفین. این گاز بسیار سمی با بوی نامطبوع سیر است، bp=-88 درجه سانتیگراد. هیچ پیوند هیدروژنی بین مولکول‌های فسفین در مایع و بین آب و مولکول‌های فسفین در زمان حل شدن وجود ندارد، بنابراین نقطه جوش پایین است و فسفین عملاً در آب حل نمی‌شود. این مولکول یک هرم با یک اتم فسفر در بالا و زاویه 93.5 درجه بین پیوندهای P-H است که نشان دهنده عدم هیبریداسیون اوربیتال های اتمی فسفر در طول تشکیل این ترکیب است. پیوندها توسط اوربیتال های p تقریبا خالص تشکیل می شوند. جفت الکترون تنها فسفر در مدار 3s باقی می ماند، بنابراین فسفین پایه ضعیفو به طور کلی یک عامل کمپلکس کننده ضعیف است. کاتیون فسفونیوم فقط با قوی ترین اسیدها در یک محیط بی آب (HJ, HClO4, HBF4) به عنوان مثال PH3 + HJ = PH4J تشکیل می شود. آب به راحتی نمک های فسفونیوم را تجزیه می کند. فسفین خاصیت احیایی قوی از خود نشان می دهد: PH3 + 2O2 = H3PO4 (در دمای 150 درجه سانتی گراد این واکنش با انفجار رخ می دهد)، PH3 + 6 AgNO3 + 3H2O = 6Ag↓ + H2 (PHO3) + 6AgNO3 PH3 + 3J2 + 3HO3 = 2P2 6HJ. سنتز فسفین از مواد ساده را نمی توان انجام داد، زیرا پیوند P-H به دلیل طول آن و به دلیل سهم ناچیز جزء الکترواستاتیک به اندازه کافی قوی نیست. بنابراین، فسفین از هیدرولیز فسفیدهای فلزی یا با حل کردن فسفر در قلیایی به دست می آید (واکنش ها در بالا آورده شده است).

ترکیبات اصلی فسفر در حالت اکسیداسیون مثبت، اکسیدها، اسیدهای حاوی اکسیژن و هالیدها هستند. بهتر است آنها را جداگانه در نظر بگیرید.

اکسیدهای فسفر- P4O6 و P4O10 اکسیدهای اسیدی هستند، ساختار مولکولی دارند، جامد هستند (ذوب (P4O6) = 23.8 درجه سانتیگراد، اصلاح مولکولی P4O10 در دمای 3590 درجه سانتیگراد تعالی می یابد، و اصلاح پلیمری در دمای 580 درجه سانتیگراد ذوب می شود)، هر دو در آب حل می شوند. دادن هیدروکسیدها که به ترتیب اسید، فسفر و ارتوفسفریک هستند. اکسید فسفر (V) بسیار مرطوب است، رطوبت هوا را جذب می کند، بنابراین به عنوان یک ماده خشک کننده و همچنین به عنوان یک عامل حذف کننده آب استفاده می شود: P2O5 + HNO3 = HPO3 + N2O5، این اسید متافسفریک یا اسیدهای پلی فسفریک را تشکیل می دهد - (HPO3). ) 3-4. اکسید فسفر (III) که در آن فسفر در حالت اکسیداسیون متوسط قرار دارد، قادر به واکنش های اکسیداسیون بیشتر و واکنش های عدم تناسب است، به عنوان مثال: واکنش 5P4O6 = 2P4 + 3P4O10 رخ می دهد. اکسید فسفر (V) خاصیت اکسید کنندگی ندارد و خود را می توان با اکسید کردن فسفر در شرایط بی آب، به عنوان مثال، با تجزیه حرارتی برخی نمک ها به دست آورد: 6P + 5KClO3 = 3P2O5 + 5KCl.

اسیدهای اکسیژن فسفر.تنوع اسیدهای اکسیژن فسفر به دلایل زیر ایجاد می شود: 1. ظرفیت فسفر می تواند III یا V باشد. مولکول ها، امکان پذیر است. 3. در تمام هیدروکسیدها، فسفر عدد هماهنگی 4 را نشان می دهد، چنین هیدروکسیدهایی برای آن پایدارتر هستند، اگر اتم های اکسیژن کافی وجود نداشته باشد، پیوند P-H تشکیل می شود ((HO) 2PHO و نه P (OH) 3. و غیره.). 4. اسیدهای فسفریک تمایل به تشکیل پلیمرهای خطی یا حلقوی دارند. 5. تحت شرایط خاصی، تشکیل پیوند P-P امکان پذیر است. 6. مانند تمام هیدروکسیدها، اسیدهای پراکسو در طی اکسیداسیون بیشتر تشکیل می شوند. اجازه دهید ساختار و خواص معروف ترین اسیدهای فسفر را بیان کنیم.

H3PO4 اسید اورتوفسفریک است.این یک اسید تری بازیک است که در مرحله اول تفکیک متوسط (Ka = 7.52.10-3) و در دو مرحله دیگر ضعیف است. در حالت بی آب، بلورهای رطوبت سنجی شفاف با مذاب=42 درجه سانتی گراد تشکیل می دهد. با هر غلظتی در آب حل می شود. اسید ارتوفسفریک از حل کردن اکسید فسفر (V) در آب، با سوزاندن فسفین، با اکسید کردن هر شکلی از فسفر در محیط اسیدی، با هیدرولیز ترکیبات دوتایی فسفر (V) بدست می‌آید: P4S10 + 16H2O = 4H3PO2S + 10H. صنعت از روش سوزاندن فسفر با انحلال بعدی اکسید و همچنین جابجایی اسید ارتوفسفریک از فسفات کلسیم با اسید سولفوریک غلیظ هنگام گرم شدن استفاده می کند: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4↓ + 2H3PO4. این اسید مربوط به سه سری نمک است - متوسط (فسفات ها یا ارتوفسفات ها) و اسیدی (هیدروفسفات ها و دی هیدرو فسفات ها). فسفات ها و هیدروفسفات های تمام فلزات به جز سدیم، پتاسیم، روبیدیم و سزیم در آب نامحلول هستند. دی هیدروژن فسفات ها محلول هستند. فسفات های محلول تحت هیدرولیز آنیون قوی قرار می گیرند، آنیون فسفات دارای بالاترین ثابت هیدرولیز و دی هیدروفسفات کمترین. هیدرولیز آنیون منجر به یک محیط قلیایی از محلول های نمک می شود. آنیون‌های اسیدی، همزمان با هیدرولیز، در تعادل تفکیک شرکت می‌کنند که منجر به یک محیط محلول اسیدی می‌شود، برای دی هیدرو فسفات به میزان بیشتری و برای هیدروفسفات به میزان کمتر. در نتیجه این فرآیندها، محلول دی هیدروژن فسفات سدیم دارای محیط کمی اسیدی، محلول هیدروفسفات دارای محیط کمی قلیایی و محلول فسفات دارای محیطی به شدت قلیایی است. فسفات آمونیوم به عنوان نمکی که توسط یک اسید ضعیف و یک باز تشکیل می شود، به طور کامل توسط آب تجزیه می شود. ارتوفسفات ها بدون تجزیه در دماهای بسیار بالا ذوب می شوند. هیدروفسفات ها هنگام گرم شدن دی فسفات می دهند: 2K2HPO4 = K4P2O7 + H2O. هنگام گرم شدن، دی هیدرو فسفات ها به پلی متافسفات تبدیل می شوند: xKH2PO4 = (KPO3)x + H2O. فسفات ها خاصیت اکسید کنندگی قوی ندارند، اما در صورت حرارت دادن می توانند توسط کربن احیا شوند. در حضور دی اکسید سیلیکون، این واکنش منجر به تولید فسفر می شود (معادله واکنش داده شد)، در غیاب SiO2، فرآیند به صورت زیر پیش می رود: Ca3(PO4)2 + 8C = Ca3P2 + 8CO. گرم کردن فسفات آمونیوم منجر به از بین رفتن تدریجی مولکول‌های آمونیاک می‌شود و در نهایت در دمای بالای 300 درجه سانتی‌گراد پلی متافسفریک اسید تشکیل می‌شود.

کم آبی اسید فسفریک باعث تولید اسیدهای فسفریک متراکم می شود که حاوی یک یا چند اتم اکسیژن است. در این حالت ساختارهای زنجیره ای، حلقوی و مخلوط تشکیل می شوند. بیایید ساده ترین آنها را در نظر بگیریم.

اسید دی فسفریک (پیرو فسفریک) - H4P2O7.با حرارت دادن اسید فسفریک تا 2000 درجه سانتیگراد به دست می آید. در حالت بی آب، بلورهای بی رنگ با mp=61 درجه سانتی گراد است که با تشکیل اسید بسیار قوی تر از اسید فسفریک در آب بسیار حل می شود. این اسید به ویژه در دو مرحله اول قوی است. هر اسید متراکم قوی تر از یک اسید است، زیرا تجزیه آن باعث تولید آنیون پایدارتر می شود. محلول های اسید پیروفسفریک ناپایدار هستند، زیرا یک مولکول آب به تدریج اضافه می شود تا دو مولکول اسید اورتوفسفریک تشکیل شود. نمک های پیروفسفات ها پایدارتر هستند که همانطور که قبلاً ذکر شد می توان با گرم کردن هیدروفسفات ها به دست آورد.

اسیدهای متافسفریک - (HPO3) x، جایی که x \u003d 3.4.6.اسیدهای متراکم حلقوی حاوی چرخه متناوب اتم های فسفر و اکسیژن. با حل کردن اکسید فسفر (V) در اسید فسفریک و همچنین با گرم کردن اسید پیروفسفریک تا 300 درجه سانتیگراد به دست می آید: 3H4P2O7 \u003d 2 (HPO3) 3 + H2O. تمام اسیدهای متافسفریک بسیار قوی هستند، برای اسید تری متافسفریک Ka2 = 0.02. تمامی این اسیدها نیز به تدریج در محلول آبی به اسید فسفریک تبدیل می شوند. نمک های آنها به ترتیب تری، تترا و هگزامتافسفات نامیده می شوند.

اکسیداسیون اکسید فسفر (V) را می توان به دست آورد اسید پراکسوفسفریک: P4O10 + 4H2O2 + 2H2O = 4H3RO5.

اسید فسفریک (هیپوفسفریک) H4P2O6دارای اتصال P-R فرمول ساختاری را می توان به صورت (OH)2OP-RO(OH)2 نشان داد.

خواص فسفین

از فرمول می توان دریافت که ظرفیت فسفر 5 است و حالت اکسیداسیون +4 یک مقدار رسمی است که با وجود پیوند بین اتم های یکسان مرتبط است. این یک اسید تترابازیک است که قدرت آن با ارتوفسفریک مطابقت دارد. با واکنش: PbP2O6 + 2H2S = 2PbS↓ + H4P2O6 به دست می آید و به شکل دی هیدرات با mp=62 درجه سانتی گراد از محلول جدا می شود. در محلول اسیدی به اسیدهای فسفریک و فسفر نامتناسب می شود.

اسید فسفر H3PO3 یا H2.این یک اسید دوبازیک با استحکام متوسط، در حالت بی آب است - جامدبا ذوب=74 درجه سانتی گراد. با هیدرولیز هالیدهای فسفر (III) و همچنین با اکسیداسیون فسفر سفید با کلر در زیر آب به دست می آید: P4 + 6Cl2 + 12H2O = 4H2 + 12HCl. همانطور که در بالا ذکر شد، ترکیب ترکیب P(OH)3 پایداری کمتری دارد، بنابراین، ایزومریزاسیون با تشکیل یک پیوند P-H رخ می دهد، که دیگر در یک محلول آبی تجزیه نمی شود. نمک های اسید فسفر را فسفیت و نمک های اسیدی را هیدروفسفیت می نامند. اکثر فسفیت ها (به جز نمک های فلزات قلیایی) در آب نامحلول هستند. مانند تمام ترکیبات فسفر (III)، اسید فسفر یک عامل احیا کننده قوی است، توسط هالوژن ها، دی اکسید نیتروژن و سایر عوامل اکسید کننده به اسید فسفریک اکسید می شود و همچنین فلزات کم فعال را از محلول نمک آنها بازیابی می کند، به عنوان مثال: HgCl2. + H2 + H2O = H3PO4 + 2HCl + Hg↓ وقتی گرم می شود، نامتناسب می شود: 4H2 = 3H3PO4 + PH3.

اسید فسفر (فسفینیک) H3PO2 یا H.این ماده جامد با mp=26.5 درجه سانتی گراد است که محلول آبی آن یک اسید مونوبازیک نسبتاً قوی (Ka=7.9.10-2) است. فسفر در این ترکیب نیز دارای پنج پیوند است که دو تای آن با اتم های هیدروژن است. فقط دچار تفکیک می شود باند N-O. حالت اکسیداسیون رسمی فسفر در این ترکیب 1+ است. اسید فسفر و نمک های آن، هیپوفسفیت ها، عوامل کاهنده قوی هستند. کاتیون های فلزی، حتی آنهایی که در سری ولتاژ قبل از هیدروژن ایستاده اند، می توانند به فلز تبدیل شوند: NiCl2 + Na + 2H2O = H3PO4 + HCl + NaCl + H2 + Ni↓. هنگام گرم شدن، اسید فسفر نامتناسب می شود: 3H = PH3 + 2H2. با افزایش دما، اسید فسفر نیز به اسید فسفریک و فسفین تجزیه می شود. هیپوفسفیت های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی از برهمکنش فسفر و قلیایی به دست می آیند (به بالا مراجعه کنید). اکسیداسیون فسفین با یک اکسید کننده ملایم: PH3 + SO2 = H + S↓ (کاتالیزورها جیوه و آثار آب هستند).

هالیدهای فسفر PX3 و PX5.همه هالیدهای فسفر به جز PJ5 شناخته شده اند. در مورد فسفر (III)، اینها مولکولهای هرمی با یک اتم فسفر در بالا و با زاویه بین پیوندهای P-X برابر با 100 درجه هستند. هالیدهای فسفر (V) دو هرم مثلثی با هیبریداسیون sp3d اوربیتال های اتمی فسفر هستند. هر دو فلوراید فسفر در شرایط عادی گاز هستند، PCl3 و PBr3 مایع هستند و تری یدید، پنتا کلرید و پنتابرومید جامد هستند. دو ترکیب آخر نمک هایی با یون های پیچیده PCl5 هستند: +-، PBr5: +Br-. هنگامی که حرارت داده می شود، هر دو ترکیب یک مولکول هالوژن را جدا می کنند و به یک تری هالوژنید تبدیل می شوند. هالیدهای فسفر از طریق سنتز مستقیم به دست می آیند. فقط PF3 - غیر مستقیم: PCl3 + AsF3 = PF3 + AsCl3. تمام هالیدهای فسفر در معرض هیدرولیز هستند و تری هالیدها نیز قادر به اکسیداسیون هستند: 2PCl3 + O2 = 2POCl3 - اکسی کلرید فسفر، همچنین می تواند با واکنش های دیگر به دست آید: PCl3 + 2CrO3 = POCl3 + Cr2O3↓PCl010P01 = P. تری هالیدها نیز گوگرد اضافه می کنند: PCl3 + S = PSCl3. در محلول های غیر آبی، واکنش ها ممکن است: KF + PF5 = K HF (مایع) + PF5 = H - اسید هگزا فلوروفسفریک، پایدار فقط در محلول آبی، از نظر قدرت قابل مقایسه با اسید پرکلریک.

قبلی567891011121314151617181920بعدی

بیشتر ببینید:

فسفین. اکسیدهای فسفر و اسیدهای فسفریک: خواص، آماده سازی.

کلمه فسفین

اهمیت پزشکی و بیولوژیکی فسفر

فسفین (هیدروژن فسفر، هیدرید فسفر، طبق نامگذاری IUPAC - فسفات PH3) گازی بی رنگ، بسیار سمی و نسبتاً ناپایدار (در شرایط عادی) با بوی خاصی از ماهی فاسد است.

مشخصات فیزیکی

گاز بی رنگ ضعیف در آب حل می شود، با آن واکنش نشان نمی دهد. در دماهای پایین یک clathrate جامد 8РН3·46Н2О را تشکیل می دهد. محلول در بنزن، دی اتیل اتر، دی سولفید کربن. در دمای 133.8- درجه سانتیگراد، بلورهایی با یک شبکه مکعبی در مرکز شکل می دهد.

مولکول فسفین شکل یک هرم مثلثاتی با تقارن مولکولی C3v دارد (dPH = 0.142 نانومتر، HPH = 93.5o). گشتاور دوقطبی 0.58 D است که به طور قابل توجهی کمتر از آمونیاک است. پیوند هیدروژنی بین مولکول های PH3 عملاً ظاهر نمی شود و بنابراین فسفین نقطه ذوب و جوش کمتری دارد.

]دريافت كردن

فسفین از واکنش فسفر سفید با قلیایی داغ به دست می آید، به عنوان مثال:

همچنین می توان آن را با اثر آب یا اسیدها روی فسفیدها به دست آورد:

کلرید هیدروژن، هنگامی که گرم می شود، با فسفر سفید تعامل می کند:

تجزیه یدید فسفونیوم:

تجزیه اسید فسفونیک:

یا آن را بازیابی کنید:

خواص شیمیایی

فسفین با آمونیاک همتای خود بسیار متفاوت است. فعالیت شیمیایی آن بیشتر از آمونیاک است، در آب کم محلول است، زیرا پایه بسیار ضعیف تر از آمونیاک است. مورد دوم با این واقعیت توضیح داده می شود که اتصالات H-Pپلاریزه ضعیفی دارند و فعالیت جفت تنها فسفر (3s2) کمتر از نیتروژن (2s2) در آمونیاک است.

در غیاب اکسیژن، هنگامی که گرم می شود، به عناصر تجزیه می شود:

به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود (در حضور بخار دی فسفین یا در دمای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد):

خواص ترمیمی قوی را نشان می دهد:

هنگام تعامل با اهداکنندگان پروتون قوی، فسفین می تواند نمک های فسفونیوم حاوی یون PH4+ (شبیه به آمونیوم) بدهد. نمک های فسفونیوم، مواد کریستالی بی رنگ، بسیار ناپایدار هستند و به راحتی هیدرولیز می شوند.

نمک های فسفین، مانند خود فسفین، عوامل کاهنده قوی هستند.

سمیت

فسفین بسیار سمی است، بر روی سیستم عصبی تأثیر می گذارد، متابولیسم را مختل می کند. MAC = 0.1 mg/m³. بو در غلظت 2-4 میلی گرم در متر مکعب احساس می شود، استنشاق طولانی مدت در غلظت 10 میلی گرم در متر مکعب کشنده است. در خون انسان، محتوای فسفین بیش از 0.001 میلی گرم در متر مکعب نیست.

اکسیدهای فسفر زیر شناخته شده اند:

اکسید فسفر (III) - یک ترکیب غیر آلی دوتایی، اکسید فسفر با فرمول P4O6، تکه های سفید یا کریستال هایی با بوی نامطبوع، با آب واکنش می دهند.

اعلام وصول

اکسیداسیون دقیق فسفر سفید با اکسید نیتروژن یا دی اکسید کربن:

عدم تناسب معکوس اکسید فسفر (V) و فسفر سفید:

[ویرایش] خواص فیزیکی

اکسید فسفر (III) دانه های سفید یا کریستال هایی با بوی نامطبوع تشکیل می دهد.

به خوبی در حلال های آلی (بنزن، دی سولفید کربن) حل می شود.

در نور ناپایدار، ابتدا زرد می شود و سپس قرمز می شود.

خواص

P4O10 بسیار فعال با آب تعامل می کند (شکل H حتی با انفجار آب را جذب می کند)، مخلوطی از اسیدهای فسفریک را تشکیل می دهد که ترکیب آن به مقدار آب و سایر شرایط بستگی دارد:

همچنین قادر به استخراج آب از سایر ترکیبات است که آن را به یک آب‌گیری قوی تبدیل می‌کند:

اکسید فسفر (V) به طور گسترده در سنتز آلی استفاده می شود. با آمیدها واکنش داده و آنها را به نیتریل تبدیل می کند:

اسیدهای کربوکسیلیک به انیدریدهای مربوطه تبدیل می شوند:

اکسید فسفر (V) همچنین با الکل ها، اترها، فنل ها و سایر ترکیبات آلی برهم کنش می کند. در این حالت پیوندهای P-O-P شکسته شده و ترکیبات آلی فسفره تشکیل می شود. با NH3 و هالیدهای هیدروژن واکنش می دهد و فسفات آمونیوم و اکسی هالید فسفر را تشکیل می دهد:

هنگامی که P4O10 با اکسیدهای بازی ذوب می شود، فسفات های جامد مختلفی را تشکیل می دهد که ماهیت آنها به شرایط واکنش بستگی دارد.

اعلام وصول

اکسید فسفر (V) از سوزاندن فسفر به دست می آید. فرآیند فن آوری در محفظه احتراق انجام می شود و شامل اکسیداسیون عنصر P با هوای از پیش خشک شده، رسوب P4O10 و تصفیه گازهای خروجی است. پنتوکسید حاصل با تصعید خالص سازی می شود.

محصول فنی ظاهری مانند یک توده برف مانند سفید دارد که از مخلوطی از اشکال مختلف P4O10 تشکیل شده است.

کاربرد

P4O10 به عنوان خشک کن گازها و مایعات استفاده می شود. همچنین یک محصول میانی در تولید حرارتی اسید فسفریک H3PO4 است.

به طور گسترده ای در سنتز آلی در واکنش های کم آبی و تراکم استفاده می شود.

ارزش فسفر

فسفر گنجانده شده است اسیدهای نوکلئیککه در فرآیندهای رشد، تقسیم سلولی، ذخیره سازی و استفاده از اطلاعات ژنتیکی شرکت می کنند
فسفر در استخوان های اسکلت یافت می شود (حدود 85 درصد از کل مقدار فسفر در بدن)
فسفر برای ساختار طبیعی دندان ها و لثه ها ضروری است
عملکرد صحیح قلب و کلیه ها را تضمین می کند
فسفر در فرآیندهای تجمع و آزادسازی انرژی در سلول ها نقش دارد
در انتقال تکانه های عصبی نقش دارد
به متابولیسم چربی ها و نشاسته ها کمک می کند.

عنصر غیر آلی فسفر، P، در بدن انسان به شکل ترکیبات فسفر - فسفات های معدنی و لیپیدها یا نوکلئوتیدها یافت می شود.

قبلی10111213141516171819202122232425بعدی

مشخصات فیزیکی

فسفر پدارای چندین تغییر آلوتروپیک است: سفید، قرمز، سیاه.

بدست آوردن فسفر P

فسفر آزاد پاز فسفات کلسیم طبیعی با حرارت دادن آن با ماسه به دست می آید. SiO2)و زغال سنگ در یک کوره الکتریکی در درجه حرارت بالا:

خواص شیمیایی فسفر - P

فسفر سفیدواکنش پذیرتر از قرمز

مراقب فسفین باشید!

به راحتی اکسید می شود و خود به خود در هوا مشتعل می شود.

هنگامی که اکسید می شود، فسفر سفید می درخشددر تاریکی، انرژی شیمیایی به انرژی نور تبدیل می شود.

ترکیبات فسفر پبا فلزات نامیده می شوند فسفیدها. آنها به راحتی توسط آب تجزیه می شوند و گاز تشکیل می دهند. فسفین (PH3).

فسفین - PH3

4. با مقدار زیادی کلر، پنتاکلرید فسفر تشکیل می شود:

اکسیدها و اسیدهای فسفر

فسفر با اکسیژن تشکیل می شود سه اکسید :

P2O3 - انیدرید فسفر - اکسید فسفر (SH)؛

P2O5 - انیدرید فسفریک - اکسید فسفر (V)؛

(P2O4 تتروکسید فسفر است).

P2O3به دست آمده از اکسیداسیون آهسته فسفر (با کمبود اکسیژن):

هنگامی که در معرض آب سرد قرار می گیرد، تشکیل می شود اسید فسفر – H3PO3.

P2O5در طی احتراق فسفر در هوا (با اکسیژن اضافی) تشکیل می شود:

اسیدها

انیدرید فسفریک P2O5بسته به دما، می تواند مقدار متفاوتی از آب را بچسباند و اسیدهایی با ترکیبات مختلف تشکیل دهد:

بیشترین اهمیت را دارد ارتو اسید فسفریک -H3PO4.

می توان آن را به روش زیر بدست آورد:

1. جوش متافسفریک اسید:

2. اکسیداسیون فسفر قرمز:

3. اثر سولفوریک اسید بر کلسیم فسفات:

مدرس شیمی

ادامه دیدن در شماره 22/2005; 1، 2، 3، 5، 6، 8، 9، 11، 13، 15، 16، 18، 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11, 18, 19, 21/2008;
1, 3, 10, 11/2009

فعالیت 30

کلاس 10 م(سال اول تحصیل)

فسفر و ترکیبات آن

1. موقعیت در جدول D.I. مندلیف، ساختار اتم.

2. داستان کوتاهاکتشافات و منشأ نام

3. خواص فیزیکی.

4. خواص شیمیایی.

5. بودن در طبیعت.

6. روش های اصلی به دست آوردن

7. مهمترین ترکیبات فسفر.

فسفر در زیر گروه اصلی گروه V قرار دارد سیستم دوره ای D.I. مندلیف. فرمول الکترونیکی آن 1 است س 2 2س 2 پ 6 3س 2 پ 3 است آر-عنصر حالت های اکسیداسیون مشخصه فسفر در ترکیبات -3، +3، +5. پایدارترین حالت اکسیداسیون +5 است. در ترکیبات، فسفر را می توان هم در ترکیب کاتیون ها و هم در ترکیب آنیون ها گنجاند، به عنوان مثال:

فسفر نام خود را از خاصیت فسفر سفید برای درخشش در تاریکی گرفته است. کلمه یونانی به عنوان "نور آوردن" ترجمه می شود. فسفر این نام را مدیون کاشف خود است - برند کیمیاگر، که مجذوب درخشش فسفر سفید، به این نتیجه رسید که سنگ فیلسوف را دریافت کرده است.

فسفر می تواند به شکل چندین تغییر آلوتروپیک وجود داشته باشد که پایدارترین آنها فسفر سفید، قرمز و سیاه است.

مولکول فسفر سفید (فعال ترین آلوتروپ) دارای یک شبکه کریستالی مولکولی است که در گره های آن مولکول های چهار اتمی P 4 با ساختار چهار وجهی وجود دارد.

فسفر سفید نرم است، مانند موم، ذوب می شود و بدون تجزیه می جوشد، بوی سیر دارد. در هوا، فسفر سفید به سرعت اکسید می شود (سبز می درخشد)، خود اشتعال فسفر سفید ریز پراکنده امکان پذیر است. در آب نامحلول است (در زیر لایه ای از آب ذخیره می شود)، اما به راحتی در حلال های آلی محلول است. سمی (حتی در دوزهای کوچک، MPC = 0.03 میلی گرم در متر مکعب). فعالیت شیمیایی بسیار بالایی دارد. هنگامی که بدون دسترسی به هوا در دمای 250-300 درجه سانتیگراد گرم می شود، به فسفر قرمز تبدیل می شود.

فسفر قرمز یک پلیمر معدنی است. درشت مولکول های P nمی تواند هر دو ساختار حلقوی و غیر چرخه ای داشته باشد. از نظر خواص به شدت با فسفر سفید متفاوت است: سمی نیست، در تاریکی نمی درخشد، در دی سولفید کربن و سایر حلال های آلی حل نمی شود و فعالیت شیمیایی بالایی ندارد. در دمای اتاق، به آرامی به فسفر سفید تبدیل می شود. وقتی تحت فشار تا 200 درجه سانتیگراد گرم می شود به فسفر سیاه تبدیل می شود.

فسفر سیاه شبیه گرافیت است از نظر ساختار، یک پلیمر معدنی است که مولکول های آن ساختار لایه ای دارند. نیمه هادی. سمی نیست فعالیت شیمیایی بسیار کمتر از فسفر سفید است. مقاوم در برابر هوا. وقتی گرم می شود به فسفر قرمز تبدیل می شود.

خواص شیمیایی

فعال ترین آنها از نظر شیمیایی فسفر سفید است (اما در عمل ترجیح می دهند با فسفر قرمز کار کنند). این می تواند خواص یک عامل اکسید کننده و یک عامل کاهنده را در واکنش ها نشان دهد، به عنوان مثال:

4P + 3O 2 2P 2 O 3،

4P + 5O 2 2P 2 O 5.

فلزات (+/-)*:

3Ca + 2P Ca 3 P 2،

3Na + P Na 3 P،

Cu + P واکنش نشان نمی دهد.

نافلزات (+):

2P + 3I 2PI 3،

6P + 5N 2 2P 2 N 5 .

اکسیدهای پایه (-).

اکسیدهای اسیدی (-).

مواد قلیایی (+):

اسیدها (نه عوامل اکسید کننده) (-).

اسیدهای اکسید کننده (+):

3P (کرم.) + 5HNO 3 (رزب.) + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO،

P (cr.) + 5HNO 3 (conc.) H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O،

2P (کرم.) + H 2 SO 4 (مجموع) 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O.

نمک (-)**.

فسفر در طبیعت به شکل ترکیباتی (نمک) وجود دارد که مهمترین آنها فسفوریت (Ca 3 (PO 4) 2)، کلراپاتیت (Ca 3 (PO 4) 2 CaCl 2) و فلوراپاتیت (Ca 3 (PO) هستند. 4) 2 CaF 2). کلسیم فسفات در استخوان های همه مهره داران یافت می شود و باعث استحکام آنها می شود.

فسفر در کوره های الکتریکی از ذوب فسفات کلسیم، ماسه و زغال سنگ بدون دسترسی به هوا بدست می آید:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C 2P + 5CO + 3CaSiO 3.

مهمترین ترکیبات فسفر عبارتند از: فسفین، اکسید فسفر(III)، اکسید فسفر(V)، اسیدهای فسفریک.

F o s f i n

این ترکیب هیدروژنی فسفر، گازی بی رنگ با بوی سیر مانند ماهی، بسیار سمی است. بیایید بد در آب حل شود، اما ما به خوبی در حلال های آلی حل خواهیم شد. بسیار پایدارتر از آمونیاک است، اما عامل کاهنده قوی تری است. ارزش عملی ندارد.

برای به دست آوردن فسفین، معمولاً از واکنش سنتز مستقیم از مواد ساده استفاده نمی شود. رایج ترین راه برای به دست آوردن فسفین هیدرولیز فسفیدها است:

Ca 3 P 2 + 6HOH \u003d 3Ca (OH) 2 + 2PH 3.

علاوه بر این، فسفین را می توان با واکنش نامتناسب بین محلول های فسفر و قلیایی به دست آورد:

4P + 3KOH + 3H 2 O PH 3 + KPO 2 H 2،

یا از نمک های فسفونیوم:

PH 4 I PH 3 + HI،

PH 4 I + NaOH PH 3 + NaI + H 2 O.

توصیه می شود خواص شیمیایی فسفین را از دو طرف در نظر بگیرید.

خواص اسید-باز.فسفین یک هیدرات ناپایدار با آب تشکیل می دهد که خواص اساسی بسیار ضعیفی از خود نشان می دهد:

PH 3 + H 2 O PH 3 H 2 O (PH 4 OH)،

PH 3 + HCl PH 4 Cl,

2PH 3 + H 2 SO 4 (PH 4) 2 SO 4.

خواص ردوکس. فسفین یک عامل کاهش دهنده قوی است:

2PH 3 + 4O 2 P 2 O 5 + 3H 2 O،

PH 3 + 8AgNO 3 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 8Ag + 8HNO 3.

O x i d f o s f o r a (III)

اکسید P 2 O 3 (فرمول واقعی - P 4 O 6) یک ماده کریستالی سفید رنگ، یک اکسید اسید معمولی است. هنگام تعامل با آب در سرما، اسید فسفر تشکیل می دهد (قدرت متوسط):

P 2 O 3 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 3

از آنجایی که اسید فسفر دوبازیک است، برهمکنش تری اکسید فسفر با قلیاها دو نوع نمک را تشکیل می دهد - هیدروفسفیت ها و دی هیدروفسفیت ها.

مثلا:

P 2 O 3 + 4NaOH \u003d 2Na 2 HPO 3 + H 2 O،

P 2 O 3 + 2NaOH + H 2 O \u003d 2NaH 2 PO 3.

دی اکسید فسفر P 2 O 3 توسط اکسیژن اتمسفر اکسید می شود و به پنتوکسید تبدیل می شود:

P 2 O 3 + O 2 P 2 O 5 .

تری اکسید فسفر و اسید فسفر عوامل کاهنده نسبتاً قوی هستند. اکسید فسفر (III) با اکسیداسیون آهسته فسفر در غیاب اکسیژن به دست می آید:

4P + 3O 2 2P 2 O 3 .

فس فورا (V) اکسید و فس فوریک اسیدها

پنتوکسید فسفر P 2 O 5 (فرمول واقعی - P 4 O 10) یک ماده کریستالی هیگروسکوپیک سفید است. در حالت جامد و گاز، مولکول به شکل دایمر وجود دارد و در دماهای بالا مونومر می شود. یک اکسید اسیدی معمولی در آب بسیار محلول است و تعدادی اسید فسفریک را تشکیل می دهد:

استعاری:

P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HPO 3

پیروفسفریک (دی فسفریک):

P 2 O 5 + 2H 2 O \u003d H 4 P 2 O 7

ارتوفسفریک (فسفریک):

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4

پنتوکسید فسفر تمام خواص مشخصه اکسیدهای اسیدی را نشان می دهد، به عنوان مثال:

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4،

P 2 O 5 + 3CaO 2Ca 3 (PO 4) 2;

می تواند سه نوع نمک را تشکیل دهد:

خواص اکسید کننده برای آن معمولی نیست، زیرا. حالت اکسیداسیون +5 برای فسفر بسیار پایدار است. پنتوکسید فسفر از سوزاندن فسفر در مقدار کافی اکسیژن بدست می آید:

4P + 5O 2 2P 2 O 5 .

اسید اورتوفسفریک H 3 RO 4 یک ماده کریستالی بی رنگ، بسیار محلول در آب، رطوبت سنجی است. این یک اسید تری بازیک با قدرت متوسط است. خاصیت اکسید کننده مشخصی ندارد. تمام خواص شیمیایی اسیدها را نشان می دهد، سه نوع نمک (فسفات ها، هیدروفسفات ها و دی هیدروفسفات ها) را تشکیل می دهد:

2H 3 PO 4 + 3Ca = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2،

H 3 PO 4 + Cu،

2H 3 PO 4 + 3CaO = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O،

2H 3 PO 4 + K 2 CO 3 \u003d 2KH 2 PO 4 + CO 2 + H 2 O.

در صنعت، اسید فسفریک از طریق استخراج به دست می آید:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4،

و همچنین روش حرارتی:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C 3СaSiO 3 + 2P + 5CO،

4P + 5O 2 2P 2 O 5،

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4.

روش های آزمایشگاهی برای بدست آوردن اسید فسفریک عبارتند از: اثر اسید نیتریک رقیق بر روی فسفر:

3P (کرم.) + 5HNO 3 (رزب.) + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO،

برهمکنش اسید متافسفریک با آب هنگام گرم شدن:

HPO 3 + H 2 O H 3 PO 4 .

در بدن انسان، اسید اورتوفسفریک از هیدرولیز آدنوزین تری فسفات (ATP) تشکیل می شود:

ATP ADP + H 3 PO 4.

واکنش کیفی به یون فسفاتواکنش با کاتیون نقره است. یک رسوب زرد رنگ، نامحلول در محیط های کمی اسیدی تشکیل می شود:

3Ag + + \u003d Ag 3 PO 4،

3AgNO 3 + K 3 PO 4 = Ag 3 PO 4 + 3KNO 3.

علاوه بر اسیدهای فسفریک فوق (حاوی فسفر در حالت اکسیداسیون 5+)، بسیاری از اسیدهای حاوی اکسیژن دیگر برای فسفر شناخته شده اند. در اینجا به برخی از مهمترین نمایندگان اشاره می کنیم.

فسفر(HPO 2 H 2) یک اسید مونوبازیک با قدرت متوسط است. نام دوم آن فسفین است:

نمک های این اسید هیپوفسفیت یا فسفیت نامیده می شوند، به عنوان مثال KPO 2 H 2 .

فسفر(H 3 RO 3) - اسید دی بازیک با استحکام متوسط ، کمی ضعیف تر از هیپوفسفر. همچنین یک نام دوم دارد - فسفونیک:

نمک های آن فسفیت یا فسفونات نامیده می شوند، به عنوان مثال K 2 PO 3 H.

دی فسفریک (پیرو فسفریک)(H 4 P 2 O 7) - یک اسید تترابازیک با قدرت متوسط، کمی قوی تر از ارتوفسفریک:

نمک ها دی فسفات هستند، به عنوان مثال K 4 P 2 O 7.

تست با موضوع "فسفر و ترکیبات آن"

1. عنصر "اضافی" را از موارد ذکر شده با توجه به اصل امکان ایجاد تغییرات آلوتروپیک حذف کنید:

الف) اکسیژن؛ ب) نیتروژن؛

ج) فسفر؛ د) گوگرد.

2. هنگام برهمکنش 42.6 گرم انیدرید فسفریک و 400 گرم محلول هیدروکسید سدیم 15 درصد، موارد زیر تشکیل می شود:

الف) فسفات سدیم؛

ب) سدیم هیدروژن فسفات.

ج) مخلوطی از فسفات و سدیم هیدروژن فسفات.

د) مخلوطی از سدیم هیدرو- و دی هیدروژن فسفات.

3. مجموع ضرایب موجود در معادله تفکیک الکترولیتیفسفات پتاسیم عبارت است از:

الف) 5؛ ب) 3; در 4; د) 8.

4. تعداد الکترون ها در سطح بیرونی اتم فسفر:

الف) 2؛ ب) 3; ساعت 5؛ د) 15.

5. فسفر، به دست آمده از 33 گرم فسفات کلسیم فنی، در اکسیژن سوزانده شد. اکسید فسفر (V) تشکیل شده با 200 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم 10 درصد (با چگالی 1.2 گرم بر میلی لیتر) واکنش داد تا نمک متوسطی را تشکیل دهد. جرم ناخالصی های نمونه فنی کلسیم فسفات (بر حسب گرم) برابر است با:

الف) 3.5; ب) 1.5; در 2؛ د) 4.8.

6. تعداد پیوندهای موجود در یک مولکول اسید پیروفسفریک:

الف) 2؛ ب) 12; ج) 14; د) 10.

7. تعداد اتم های هیدروژن موجود در 4.48 لیتر (N.O.) فسفین عبارت است از:

الف) 1.2 10 23; ب) 0.6 10 23;

ج) 6.02 10 23; د) 3.6 10 23.

8. در دمای 30 درجه سانتیگراد، یک واکنش خاص در 15 ثانیه و در 0 درجه سانتیگراد - در 2 دقیقه انجام می شود. ضریب Van't Hoff برای این واکنش:

الف) 2.4; ب) 2; ج) 1.8; د) 3.

9. اسید ارتوفسفریک می تواند با مواد زیر واکنش نشان دهد:

الف) اکسید مس (II)؛ ب) هیدروکسید پتاسیم؛

ج) اسید نیتریک؛ د) روی

10. مجموع ضرایب در واکنش بین فسفر و نمک برتوله برابر است با:

الف) 9؛ ب) 6; ج) 19; د) چنین واکنشی غیرممکن است.

کلید آزمون

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ب	که در	آ	که در	که در	ب	جی	ب	الف، ب، د	که در

وظایف و تمرینات برای فسفر و ترکیبات آن

زنجیره های چرخش:

1. فسفر -> پنتوکسید فسفر -> اسید فسفریک -> فسفات کلسیم ® اسید فسفریک.

2. فسفات کلسیم -> فسفر -> فسفید کلسیم -> فسفین -> پنتوکسید فسفر -> اسید فسفریک -> دی هیدروژن فسفات کلسیم.

3. فسفات کلسیم -> A -> B -> C -> D -> E -> فسفات کلسیم. همه مواد حاوی فسفر هستند، در این طرح سه OVR در یک ردیف وجود دارد.

4. فسفر -> پنتوکسید فسفر -> فسفات کلسیم -> فسفر -> فسفین -> اسید فسفریک -> کلسیم دی هیدروژن فسفات.

5. فسفید کلسیم (+ محلول اسید کلریدریک) -> A (+ اکسیژن) -> B (+ هیدروکسید سدیم، کمبود) -> C (+ هیدروکسید سدیم، اضافی) -> D (+ هیدروکسید کلسیم) -> E.

یک مرحله

1. با احتراق کامل 6.8 گرم از ماده، 14.2 گرم پنتوکسید فسفر و 5.4 گرم آب به دست آمد. 37 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم 32 درصد (با چگالی 1.35 گرم بر میلی لیتر) به محصولات واکنش به دست آمده اضافه شد. فرمول ماده اولیه را تنظیم کنید و غلظت محلول حاصل را تعیین کنید.

راه حل

معادله واکنش:

(P 2 O 5) = 0.1 مول، (H 2 O) = 0.3 مول.

(P) = 0.2 مول، (H) = 0.6 مول.

m(P) = 6.2 گرم، متر(H) = 0.6 گرم.

متر= 6.8 گرم

(P): (H) = 0.2: 0.6 = 1: 3.

بنابراین، فرمول ماده اولیه PH 3 است و معادله واکنش:

سپس اسید فسفریک تشکیل می شود:

(H 3 PO 4) \u003d 2 (P 2 O 5) \u003d 0.2 مول.

با قلیایی، اسید فسفریک می تواند به صورت زیر واکنش نشان دهد:

اجازه دهید مقدار ماده NaOH را با توجه به شرایط مسئله تعیین کنیم:

(H 3 PO 4): (NaOH) \u003d 0.2: 0.4 \u003d 1: 2،

بنابراین واکنش 2 رخ می دهد.

(Na 2 HPO 4) \u003d (H 3 PO 4) \u003d 0.2 mol;

متر(Na2HPO4) = م(Na 2 HPO 4) (Na 2 HPO 4) = 142 0.2 = 28.4 g;

متر(ر-را) = متر(P 2 O 5) + متر(H 2 O) + متر(p-ra NaOH) \u003d 14.2 + 5.4 + 37 1.35 \u003d 69.55 گرم.

(Na2HPO4) = متر(Na2HPO4)/ متر(راه حل) = 28.4 / 69.55 = 0.4083، یا 40.83%.

پاسخ. PH 3 ; (Na 2 HPO 4) = 40.83%.

2. با الکترولیز کامل 1 کیلوگرم محلول سولفات آهن (II)، 56 گرم فلز روی کاتد آزاد شد. چه جرمی از فسفر می تواند با ماده آزاد شده در آند واکنش دهد و اگر محصول واکنش حاصل در 87.24 میلی لیتر از محلول هیدروکسید سدیم 28٪ (چگالی محلول 1.31 گرم در میلی لیتر) حل شود، ترکیب نمک چگونه خواهد بود؟

پاسخ. 12.4 گرم فسفر؛ سدیم هیدروژن فسفات.

3. 20 گرم از مخلوط سولفات باریم، فسفات کلسیم، کربنات کلسیم و فسفات سدیم در آب حل شد. جرم قسمت نامحلول 18 گرم بود که تحت اثر اسید کلریدریک بر روی آن 24/2 لیتر گاز (n.o) آزاد شد و جرم باقیمانده نامحلول 3 گرم بود.ترکیب مخلوط اولیه نمک ها را بر حسب جرم تعیین کنید. .

پاسخ. Na 3 PO 4 - 2 گرم؛ BaCO 3 - 3 گرم؛
CaCO 3 - 10 گرم؛ Ca 3 (PO 4) 3 - 5 گرم.

4. از 1 تن فسفریت حاوی 40 درصد ناخالصی چند کیلوگرم فسفر می توان به دست آورد؟ حجم در n.o چقدر است فسفین حاصل از این فسفر را مصرف کنید؟

پاسخ. 120 کیلوگرم P; 86.7 متر 3 PH 3.

5. 40 گرم از یک ماده معدنی حاوی 77.5٪ فسفات کلسیم با ماسه و زغال سنگ اضافی مخلوط شد و بدون هوا در یک کوره الکتریکی گرم شد. ماده ساده به دست آمده در 140 گرم اسید نیتریک 90 درصد حل شد. جرم هیدروکسید سدیم مورد نیاز برای خنثی کردن کامل محصول اکسیداسیون یک ماده ساده را تعیین کنید.

پاسخ. 24 گرم NaOH.

سطح B

1. برای خنثی کردن کامل محلول به دست آمده از هیدرولیز 1.23 گرم مقداری فسفر هالید، 35 میلی لیتر از محلول هیدروکسید پتاسیم 2M مورد نیاز بود. فرمول هالید را تعیین کنید.

پاسخ.تری فلوراید فسفر.

2. نمونه ای از اتانول بی آب حاوی 0.5 درصد اکسید فسفر (V) به عنوان ناخالصی در اکسیژن کافی سوزانده شد. گازهای به دست آمده جدا شدند و محلول حاصل تا زمانی که تکامل گاز متوقف شد حرارت داده شد و پس از آن محلول هیدروکسید پتاسیم 0.5 درصد برابر جرم به آن اضافه شد. کسر جرمی مواد را در محلول به دست آمده تعیین کنید.

پاسخ. K 2 HPO 4 - 0.261٪؛
KH 2 PO 4 - 0.204٪.

3. به 2 گرم از مخلوط هیدروفسفات و دی هیدروژن فسفات پتاسیم، که در آن کسر جرمی فسفر 20٪ است، 20 گرم محلول 2٪ اسید فسفریک اضافه شد. کسر جرمی مواد در محلول حاصل را محاسبه کنید.

پاسخ. KH 2 PO 4 - 9.03٪؛
K 2 HPO 4 (باقی مانده) - 1.87٪.

4. هنگامی که مخلوطی از هیدرید و فسفید یک فلز قلیایی با کسر جرمی مساوی با آب تصفیه شد، مخلوط گازبا چگالی نیتروژن 0.2926. تعیین کنید که کدام فلز در ترکیبات گنجانده شده است.

پاسخ.سدیم.

5. 50 گرم از مخلوط فسفات کلسیم و کربنات های کلسیم و آمونیوم کلسینه شد و 25.2 گرم باقیمانده جامد به دست آمد که آب به آن اضافه شد و سپس دی اکسید کربن اضافی از آن عبور داده شد. جرم باقیمانده حل نشده 14 گرم بود. جرم کربنات آمونیوم را در مخلوط اولیه تعیین کنید.

راه حل

هنگامی که مخلوط کلسینه می شود، فرآیندهای زیر انجام می شود:

1) Ca 3 (PO 4) 2;

3) (NH 4) 2 CO 3 2NH 3 + CO 2 + H 2 O.

در باقی مانده جامد - Ca 3 (PO 4) 2 و CaO.

پس از افزودن آب:

4) Ca 3 (PO 4) 2 + H 2 O;

5) CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

پس از عبور دی اکسید کربن:

6) Ca (OH) 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2.

باقیمانده حل نشده Ca 3 (PO 4) 2 است، بنابراین، متر(Ca 3 (PO 4) 2) = 14 گرم.

جرم CaO را پیدا کنید:

متر(CaO) \u003d 25.2 - 14 \u003d 11.2 گرم.

(CaO) \u003d 11.2 / 56 \u003d 0.2 مول،

(CaCO 3) \u003d (CaO) \u003d 0.2 مول،

متر(CaCO 3) \u003d 0.2 100 \u003d 20 گرم.

متر(NH 4) 2 CO 3 = متر(مخلوط) - متر(Ca 3 (PO 4) 2) - متر(CaCO 3) \u003d 50 - 14 - 20 \u003d 16 گرم.

پاسخ. متر(NH 4) 2 CO 3 \u003d 16 گرم.

وظایف کیفی

1. ترکیب جامد، سفید و بسیار محلول در آب A یک اسید است. هنگامی که اکسید B به محلول آبی A اضافه می شود، یک ترکیب سفید رنگ و نامحلول در آب تشکیل می شود. از الف. مواد را شناسایی کنید، معادلات واکنش را بنویسید.

پاسخ. مواد: A - H 2 PO 4، B - CaO،
C - Ca 3 (PO 4) 2 .

2. مخلوطی از دو جامد قرمز (A) و رنگ سفید(ب) با اصطکاک کمی مشتعل می شود. این واکنش دو جامد سفید تولید می کند که یکی از آنها (C) در آب حل می شود و یک محلول اسیدی تشکیل می دهد. اگر اکسید کلسیم به ماده C اضافه شود، یک ترکیب سفید رنگ و نامحلول در آب تشکیل می شود. مواد را شناسایی کنید، معادلات واکنش را بنویسید.

پاسخ. مواد: A - P (cr.)، B - KClO 3،
C - P 2 O 5.

3. ترکیب نامحلول در آب A به رنگ سفید، در نتیجه کلسینه شدن در دمای بالا با زغال سنگ و ماسه در غیاب اکسیژن، یک ماده ساده B را تشکیل می دهد که در چندین تغییر آلوتروپیک وجود دارد. هنگامی که ماده B می سوزد، ترکیب C تشکیل می شود که در آب حل می شود و اسید E را تشکیل می دهد که قادر به تشکیل سه نوع نمک است. مواد را شناسایی کنید، معادلات واکنش را بنویسید.

پاسخ. مواد: A - Ca 3 (PO 4) 2، B - P،
C - P 2 O 5، E - H 3 PO 4.

* علامت +/– به این معنی است که این واکنش با همه معرف ها یا در شرایط خاص انجام نمی شود.

** واکنش ردوکس (ORD) جالب توجه است که هنگام مشتعل شدن کبریت ها رخ می دهد:

ادامه دارد

داستانی در مورد ترکیبات گازی فسفر، و اول از همه در مورد فسفین، احتمالاً باید با این کلمات شروع شود: "نور سوسو زننده ای که در مرداب ها ظاهر می شود (معروف "چراغ های سرگردان") نتیجه اشتعال خود به خودی فسفین است." خوب، تعریف زیر قبلاً مفهوم دایره المعارفی دارد: "فسفین یا هیدروژن فسفر (PH 3) یک گاز بی رنگ با بوی نامطبوع (ماهی پوسیده، سیر یا کاربید صنعتی)، سمی است که در طی کاهش بیوشیمیایی اسید فسفریک ایجاد می شود. استرها، عمدتاً در شرایط بی هوازی، یعنی بدون دسترسی به اکسیژن.

ترکیبات فسفر در طبیعت

در طبیعت، بسیاری از ترکیبات فسفر آلی گازی دیگر وجود دارد که در مولکول های آنها اتم فسفر P به اتم کربن C متصل است. هزاران مورد از آنها وجود دارد. بسیاری از آنها بخشی از اکوسیستم ها از جمله سلول های زنده گیاهان و میکروارگانیسم ها هستند. بزرگترین گروه از ترکیبات با پیوندهای C-P حدود پنجاه سال پیش در اجسام زنده کشف شد.

همچنین در خاک ها فسفونات ها وجود دارد - مشتقات ترکیبات آلی فسفره با پیوندهای C-P حفظ شده. درست است که آنها کمی هستند، بیش از 1-2٪ از فسفر موجود در مواد آلی، بنابراین همیشه نمی توان آنها را در زمین های قابل کشت شناسایی کرد، اما در خاک های باتلاقی و مراتع محتوای آنها به 3-4٪ افزایش می یابد.

در شرایط عادی (هوازی)، ترکیبات طبیعی فسفر آلی و معدنی فسفات ها (ارتوفسفات ها) هستند. تعداد زیادی از آنها وجود دارد. برای فسفات های آلی، اتصال C-O-Rبه عبارت دیگر کربن و فسفر از طریق یک اتم اکسیژن به هم متصل می شوند.

یکی از اسرار شگفت انگیز طبیعت این است که فسفات های آلی موجود در سیستم های زنده (مثلاً در جلبک ها و میکروارگانیسم ها) به طور خودسرانه سنتز و تجزیه نمی شوند، بلکه طبق قانون "بخش طلایی"، پیروی از قانون خاصی است که توسط سری معروف توصیف شده است. اعداد فیبوناچی (1، 1، 2، 3، 5، 8...) که در آنها هر جمله بعدی برابر با مجموع دو جمله قبلی است. هماهنگی طبیعت در اینجا به طور نامفهومی در انباشت و مصرف انرژی و ماده (به ویژه فسفر) در اکوسیستم ها آشکار می شود، که با نسبتی توصیف می شود که تقریباً با ضریب کلاسیک "بخش طلایی" 1.618 (5/3، 8) ارائه می شود. /5، 13/8، و غیره) و غیره)، یعنی 62 درصد از ترکیبات ذکر شده باید بسته و انباشته شود و فقط 38 درصد از بین رفته یا تبخیر شود. این الگوها متعاقباً بر انباشت هوموس و چرخه فسفر و نیتروژن و جریانهای گازی که توسط انتشار و "غرق" دی اکسید کربن CO 2 و "تنفس" خاک (انتشار CO 2 و جذب اکسیژن O 2). در واقع، در طبیعت نوساناتی در مقادیر عددی این نسبت بین 1.3-1.7 وجود دارد. اما، همانطور که بیش از یک بار در نوشته های نویسنده و سایر دانشمندان ذکر شده است، بسیار وحشتناک تر است که دلیل اصلیانحرافات و حتی نقض این الگو به فعالیت های انسان زا تبدیل شده است.

برخی از کارشناسان قبلاً توجه خود را به این واقعیت جلب کرده اند که اگر این نسبت به وحدت گرایش پیدا کند، خطرات جدیدی ممکن است در کمین ما باشد، یعنی انباشت و تجزیه با همان شدت پیش برود، به عنوان مثال، در چرخه کربن، جایی که به دلیل "مداخله" اقتصاد جهانی، اقیانوس ها و زیست کره اکنون تنها نیمی از انتشار کربن را جذب می کنند (62٪ باید باشد).

اما اجازه دهید به فسفین و مشتقات آن بازگردیم، به عبارت دیگر، به آن دسته از ترکیبات فسفر آلی که در آنها عناصر مختلف (نیتروژن، گوگرد، سیلیسیم، مولیبدن و غیره) و کمپلکس های آنها همراه با فسفر و کربن یافت می شود. در شرایط مساعد برای رشد میکروارگانیسم ها (به ویژه در شرایط باتلاق ها و تندرا با گرم شدن مشاهده شده)، ترکیبات ارگانوفسفره با کمک آنزیم (کاتالیزور) C-P-lyase تجزیه می شوند. اکنون در 9 گروه از باکتری ها یافت می شود که از فسفر تغذیه می کنند و آن را از تجزیه ترکیبات آلی فسفر استخراج می کنند. اما قارچ ها و مخمرها که 50 تا 70 درصد از کل میکرو فلور اکوسیستم ها را تشکیل می دهند، این ترکیبات را تجزیه نمی کنند. برعکس، تک یاخته ها، نرم تنان و قارچ ها آنها را سنتز می کنند. قارچ ها می توانند حتی در غلظت های نسبتاً بالایی از فسفین رشد کنند، فقط میسلیوم آنها زرد می شود.

کاربرد، خواص، خطرات

فسفین سمی است (غلظت خطرناکی که می تواند کشنده باشد 0.05 میلی گرم در لیتر است) و در غلظت 2000 میلی لیتر در متر مکعب (2 لیتر در متر مکعب یا 2 10 -3) باعث مرگ فوری می شود. عمدتاً در کشاورزی در هنگام ضدعفونی انبارهای غلات و محافظت در برابر کنه ها و سایر آفات در هنگام حمل و نقل محصولات به ویژه محصولات غلات مشاهده می شود. پیش از این، به طور فعال علیه موش ها و موش ها در انبارها استفاده می شد. در استرالیا، آنها حتی در مبارزه با خرگوش هایی که خیلی سریع رشد می کنند به کمک او متوسل می شوند. علاوه بر این، تعدادی از علف کش ها و حشره کش ها حاوی ترکیبات آلی فسفره بر پایه فسفین و مشتقات آن هستند. و در نهایت، در زمان های اخیر به طور فزاینده ای برای مقابله با آن در ارتباط با تخریب های گسترده ضروری شده است سلاح های شیمیاییبرای خنثی سازی ترکیبات سمی آلی فسفره سارین و مشتقات سومان فسفین.

فسفین خالص (بدون ناخالصی) در دمای 150 درجه سانتیگراد مشتعل می شود، با تشکیل اسید فسفریک سمی می سوزد، اما در حضور ناخالصی های دی فسفین P 2 H 4 یا فسفر گازی P 4 می تواند به طور خود به خود در هوا مشتعل شود. واکنش فسفین با اکسیژن (و همچنین اکسیداسیون متان مشابه - CH 4 و سیلان - SiH 4) به واکنش های زنجیره ای شاخه ای اشاره دارد. واکنش های شیمیایی، یعنی سریعتر جریان می یابد و می تواند منجر به انفجار شود. اکسیداسیون فسفین در دمای اتاق اتفاق می افتد، اما گاز می تواند در دمای پایین پایدار باشد. اکسیداسیون فسفین را می توان با تابش نور فرابنفش تسریع کرد. خودسوزی آن در هوا در غلظت های 1.7-1.9٪ (17-19 لیتر در متر مکعب) یا 26-27 گرم در متر مکعب امکان پذیر است. بنابراین، در اکوسیستم های مردابی، اغلب باید نه تنها با "آتش سوزی های ولگرد" ذکر شده، بلکه با احتراق خود به خود نیز مقابله کرد (به هر حال، آتش سوزی های معمولی ذغال سنگ نارس از همان ماهیت هستند).

برای بخور (برای خلاصی از ذخایر غلات و محصولات کشاورزی از کنه ها و سایر آفات)، معمولاً از فسفیدها، به ویژه ترکیبات فسفر با فلزات استفاده می شود. فسفیدها در واکنش با رطوبت هوا، فسفین آزاد می کنند. قرص ها و نوارهای حاوی فسفید به میزان 9 گرم در تن غلات یا سایر محصولاتی که در معرض نگهداری طولانی مدت هستند در انبارها قرار می گیرند و حتی به سیب اضافه می شوند. اعتقاد بر این است که فسفین در طول هوادهی تبخیر می شود، اگرچه طبق داده های موجود در ادبیات علمی، تا 13٪ از گاز سمی در دانه خوراک جذب می شود. آیا این شرایط به تنهایی نباید باعث شود که با چنین "ضدعفونی" با احتیاط شدید رفتار شود؟!

در حال حاضر، برای بخور دانه در طول حمل و نقل و ذخیره سازی، دو ترکیب مجاز برای استفاده هستند - متیل برومین و متیل فسفین، و اولین مرتبه ای کمتر سمی (و موثر) از دومی است. با استفاده از دومی، به طور ضمنی فرض می شود که فسفین سمی، پس از جذب توسط محتویات انبار، به طور معجزه آسایی استخراج و تبخیر می شود و فقط کنه ها و سایر آفات را مسموم می کند. به نظر می رسد که قبلاً مرسوم نبود که به این فکر کنیم که چگونه این تصویر با واقعیت مطابقت دارد. در همین حال، تقریباً نیم قرن پیش، مشخص شد که متیل فسفین (مخلوطی از دو گاز - متان CH 4 و فسفین PH 3) تقریباً مانند خود فسفین بسیار سمی است.

متان و فسفین در بیوسفر

بر کسی پوشیده نیست که متان ساطع شده از باتلاق ها یکی از اصلی ترین گازهای گلخانه ای محسوب می شود و همچنان موضوع بحث و تحقیق فعال در ارتباط با مشکلات تغییرات آب و هوایی جهانی است. افسوس، در روسیه غلظت آن در جو فقط در یک ایستگاه هواشناسی (Teriberka در شبه جزیره کولا) تعیین می شود. اما اندازه گیری آن بر روی باتلاق های سیبری ضرری ندارد!

همانطور که مشخص است، ذخایر عظیم متان (7 · 10 11 - 3 · 10 13 تن) در اعماق زمین حفظ شده است و 4 · 10 11 تن از آنها در منطقه منجمد دائمی قطب شمال است. در خشکی، متان در ترکیبات آلی باتلاق ها، رسوبات و ریزه ها، و در اقیانوس جهانی - در هیدرات های گازی که در زیر زمین، تحت شرایط دمای پایین وجود دارد، یافت می شود. در گزارش تغییرات آب و هوایی سازمان ملل متحد، کارشناسان گزارش می دهند که در سیبری، انتشار متان از باتلاق ها و منجمدهای دائمی در سیبری سال های گذشتهبه سرعت در حال رشد است. حداکثر انتشار متان از خاک های تندرا در دمای 8 تا 10 درجه سانتی گراد است و در دمای 5 درجه سانتی گراد اکسیداسیون آن به CO 2 و آب غالب است. در تمام افق های خاک شکل می گیرد. در نتیجه مطالعات اخیر، مشخص شد که به عنوان مثال، تاندرای بوته ای جنوبی ما (نزدیک Vorkuta) تنها دو مورد از پنج سال گذشته به عنوان یک مخزن کربن عمل کرده است.

این یک روند نسبتا خطرناک است، به خصوص اگر در نظر بگیریم که کشور ما 2/3 از کل باتلاق های روی زمین را تشکیل می دهد. مناطق تالاب های ما از مساحت کل زمین های کشاورزی فراتر می رود: طبق داده های سال 2003، 343 میلیون هکتار باتلاق (که 130 میلیون هکتار آن بیش از حد جنگل نیست) و 221 میلیون هکتار زمین کشاورزی (از این تعداد 123 میلیون هکتار). زمین های قابل کشت هستند).

و در اینجا این است که چگونه کارمندان دانشگاه دولتی مسکو انتشار متان را در سال 2007 بر اساس نتایج اندازه‌گیری‌ها در باتلاق‌های منطقه تومسک ارزیابی کردند. بر اساس برآورد آنها، مقدار متوسط شار متان حدود 10 میلی گرم بر متر مربع در ساعت بود. در تابستان روزانه 4/2 کیلوگرم در هکتار و در هر فصل (6 ماه) 432 کیلوگرم در هکتار رهاسازی می شود. و از 130 میلیون هکتار باتلاق - تقریبا 60 میلیون تن. اکسیداسیون چنین مقدار متان به دو برابر اکسیژن - 120 میلیون تن - نیاز دارد.

با این حال، اثر "جانبی" اصلی انتشار متان را باید این واقعیت دانست که در اکوسیستم های تندرا و مرداب در دماهای پایین، متان نه تنها نشان دهنده مقدار مناسبی از کربن است که می تواند محتوای آن را در جو به طور قابل توجهی تغییر دهد، بلکه از نزدیک نیز وجود دارد. همراه با ترکیبات آلی فسفره، که همیشه در گیاهان، میکرو فلور مرداب ها و رسوبات وجود دارد (عمدتاً به دلیل اتصال C-P ذکر شده). و جداسازی آن از مکانهایی که قبلاً سنتز شده بود، به دلیل تشدید فرآیندهای تخمیر بیوشیمیایی با افزایش دما، حداقل به دلیل تجزیه ترکیبات مبتنی بر فسفین رخ می دهد. به عبارت دیگر، گازهای CH 4 و PH 3 به صورت موازی منتشر می شوند. در همین حال، در حالی که کارشناسان محیط زیست و اقلیم شناسان تنها تغییرات محتوای CO 2 و CH 4 در جو را رصد می کنند و محتوای PH 3 توسط هیچکس مورد توجه قرار نمی گیرد. اما بیهوده!

این حذف تا حدی به این دلیل است که فقط تعداد کمی از کارشناسان از روش های اندازه گیری محتوای فسفر در جو در حالت گازی آگاه هستند. پس از همه، حتی در دنیای علمیهنوز این عقیده وجود دارد که فسفر در طبیعت عمدتاً به شکل فسفات و پس از هیدرولیز وجود دارد. اتصالات P-O-R، P-O-C و حتی P-C به جامد تبدیل می شود. شار فسفر به جو به شکل ترکیبات فرار از نوع PH 3 ناچیز در نظر گرفته شده و نادیده گرفته می شود. تعیین محتوای فسفر آزاد شده در جو با فسفین، تنها با روش‌های معمولی که برای تشخیص فسفر در ترکیبات جامد استفاده می‌شود، تصویر واقعی چرخه فسفر در اکوسیستم‌ها را به‌طور قابل‌توجهی مخدوش می‌کند. در عین حال، ظهور فسفین سمی و خود به خود قابل احتراق در جو نادیده گرفته می شود.

تهدید فسفین: ارزیابی های ساده

در همین حال، ساده ترین ارزیابی کمی از رهاسازی فسفین در اکوسیستم ها را می توان با مطالعه مناطق پر آب، شبیه سازی مراتع آبی یا شالیزارهای برنج به دست آورد. همانطور که در آکادمی کشاورزی مسکو تأسیس شد که در سال 1926 برگزار شد. K. A. Timiryazev، یک سری از شش آزمایش انجام شده در شرایط کاملاً کنترل شده، 9.7 میلی گرم فسفر از 1 کیلوگرم خاک در ساعت به شکل گازی (فسفین) می رود. یک محاسبه نه چندان پیچیده 2.13 کیلوگرم در هکتار در روز می دهد. اما این تقریباً به اندازه‌ای است که متان از باتلاق‌ها آزاد می‌شود! بنابراین، برای فصل ما 383 کیلوگرم در هکتار و از کل منطقه باتلاق های بدون درخت (130 میلیون هکتار) - حدود 50 میلیون تن PH 3 دریافت می کنیم. در مورد اکسیداسیون آن به اسید فسفریک طبق فرمول

PH 3 + 2O 2 → H 3 PO 4

دیدن اینکه دو برابر اکسیژن مورد نیاز خواهد بود دشوار نیست - تقریباً 100 میلیون تن (برای متان، این مقادیر به ترتیب 60 و 120 میلیون تن بود).

تایید غیرمستقیم آزادسازی فسفین از خاک نیز مطالعه شارهای فسفر در مزارع برنج است - از کاشت تا برداشت، از دست دادن فسفر در خاک های غرقابی 3-8 برابر بیشتر از محتوای آن در دانه و کاه است. حداکثر حذف Р 2 O 5 به 100 کیلوگرم در هکتار می رسد. ترکیبات آلی فسفر 4 برابر بیشتر از ذخیره شده در گیاهان از خاک دفع می شود. مجموع تلفات فسفر از لایه فوقانی (20 سانتی متر) خاک، بر اساس برآوردهای مختلف، 960-2940 کیلوگرم در هکتار است. شواهدی وجود دارد که نشان می دهد وقتی برنج به مدت 32 سال روی چک های غرقابی کشت می شود، بیش از نیمی از هوموس خاک از بین می رود و البته با آن نیتروژن و فسفر نیز انجام می شود.

این همچنین می تواند به دلیل آزاد شدن اشکال گازی آنها - آمونیاک (NH 3) و فسفین (PH 3) رخ دهد. مدتهاست که مشخص شده است که از نظر خواص شیمیایی، آنالوگهای ساختاری شیمیایی هستند. تکرار می کنم، تعیین فسفر و نیتروژن فقط به شکل معدنی، نادیده گرفتن اجزای گاز، منعکس کننده فرآیندهای واقعی در اکوسیستم ها، به ویژه در شرایط بی هوازی نیست. به طور خاص، در مطالعات اخیر تأیید مستقیمی مبنی بر آزاد شدن فسفر همراه با متان در اکوسیستم های باتلاقی به دست آمده است.

با بازگشت به بحث در مورد دست کم گرفتن احتمالی محتوای فسفین در جو، باید توجه داشت که نه تنها باتلاق های شمال یا مناطق استوایی، بلکه مزارع وسیع برنج (عمدتاً در هند، چین، ژاپن و کشورهای جنوب شرقی آسیا) ) می تواند سهم کاملاً ملموسی داشته باشد.

در متون علمی شواهدی وجود دارد که نشان می دهد تا 3.5 کیلوگرم در هکتار فسفر همراه با بارش بر روی زمین می ریزد. به عبارت دیگر، این تنها حدود 1٪ از فسفر است که تخمین زده می شود که از سیستم های باتلاقی یا خاک های غرقاب شده توسط فسفین به اتمسفر (383 کیلوگرم در هکتار) حذف شود، 99٪ باقی مانده به نظر می رسد به سرعت اکسید، رسوب یا تجزیه می شود. (به عنوان مثال، در نتیجه هیدرولیز) در لایه های سطحی هوا، لیتوسفر و بیوسفر، توزیع مجدد فسفر در سطح زمین را تضمین می کند.

البته فسفین نیز مانند متان در جو وجود دارد، اما باید پذیرفت که چرخه فسفر بسیار بدتر از چرخه نیتروژن یا کربن مورد مطالعه قرار گرفته است. ترکیبات فسفر بسیار فعال در حضور اکسیژن به سرعت به مجتمع های خنثی، فسفات های "بی ضرر" تبدیل می شوند. علاوه بر این، فسفر معمولاً در اکوسیستم ها کمیاب است، یعنی در غلظت های پایین وجود دارد. بنابراین، تکرار می کنم، تلاش برای در نظر گرفتن فسفر فقط به شکل فسفات می تواند منجر به تحریف قابل توجه نقش واقعی آن در اکوسیستم شود. و آنچه که دست کم گرفتن این نقش می تواند منجر به آن شود، به وضوح از باتلاق هایی که قبلاً بدون فکر تخلیه شده بودند، مشاهده می شود، که در سال های خشک به راحتی به دلیل متان (CH 4)، سیلان (SiH 4) و فسفین (PH 3) مشتعل می شوند.

با توجه به نتایج اندازه گیری در ایستگاه هواشناسی Teriberka در بالا، مشخص شد که در سال 1990، 48.8 میلیون تن متان از خاک روسیه در جو منتشر شد (به یاد بیاورید، برآورد ما برای کل منطقه بدون درخت باتلاق ها حدود 60 میلیون تن بود). برای 1996-2003 بیشترین غلظت در سال 2003 ثبت شد. امسال گرم ترین سال برای کل روسیه بود، به ویژه در تابستان و پاییز در مناطق باتلاق و تاندرا (یاکوتیا، سیبری غربی) - به طور متوسط، دمای اینجا تقریبا 6 درجه سانتیگراد بالاتر از بلند مدت بود. تحت این شرایط، کاهش تابستانی در محتوای ازن O 3 بالادست در شمال روسیه به میزان 5-10٪ به طور همزمان مشاهده شد. اما در تابستان، فرآیندهای فتوسنتز و تشکیل اکسیژن در اینجا تسریع می شود. بنابراین، بدیهی است که ازن به شدت در اینجا برای اکسید کردن مقدار افزایش یافته متان و فسفین در شرایط گرم سال 2003 مصرف شده است.

از فسفین تا اکسیژن: برخی از آمار و فلسفه

بر کسی پوشیده نیست که به دلیل غنی ترین منابع بیولوژیکی، روسیه قبلاً به عنوان اهداکننده اکسیژن در جهان عادت کرده است. به گفته کارشناسان، سالانه 8130 میلیون تن O 2 در قلمرو آن تشکیل می شود. به نظر می رسد با فرض این که فرآیند فتوسنتز که مسئول تشکیل این توده اکسیژن است، از "قانون هارمونی جهانی" فوق الذکر پیروی می کند - قاعده "بخش طلایی"، در برابر حقیقت زیاد گناه نخواهیم کرد. . از این گذشته، 1.47 تن دی اکسید کربن، 0.6 تن آب و 3.84 Gcal انرژی خورشیدی برای تشکیل 1 تن ماده آلی در طول فتوسنتز صرف می شود و 1.07 تن اکسیژن آزاد می شود. نسبت بین مقدار CO 2 جذب شده و O 2 آزاد شده (1.47: 1.07) با "طلایی" تفاوت چندانی ندارد.

بر اساس برخی برآوردهای منتشر شده، مصرف اکسیژن در روسیه (تنفس، احتراق سوخت و سایر نیازهای صنعتی) 2784 میلیون تن است و سپس «تولید» آن توسط روسیه 5346 میلیون تن بیشتر از مصرف آن است. اما در محاسبات دیگر که در نظر گرفته شده مصرف اکسیژن توسط میکرو فلور (که قبلاً کل خاک بود) برای "تنفس"، مازاد تولید اکسیژن روسیه نسبت به مصرف آن در حال حاضر یک مرتبه کمتر است - 560 میلیون تن گاز و اکسیژن مصرفی. در زمین های بکر، ارزش این مقدار نزدیک به 1.58 است و در زمین های زراعی بین 1.3-1.75 در نوسان است - به عبارت دیگر، اکسیژن به صورت "اقتصادی" (42-37٪) در فرآیند "تنفس" مصرف می شود. خاک (42-37٪) و دی اکسید کربن بیشتر (58-63٪) آزاد می شود. اگر از مقدار متوسط "بخش طلایی" 1.52 برای نسبت CO 2: O 2 استفاده کنیم، با انتشار CO 2 از خاک روسیه 10409 میلیون تن اکسیژن، 6848 میلیون تن دیگر اکسیژن مصرف می شود. برای "تنفس" خاک روسیه (2004 برآورد بر اساس داده های کارمندان موسسه مسائل بنیادی زیست شناسی آکادمی علوم روسیه، به ویژه V. N. Kudeyarov).

نوعی "نسبت طلایی" نیز بین سینک CO 2 و انتشار آن در مقیاس روسیه مشاهده می شود. نسبت بین سینک که 4450 میلیون تن در سال است (از نظر کربن) و انتشار (2800 میلیون تن - در همان واحدها) برابر با 1.59 است، یعنی به طور شگفت انگیزی نزدیک به "طلایی" است. خوب، تا زمانی که CO 2 بیش از روسیه به طور کلی وجود نداشته باشد، اکوسیستم های ما بیشتر از آنچه ما منتشر می کنیم جذب می کنند، جنگل های ما ما را نجات می دهند و "گناهان" ما را می پوشانند. اما در سال های اخیر (عمدتاً در شمال) به طور فزاینده ای اشاره شده است که اکوسیستم ها نمی توانند با "طرح" جذب کنار بیایند و نسبت ذکر شده نقض می شود.

با این حال، بسیار مهمتر است که، همانطور که از تعدادی تخمین نشان می دهد، در روسیه کل اکسیژن مصرفی سالانه برای نیازهای ما (2784 میلیون تن)، تنفس خاک (6848 میلیون تن) و اکسیداسیون متان و فسفین (220 میلیون تن) تن) به 10 میلیارد تن نزدیک می شود که تقریباً 2 میلیارد تن بیشتر از تولید همه جنگل های ما است. و این تعادل غم انگیز به نظر من یک مشکل بسیار جدی تر از معامله مورد انتظار در سهمیه ها است. به خاطر حفظ محیطو زیست کره کره زمین، که ما امروزه منابع آن را 25 درصد بیشتر از زمان بازیابی آنها صرف می کنیم، در نهایت باید متوجه شویم که بدون محدود کردن مصرف، ما و فرزندانمان به سادگی نمی توانیم زنده بمانیم. و آخرین اما نه کم اهمیت، به اکسیژن مربوط می شود. به نظر می رسد مقدار زیادی از آن در اتمسفر (21٪) وجود دارد، اما نباید اجازه داد که بیشتر از آنچه تولید می شود در زمین مصرف شود.

جمع بندی

بر کسی پوشیده نیست که در طول 100 سال گذشته، در نتیجه فعالیت های بی فکر انسان و نادیده گرفتن قوانین طبیعت، انتشار دی اکسید کربن در جو (و محتوای آن در آنجا)، طبق برآوردهای مختلف، 25-35٪ افزایش یافته است. . یکی از پیامدهای ضعیف محاسبه شده گرمایش جهانی می تواند تشدید شدید فرآیندهای بیوشیمیایی در مناطق طبیعی باتلاق ها و منجمدهای دائمی باشد. در این مورد، انتشار نه تنها متان (این تقریباً واضح است) می تواند به شدت افزایش یابد، بلکه گازهایی که از نظر تأثیر آنها بر بیوسفر کمی مطالعه شده اند: آمونیاک، سیلان و فسفین که به اکسیژن زیادی نیاز دارند. برای اکسیداسیون و خنثی سازی اما اثرات بازخوردی نیز به طور کامل تجزیه و تحلیل نشده است (به عنوان مثال، انتشار شدیدتر متان افزایش بیشتر غلظت CO 2 در جو را تسریع می کند، که به نوبه خود می تواند منجر به کاهش شدید سرعت فتوسنتز شود). همانطور که از مطالعات اخیر بر می آید، نقش جبران کننده فتوسنتز در جنگل های شمالی به طور قابل توجهی در دهه 1990 ضعیف شد. اما قبل از اینکه کاملاً ثابت شود که درختان در تمام عرض های جغرافیایی به طور قابل اعتمادی به فتوسنتز و جذب CO 2 کمک می کنند. روند خطرناک! و نمونه هایی از این گونه "دگردیسی" جنگل ها سال به سال چند برابر می شود.

در حال حاضر، ما تقریباً چیزی در مورد جداسازی و اکسیداسیون سیلان (SiH 4) که بیش از یک بار در این مقاله ذکر شده است، نمی دانیم. در همین حال، تمام گیاهان مرداب، غلات و میکروارگانیسم‌ها سرشار از سیلیکون آلی هستند. در ذغال سنگ نارس باتلاق های برجسته - 43٪ SiO 2، انتقالی - 28٪، دشت - 21٪. تاکنون، تنها شواهد جزئی وجود دارد که سیلان در ترکیب با فسفین، مجتمع‌های مورد مطالعه ناکافی - سیلیل فسفین‌ها را تشکیل می‌دهد. فرآیندهای جداسازی سیلان، اکسیداسیون و ترکیب آن با سایر عناصر نیاز به مطالعه جدی دارد.

و در نتیجه - طرحی با ظاهر خارق العاده که باید هر کسی را که هنوز این توانایی را از دست نداده است به فکر وادار کند. در لایه سطحی جو، به دلیل افزایش سریع محتوای دی اکسید کربن و برخی دیگر از گازهای "مرده"، در آینده قابل پیش بینی، ممکن است کمبود اکسیژن نه تنها به دلیل کاهش سرعت فتوسنتز، افزایش یابد. در مصرف برای اکسیداسیون، احتراق و تنفس، بلکه به دلیل گازهای سمی "صفحه نمایش" که با هجوم O 2 از لایه های بالاتر جو تداخل می کند.

برای میلیاردها سال، اساس تمام حیات روی زمین فتوسنتز بود که به طور منظم اکسیژن سیاره را تامین می کرد. افسوس، همانطور که برخی از محققان به درستی اشاره می کنند، برای اولین بار در تاریخ، به نظر می رسد تمدن مدرن توانسته است دوباره پر شدن جو با اکسیژن را کند کند و طبیعت را به نقطه انشعاب رساند. آیا او زنده خواهد ماند؟

به عنوان مثال ببینید: Yeldyshev Yu.N. آیا متان عامل گرمایش جهانی است؟ // اکولوژی و زندگی، 1386، شماره 11، ص. 45; تغییر اقلیم: حقایق و عوامل // اکولوژی و زندگی، 2008، شماره 3، ص. 44.
به عنوان مثال به مقاله Kravchenko I.K. در مجله «میکروبیولوژی»، شماره 6، 1386.