포스핀 화학식. 포스핀 가스 중독 및 치료
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 5CO + P 2
이 온도에서 인 증기는 거의 전적으로 P 2 분자로 구성되며 냉각 시 P 4 분자로 응축됩니다.
증기가 응축되면 형성됩니다. 백색(황색) 인, 사면체 모양의 P 4 분자로 구성됩니다. 반응성이 높고 부드러우며 왁스 같은 옅은 노란색 물질로 이황화탄소와 벤젠에 용해됩니다. 공기 중에서 인은 34 ° C에서 발화합니다. 낮은 산화로 느린 산화로 인해 어둠 속에서 빛나는 독특한 능력이 있습니다. 한때 브랜드가 고립시킨 것은 백린탄이었다.
백린탄을 공기 없이 가열하면 적색으로 변합니다(1847년에야 처음 얻어짐). 이름 적린밀도와 색상이 다른 한 번에 여러 가지 수정 사항을 나타냅니다. 주황색에서 진한 빨간색, 자주색까지 다양합니다. 모든 종류의 적린은 백린과 비교하여 유기 용매에 불용성이며 반응성이 낮고 (t> 200 ° C에서 공기 중에서 발화) 고분자 구조를 가지고 있습니다. 이들은 끝없는 사슬로 서로 연결된 P 4 사면체입니다. "보라색 인"은 오각형 단면을 가진 긴 관형 구조에 놓인 P 8 및 P 9 그룹으로 구성된 그들과 다소 다릅니다.
~에 고혈압백린은 흑린, 정점에 인 원자가 있는 체적 육각형으로 만들어지며 레이어로 서로 연결됩니다. 처음으로 이 변환은 미국 물리학자 Percy Williams Bridgman에 의해 1934년에 수행되었습니다. 흑색 인의 구조는 흑연과 유사하지만 인 원자에 의해 형성된 층이 평평하지 않고 "주름 모양"이라는 유일한 차이점이 있습니다. 흑린은 인의 최소 활성 변형입니다. 공기에 접근하지 않고 가열되면 적색과 같이 증기로 전달되어 백린이 응축됩니다.
백린탄은 매우 유독합니다: 치사량은 약 0.1g이며 공기 중에서 자기 발화 위험이 있기 때문에 물층 아래에 저장됩니다. 적린과 흑린은 비휘발성이고 물에 거의 녹지 않기 때문에 독성이 덜합니다.
화학적 특성
가장 화학적으로 활성인 것은 백린입니다(단순화를 위해 백린과 관련된 반응 방정식에서는 P로 표기하고 P 4로 표기하지 않습니다. 특히 적린의 참여로 유사한 반응이 가능하기 때문에 분자 구성은 다음과 같습니다. 분명치 않은). 인은 많은 단순하고 복잡한 물질과 직접 결합합니다. 화학 반응에서 인은 산화제와 환원제 모두가 될 수 있습니다.
어떻게 산화제인은 많은 것과 상호 작용하여 인화물을 형성합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
2P + 3Ca = Ca 3 P 2
P + 3Na = Na 3 P
인은 실제로 인과 직접 결합하지 않습니다.
어떻게 환원제인은 할로겐, 황과 상호작용합니다(즉, 전기음성도가 더 큰 비금속과). 이 경우, 반응 조건에 따라 인(III) 화합물과 인(V) 화합물이 모두 형성될 수 있다.
a) 느린 산화 또는 산소 부족으로 인은 산화 인 (III) 또는 무수 인 P 2 O 3으로 산화됩니다.
4P + 3O 2 \u003d 2P 2 O 3
인이 과도하게 (또는 공기) 연소되면 산화 인 (V)이 형성되거나 무수 인산 P 2 O 5 :
4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5
b) 시약의 비율에 따라 인과 할로겐 및 황의 상호 작용은 각각 3가 및 5가 인의 할로겐화물 및 황화물을 형성합니다. 예를 들어:
2P + 5Cl 2 (예:) \u003d 2PCl 5
2P + 3Cl 2 (부족) = 2PCl 3
2P + 5S(e) = P 2 S 5
2P + 3S(부족) = P 2 S 3
인은 요오드와 PI3 화합물만 형성한다는 점에 유의해야 합니다.
인은 산화성 산과의 반응에서 환원제의 역할을 합니다.
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO
- 진한 질산으로:
P + 5HNO 3 \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
- 진한 황산으로:
2P + 5H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
인은 다른 산과 상호 작용하지 않습니다.
수용액으로 가열하면 인은 불균형을 겪습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
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
포스핀 PH 3 외에도 이러한 반응의 결과로 차아인산 H 3 PO 2의 염이 형성됩니다. 차아인산염은 인이 +1의 특징적인 산화 상태를 갖는 차아인산염입니다.
인의 사용
세계에서 생산되는 인의 주요 부분은 비료 및 기타 제품을 얻는 인산 생산에 사용됩니다. 적린은 성냥 제조에 사용되며 성냥갑에 적용되는 덩어리에 들어 있습니다.
포스핀
인의 가장 잘 알려진 수소 화합물은 포스핀 PH 3 입니다. 포스핀은 마늘 냄새가 나는 무색 가스이며 독성이 높습니다. 유기용매에 잘 녹는다. 암모니아와 달리 물에 잘 녹지 않습니다. 포스핀은 실용적인 가치가 없습니다.
영수증
이상은 인과 수용액의 상호작용에 의해 포스핀을 얻는 방법으로 생각되었다. 또 다른 방법은 금속 인화물에 대한 염산의 작용입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
Zn 3 P 2 + 6HCl \u003d 2PH 3 + 3ZnCl 2
- 산 - 기본 속성
물에 잘 녹지 않는 포스핀은 불안정한 수화물을 형성하여 매우 약한 기본 특성을 나타냅니다.
PH 3 + H 2 O ⇄ PH 3 ∙H 2 O ⇄ PH 4 + + OH -
포스포늄 염은 다음과 같이만 형성됩니다.
PH 3 + HCl = PH 4 Cl
PH 3 + HClO 4 = PH 4 ClO 4
- 산화 환원 속성
초록의 전체 목록을 볼 수 있습니다
*녹화 이미지는 백린의 사진입니다
정의
포스핀(수소화인, 모노포스판)은 정상적인 조건에서 무색 기체로 물에 잘 녹지 않으며 반응하지 않습니다.
총식은 PH 3입니다(분자 구조는 그림 1에 나와 있음). 포스핀의 몰 질량은 34.00g/mol입니다.
쌀. 1. 결합 각도와 화학 결합의 길이를 나타내는 포스핀 분자의 구조.
저온에서는 고체 clarate 8PH 3 ×46H 2 O를 형성합니다. 밀도 - 1.5294g/l. 끓는점 - (-87.42 o C), 녹는점 - (-133.8 o C).
OVR에서는 강한 환원제이며 진한 황산과 질산, 요오드, 산소, 과산화수소, 차아염소산나트륨에 의해 산화됩니다. 도너 특성은 암모니아 특성보다 훨씬 덜 두드러집니다.
PH3, 그 안에 있는 원소의 산화 상태
포스핀을 구성하는 원소의 산화 상태를 결정하려면 먼저 이 값이 정확히 알려진 원소를 파악해야 합니다.
Phosphine은 Phosphorus Hydride의 약칭이며, 아시다시피 수소화물에서 수소의 산화 상태는 (+1)입니다. 인의 산화 상태를 찾기 위해 그 값을 "x"로 취하고 전기 중성 방정식을 사용하여 결정합니다.
x + 3×(+1) = 0;
따라서 포스핀에서 인의 산화 상태는 (-3)입니다.
문제 해결의 예
실시예 1
| 운동 | HNO 2 , H 2 CO 3 , H 4 SiO 4 , HPO 3 화합물에서 산을 형성하는 원소의 산화 상태를 결정하십시오. |
| 해결책 | 이러한 화합물에서 산 형성 요소는 질소, 탄소, 규소 및 인입니다. 산소의 산화 상태는 (-2), 수소는 -(+1)입니다. 산을 형성하는 원소의 산화 상태를 "x"라고 하고 전기 중성 방정식을 사용하여 값을 찾습니다. 1 + x + 2×(-2) = 0; 질소의 산화 상태는 (+3)입니다. 2×(+1) + x + 3×(-2) = 0; 탄소의 산화 상태는 (+4)입니다. 4×(+1) + x + 4×(-2) = 0; 실리콘의 산화 상태는 (+4)입니다. 1 + x + 3×(-2) = 0; 인의 산화 상태는 (+5)입니다. |
| 대답 | HN +3 O 2, H 2 C +4 O 3, H 4 Si +4 O 4, HP +5 O 3 |
실시예 2
| 운동 | 철은 화합물에서 가장 높은 산화 상태를 나타냅니다.
|
| 해결책 | 제기된 질문에 대한 정답을 제공하기 위해 제안된 각 화합물의 철 산화 정도를 전기 중성 방정식을 사용하여 교대로 결정할 것입니다. a) 칼륨의 산화 상태는 항상 (+1)입니다. 시안화물 이온에서 탄소의 산화 상태는 (+2)이고 질소는 -(-3)입니다. 철의 산화 상태 값 "x"를 취합시다. 4x1 + x + 6x2 + 6x (-3) = 0; b) 칼륨의 산화 상태는 항상 (+1)입니다. 시안화물 이온에서 탄소의 산화 상태는 (+2)이고 질소는 -(-3)입니다. 철의 산화 상태 값 "x"를 취합시다. 3x1 + x + 6x2 + 6x (-3) = 0; c) 산화물(-2)에서 산소의 산화 정도. 철의 산화 상태 값 "x"를 취합시다. d) 산소와 수소의 산화상태는 각각 (-2)와 (+1)이다. 철의 산화 상태 값 "x"를 취합시다. x + 2×(-2) + 2× 1 = 0; 철의 가장 높은 산화 상태는 (+3)이며 조성 K 3 의 화합물에서 나타납니다. |
| 대답 | 옵션 2 |
가장 가까운 석재 함유 포스핀, 가 지도에 표시되어 있고 David는 불의 돌을 수확하기 시작하도록 되어 있는 파란색과 녹색 기병의 작업 그룹을 그곳으로 보냈습니다.
이제 그들은 적의 모든 속임수를 알고 공격의 특징을 평가하고 기병과 동물의 힘을 구하는 방법, 증기로부터 자신을 보호하는 방법을 배웠습니다. 포스핀스레드의 스트로크.
소방차 포스핀, 용을 내뿜으며 끊임없이 변화하는 빛의 패턴을 공중에 형성했습니다.
라이더는 예금을 발견했습니다. 포스핀말레이 강과 사드리드 사이 어딘가에 있는 고원.
드래곤은 부피가 큰 몸을 그렇게 부적합한 착지 장소에 안착시키자, 넓은 날개를 마당을 따라 휘날리며 향을 풍겼다. 포스핀공기.
그런 다음 그는 악취를 씻어 냈습니다. 포스핀바지와 셔츠를 가져다가 햇볕에 말려서 덤불에 걸어두었습니다.
Jaxom이 그의 방에 들어갔을 때, 악취가 나는 옷을 바꾸러 가는 길에 포스핀그는 비행복을 입고 작업 테이블에 여전히 펼쳐져 있는 만의 스케치를 보았습니다.
Jacksom은 Ruta의 일부를 그의 입에 밀어넣고, 항상 내적 떨림을 경험하는 것처럼 포화 상태를 부수는 드래곤의 강력한 이빨에 귀를 기울이기 시작했습니다. 포스핀결석.
PH3의 산화 상태
PH3의 포스핀 및 산화 상태에 대한 일반 정보
총식은 PH3입니다(분자 구조는 그림 1에 나와 있음). 포스핀의 몰 질량은 34.00g/mol입니다.
포스핀이라는 단어의 의미
1. 결합 각도와 화학 결합의 길이를 나타내는 포스핀 분자의 구조.
저온에서는 고체 클라레이트 8PH3×46H2O를 형성합니다. 밀도 - 1.5294g / l. 끓는점 - (-87.42oC), 녹는점 - (-133.8oC).
OVR에서는 강한 환원제이며 진한 황산과 질산, 요오드, 산소, 과산화수소, 차아염소산나트륨에 의해 산화됩니다. 도너 특성은 암모니아 특성보다 훨씬 덜 두드러집니다.
PH3, 그 안에 있는 원소의 산화 상태
포스핀을 구성하는 원소의 산화 상태를 결정하려면 먼저 이 값이 정확히 알려진 원소를 파악해야 합니다.
Phosphine은 Phosphorus Hydride의 약칭이며, 아시다시피 수소화물에서 수소의 산화 상태는 (+1)입니다. 인의 산화 상태를 찾기 위해 그 값을 "x"로 취하고 전기 중성 방정식을 사용하여 결정합니다.
x + 3×(+1) = 0;
따라서 포스핀에서 인의 산화 상태는 (-3)입니다.
문제 해결의 예
3. 분자. 화학 결합. 물질의 구조
두 개 이상의 원자로 이루어진 화학 입자를 분자(실제 또는 조건부 공식 단위다원자 물질). 분자의 원자는 화학적으로 결합되어 있습니다.
화학 결합은 입자를 함께 유지하는 인력의 전기적 힘입니다. 각각의 화학 결합은 구조식보인다 원자가 라인,예를 들어:
H - H(2개의 수소 원자 사이의 결합);
H3N - H + (암모니아 분자의 질소 원자와 수소 양이온 사이의 결합);
(K+) - (I-) (칼륨 양이온과 요오드 이온 사이의 결합).
화학 결합은 한 쌍의 전자( )에 의해 형성되며, 이는 복잡한 입자(분자, 복합 이온)의 전자 공식에서 일반적으로 원자가선으로 대체됩니다.
화학 결합이라고합니다 공유,그것이 두 원자에 의한 한 쌍의 전자의 사회화에 의해 형성된다면.
F2 분자에서 두 불소 원자는 동일한 전기 음성도를 가지므로 전자쌍의 소유는 동일합니다. 이러한 화학 결합은 각 불소 원자가 가지고 있기 때문에 비극성이라고합니다. 전자 밀도같은 전자 공식분자는 조건부로 동등하게 나눌 수 있습니다.
HCl 분자에서 화학 결합은 이미 극선,염소 원자(전기 음성도가 더 큰 원소)의 전자 밀도가 수소 원자보다 훨씬 높기 때문입니다.
H-H와 같은 공유 결합은 두 개의 중성 원자의 전자를 공유하여 형성할 수 있습니다.
H + H > H – H
ㅎ
이 결합 메커니즘을 교환또는 동등한.
또 다른 메커니즘에 따르면 수소 이온 H의 전자 쌍이 수소 양이온 H+에 의해 공유될 때 동일한 공유 결합 H – H가 발생합니다.
H+ + (:H)-> H – H
ㅎ
이 경우 H+ 양이온을 수용자그리고 음이온 H - 기증자전자쌍. 이 경우 공유 결합의 형성 메커니즘은 기증자 수용자,또는 조정.
단일 결합(H - H, F - F, H - Cl, H - N)은 링크,그들은 분자의 기하학적 모양을 결정합니다.
이중 및 삼중 결합()은 1개의 α-성분과 1 또는 2개의 α-성분을 포함하고; 주이고 조건부로 먼저 형성되는 α-성분은 항상 α-성분보다 강하다.
화학 결합의 물리적(실제로 측정 가능한) 특성은 에너지, 길이 및 극성입니다.
화학 결합 에너지 (이자형 cv)는 이 결합이 형성되는 동안 방출되고 그것을 끊는 데 소비되는 열입니다. 동일한 원자에 대해 단일 결합은 항상 약하다다중(더블, 트리플)보다.
화학 결합 길이 (엘 s) - 핵간 거리. 동일한 원자에 대해 단일 결합은 항상 더 길게다중보다.
극성의사 소통이 측정됩니다 전기 쌍극자 모멘트 p- 쌍극자의 길이에 의한 실제 전하(주어진 결합의 원자에 대한)의 곱(즉,
인. 포스핀
본드 길이). 쌍극자 모멘트가 클수록 결합의 극성이 높아집니다. 공유 결합에 있는 원자의 실제 전하는 항상 원소의 산화 상태보다 값이 작지만 부호는 일치합니다. 예를 들어 H + I-Cl-I 결합의 경우 실제 전하는 H + 0'17-Cl-0'17(바이폴라 입자 또는 쌍극자)입니다.
분자의 극성구성과 기하학적 모양에 의해 결정됩니다.
비극성(p = O) 될거야:
a) 분자 단순한비극성 공유 결합만을 포함하기 때문에 물질;
비) 다원자분자 어려운물질의 기하학적 모양이 대칭.
예를 들어, CO2, BF3 및 CH4 분자는 동일한(길이를 따라) 결합 벡터의 다음 방향을 가집니다.
결합 벡터가 추가되면 그 합은 항상 사라지고 분자 전체는 비극성이지만 극성 결합을 포함합니다.
극지(p> O)는 다음과 같습니다.
ㅏ) 이원자분자 어려운극성 결합만을 포함하는 물질;
비) 다원자분자 어려운물질, 만약 그들의 구조 비대칭적으로,즉, 기하학적 모양이 불완전하거나 왜곡되어 예를 들어 NH3, H2O, HNO3 및 HCN 분자에서 전체 전기 쌍극자가 나타납니다.
NH4+, SO42- 및 NO3-와 같은 복합 이온은 원칙적으로 쌍극자가 될 수 없으며 하나의(양 또는 음) 전하만 운반합니다.
이온 결합예를 들어, K+와 I- 사이에서 전자 쌍의 사회화가 거의 없는 양이온과 음이온의 정전기적 인력 동안 발생합니다. 칼륨 원자는 전자 밀도가 부족하고 요오드 원자는 과잉입니다. 이 연결은 고려됩니다 제한공유 결합의 경우 한 쌍의 전자가 실제로 음이온을 소유하고 있기 때문입니다. 이러한 관계는 일반적인 금속 및 비금속 화합물(CsF, NaBr, CaO, K2S, Li3N)과 염류(NaNO3, K2SO4, CaCO3)의 물질에 대해 가장 일반적입니다. 실온에서 이러한 모든 화합물은 일반 이름으로 통합되는 결정질 물질입니다. 이온 결정(양이온과 음이온으로 만들어진 결정).
라는 다른 유형의 연결이 있습니다. 금속 결합,원자가 전자가 금속 원자에 너무 느슨하게 고정되어 실제로 특정 원자에 속하지 않습니다.
외부 전자가 없는 상태로 남겨진 금속 원자는 말하자면 양이온이 됩니다. 그들은 형성 금속 결정 격자.사회화된 원자가 전자 집합( 전자 가스)특정 격자 위치에 양이온 금속 이온을 함께 유지합니다.
이온 및 금속 결정 외에도 원자그리고 분자각각 원자 또는 분자가 있는 격자 위치에 있는 결정질 물질. 예: 다이아몬드 및 흑연 - 원자 격자가 있는 결정, 요오드 I2 및 이산화탄소 CO2(드라이 아이스) - 분자 격자가 있는 결정.
화학 결합은 물질 분자 내부뿐만 아니라 분자 사이에도 형성될 수 있습니다. 예를 들어 액체 HF, 물 H2O 및 H2O + NH3 혼합물의 경우:
수소 결합가장 전기 음성도가 높은 원소인 F, O, N의 원자를 포함하는 극성 분자의 정전기적 인력으로 인해 형성됩니다. 예를 들어, 수소 결합은 HF, H2O 및 NH3에 존재하지만 HCl, H2S 및 PH3에는 존재하지 않습니다. .
수소 결합은 불안정하며 예를 들어 얼음이 녹고 물이 끓을 때 매우 쉽게 끊어집니다. 그러나 이러한 결합을 끊는 데 약간의 추가 에너지가 소비되므로 수소 결합이 있는 물질의 녹는점(표 5)과 끓는점
(예: HF 및 H2O) 수소 결합이 없는 유사한 물질(예: 각각 HCl 및 H2S)보다 훨씬 높습니다.
많은 유기 화합물은 또한 수소 결합을 형성합니다. 수소 결합은 생물학적 과정에서 중요한 역할을 합니다.
파트 A 할당의 예
1. 공유 결합만 있는 물질은
1) SiH4, Cl2O, CaBr2
2) NF3, NH4Cl, P2O5
3) CH4, HNO3, Na(CH3O)
4) CCl2O, I2, N2O
2–4. 공유 결합
2. 싱글
3. 더블
4. 트리플
물질에 존재
5. 분자에는 다중 결합이 존재합니다.
6. 라디칼이라고 불리는 입자는
7. 결합 중 하나는 이온 세트에서 공여체-수용체 메커니즘에 의해 형성됩니다.
8. 가장 내구성그리고 짧은결합 - 분자에서
9. 이온 결합만 있는 물질 - 집합 내
10–13. 물질의 결정 격자
1) 금속
3) 핵
4) 분자
인 화합물.
R-3. 금속 인화물은 이온 공유 화합물입니다. s-금속의 인화물(Be 제외) 및 란탄족은 이온성 염 유사 화합물이며 물과 산에 의해 쉽게 가수분해됩니다. Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)2↓ + 2PH3 Na3P + 3HCl = 3NaCl + PH3. d-원소의 인화물은 금속과 같은 화학적으로 불활성인 화합물입니다. 예외는 I족과 II족 금속의 인화물, 이차 하위 그룹인 염류와 유사하지만 공유 원자가가 많이 혼합된 것입니다. 인은 안티몬, 비스무트, 납 및 수은과 안정한 화합물을 형성하지 않습니다.
인과 수소의 결합을 인화수소라고 하지만 이러한 원소의 전기 음성도는 거의 같습니다. 이 화합물은 PH3라는 화학식을 가지고 있습니다. 포스핀. 불쾌한 마늘 냄새가 나는 극도로 유독한 가스입니다. bp=-88°C입니다. 액체의 포스핀 분자 사이 및 용해되었을 때 물과 포스핀 분자 사이에는 수소 결합이 없으므로 끓는점이 낮고 포스핀은 실제로 물에 용해되지 않습니다. 분자는 상단에 인 원자가 있고 P-H 결합 사이의 각도가 93.5°인 피라미드이며, 이는 이 화합물이 형성되는 동안 인 원자 궤도의 혼성화가 없음을 나타냅니다. 결합은 거의 순수한 p-오비탈에 의해 형성됩니다. 인의 고독한 전자쌍은 3s 오비탈에 남아 있으므로 포스핀은 약한 기반및 일반적으로 약한 착화제. 포스포늄 양이온은 무수 매질(HJ, HClO4, HBF4)에서 가장 강한 산(예: PH3 + HJ = PH4J)에서만 형성됩니다. 물은 포스포늄염을 쉽게 분해합니다. 포스핀은 강력한 환원 특성을 나타냅니다. PH3 + 2O2 = H3PO4(150°C에서 이 반응은 폭발과 함께 발생), PH3 + 6AgNO3 + 3H2O = 6Ag↓ + H2(PHO3) + 6AgNO3 PH3 + 3J2 + 3H2O = H2(PHO3) 6HJ . P-H 결합이 길이와 정전기 성분의 미미한 기여로 인해 충분히 강하지 않기 때문에 단순한 물질로부터 포스핀의 합성을 수행할 수 없습니다. 따라서 포스핀은 금속 인화물의 가수분해 또는 인을 알칼리에 용해시켜 얻습니다(반응은 위에 나와 있음).
양의 산화 상태에 있는 인의 주요 화합물은 산화물, 산소 함유 산 및 할로겐화물입니다. 별도로 고려하는 것이 좋습니다.
인 산화물– P4O6 및 P4O10은 산성 산화물이며 분자 구조를 가지며 고체(용융(P4O6) = 23.8°C, P4O10의 분자 변형은 3590C에서 승화, 폴리머 변형은 580°C에서 녹음)이며 둘 다 물에 용해되며, 각각 산, 인 및 오르토인산인 수산화물을 제공합니다. 인(V) 산화물은 흡습성이 강하여 공기 중의 수분을 흡수하므로 건조제 및 수분 제거제로 사용됩니다. P2O5 + HNO3 = HPO3 + N2O5, 이것은 메타인산 또는 폴리인산 - (HPO3 ) 3-4. 인이 중간 산화 상태에 있는 인(III) 산화물은 추가 산화 반응 및 불균등화 반응이 가능합니다. 예: 반응 5P4O6 = 2P4 + 3P4O10이 발생합니다. 인(V) 산화물은 산화 특성을 갖지 않으며, 그 자체는 무수 조건에서 인을 산화시켜 얻을 수 있습니다(예: 6P + 5KClO3 = 3P2O5 + 5KCl).
인의 산소산.인의 다양한 산소산은 다음과 같은 이유로 인해 발생합니다. 1. 인의 원자가는 III 또는 V일 수 있습니다. 2. V가의 경우 부착된 물의 수가 다른 오르토 및 메타산의 형성 분자, 가능합니다. 3. 모든 수산화물에서 인은 4의 배위수를 나타내며 이러한 수산화물은 더 안정적입니다. 산소 원자가 충분하지 않으면 P-H 결합이 형성되고 P(OH) 3가 아니라 ((HO) 2PHO, 등.). 4. 인산은 선형 또는 고리형 중합체를 형성하는 경향이 있습니다. 5. 특정 조건에서 P-P 결합의 형성이 가능합니다. 6. 모든 수산화물은 추가 산화 과정에서 퍼옥소산이 생성됩니다. 가장 유명한 인산의 구조와 특성을 알려 드리겠습니다.
H3PO4는 오르토인산입니다.이것은 삼염기산이며, 첫 번째 단계에서 해리가 중간이고(Ka = 7.52.10-3) 다른 두 단계에서 약한 것입니다. 무수 상태에서는 mp=42°C인 투명한 흡습성 결정을 형성합니다. 모든 농도의 물에 용해됩니다. 오르토인산은 인(V) 산화물을 물에 용해시키고, 포스핀을 태우고, 산성 환경에서 모든 형태의 인을 산화시키고, 이원 인(V) 화합물을 가수분해하여 얻습니다. P4S10 + 16H2O = 4H3PO4 + 10H2S. 업계에서는 인을 연소시켜 산화물을 용해시키는 방법과 인산칼슘에서 오르토인산을 가열할 때 진한 황산으로 치환하는 방법을 사용합니다: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4↓ + 2H3PO4. 이 산은 세 가지 계열의 염에 해당합니다. 즉, 중간(인산염 또는 오르토인산염) 및 산성(인산염 및 이수소인산염)입니다. 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘을 제외한 모든 금속의 인산염 및 수소인산염은 물에 불용성입니다. 인산이수소는 용해됩니다. 가용성 인산염은 강한 음이온 가수분해를 일으키고, 인산염 음이온은 가수분해 상수가 가장 높고, 인산이수소염수가 가장 낮습니다. 음이온의 가수분해는 염 용액의 알칼리성 환경으로 이어집니다. 가수분해와 동시에 산 음이온은 해리 평형에 참여하여 산성 용액 환경을 유도합니다. 이는 디히드로포스페이트에 대해 더 큰 정도로, 더 적은 정도로 히드로포스페이트에 대해입니다. 이러한 과정의 결과, 인산이수소나트륨 용액은 약산성 환경, 인산수소수소 용액은 약알칼리성, 인산염 용액은 강알칼리성 환경을 갖는다. 인산암모늄은 약산과 염기가 결합하여 형성된 염으로 물에 의해 완전히 분해됩니다. 오르토인산염은 매우 높은 온도에서 분해되지 않고 녹습니다. 하이드로 인산염은 가열되면 2인산염을 생성합니다: 2K2HPO4 = K4P2O7 + H2O. 가열되면 디하이드로포스페이트가 폴리메타포스페이트로 변합니다: xKH2PO4 = (KPO3)x + H2O. 인산염은 강한 산화 특성을 갖지 않지만 가열되면 탄소에 의해 환원될 수 있습니다. 이산화규소가 있는 경우 이 반응으로 인이 생성되고(반응식이 주어짐) SiO2가 없는 경우 과정은 다음과 같이 진행됩니다. Ca3(PO4)2 + 8C = Ca3P2 + 8CO. 인산암모늄을 가열하면 암모니아 분자가 점차적으로 손실되어 결국 300°C 이상의 폴리메타인산에서 형성됩니다.
인산의 탈수는 하나 이상의 가교 산소 원자를 포함하는 축합 인산을 생성합니다. 이 경우 사슬, 고리 및 혼합 구조가 형성됩니다. 그 중 가장 간단한 것을 생각해 봅시다.
이인산(피로인산) - H4P2O7.인산을 2000℃로 가열하여 얻는다. 무수 상태에서는 mp=61°C의 무색 결정으로 물에 잘 녹고 인산보다 훨씬 강한 산을 형성합니다. 이 산은 처음 두 단계에서 특히 강합니다. 모든 축합 산은 해리가 더 안정적인 음이온을 생성하기 때문에 단일 산보다 강합니다. 피로인산의 용액은 물 분자가 점차적으로 첨가되어 두 분자의 오르토인산을 형성하기 때문에 불안정합니다. 이미 언급했듯이 염산염은 피로 인산염을 가열하여 얻을 수 있습니다.
메타인산 - (HPO3) x, 여기서 x \u003d 3.4.6.인과 산소 원자가 교대로 순환하는 고리형 축합산. 그들은 인산에 산화 인 (V)을 용해시키고 피로 인산을 300 ° C로 가열하여 얻습니다 : 3H4P2O7 \u003d 2 (HPO3) 3 + H2O. 모든 메타인산은 삼메타인산 Ka2 = 0.02인 경우 매우 강합니다. 이 모든 산은 또한 수용액에서 점차적으로 인산으로 전환됩니다. 그들의 염은 각각 tri-, tetra- 및 hexametaphosphates라고 불립니다.
인(V) 산화물의 산화를 얻을 수 있습니다. 퍼옥소인산: P4O10 + 4H2O2 + 2H2O = 4H3RO5.
인산(하이포인산)산 H4P2O6 P-R 연결이 있습니다. 구조식은 (OH)2OP-RO(OH)2로 나타낼 수 있습니다.
포스핀 속성
식에서 인의 원자가는 5이고 산화 상태 +4는 동일한 원자 사이의 결합 존재와 관련된 형식 값임을 알 수 있습니다. 이것은 사염기산이며 그 강도는 오르토인산에 해당합니다. PbP2O6 + 2H2S = 2PbS↓ + H4P2O6 반응에 의해 얻어지며 mp=62°C인 이수화물 형태로 용액에서 분리됩니다. 산성 용액에서는 오르토인산과 아인산으로 불균형합니다.
아인산 H3PO3 또는 H2.그것은 무수 상태의 중간 강도의 이염기산입니다. 단단한 tmelt=74°C로. 그것은 인 (III) 할로겐화물의 가수 분해뿐만 아니라 수중에서 염소로 백린을 산화시켜 얻습니다 : P4 + 6Cl2 + 12H2O = 4H2 + 12HCl. 위에서 언급한 바와 같이, 조성 P(OH)3의 화합물은 덜 안정하므로, 이성질체화가 P-H 결합의 형성과 함께 발생하며, 이는 수용액에서 더 이상 해리되지 않는다. 아인산의 염을 아인산염이라고하고 산성 염을 하이드로 포스파이트라고합니다. 대부분의 아인산염(알칼리 금속염 제외)은 물에 녹지 않습니다. 모든 인(III) 화합물과 마찬가지로 아인산은 강력한 환원제이며 할로겐, 이산화질소 및 기타 산화제에 의해 인산으로 산화되며 또한 염 용액에서 저활성 금속을 복원합니다. 예: HgCl2 + H2 + H2O = H3PO4 + 2HCl + Hg↓ 가열되면 불균형: 4H2 = 3H3PO4 + PH3.
인(포스핀)산 H3PO2 또는 H.이것은 mp=26.5°C의 고체 물질이며 수용액은 상당히 강한(Ka=7.9.10-2) 일염기산입니다. 이 화합물의 인은 또한 5개의 결합을 가지고 있으며 그 중 2개는 수소 원자와 결합되어 있습니다. 해리만 겪음 N-O 결합. 이 화합물에서 인의 형식적 산화 상태는 +1입니다. 아인산과 그 염인 차아인산염은 강력한 환원제입니다. 금속 양이온, 심지어 수소 이전에 전압 계열에 있는 것들도 금속으로 환원될 수 있습니다: NiCl2 + Na + 2H2O = H3PO4 + HCl + NaCl + H2 + Ni↓. 가열되면 아인산은 불균형하게 됩니다: 3H = PH3 + 2H2. 온도가 증가함에 따라 아인산도 인산과 포스핀으로 분해되는 것으로 나타났습니다. 알칼리 및 알칼리 토금속의 차아인산염은 인과 알칼리의 상호작용에 의해 얻어진다(위 참조). 순한 산화제를 사용한 포스핀 산화: PH3 + SO2 = H + S↓(촉매는 수은과 미량의 물).
할로겐화인 PX3 및 PX5. PJ5를 제외한 모든 할로겐화인은 알려져 있습니다. 인(III)의 경우, 이들은 상단에 인 원자가 있고 P-X 결합 사이의 각도가 100°인 피라미드형 분자입니다. 인(V) 할로겐화물은 인 원자 궤도의 sp3d 혼성화를 갖는 삼각 쌍뿔형입니다. 정상적인 조건에서 불화인은 둘 다 기체이고 PCl3 및 PBr3는 액체이며 삼요오드화물, 오염화물 및 오브롬화물은 고체입니다. 마지막 두 화합물은 착이온 PCl5: +-, PBr5: +Br-를 가진 염입니다. 가열되면 두 화합물 모두 할로겐 분자를 절단하여 트리할로겐화물로 변합니다. 할로겐화인은 직접 합성에 의해 얻어진다. PF3만 - 간접적: PCl3 + AsF3 = PF3 + AsCl3. 모든 할로겐화인은 가수분해 대상이며 삼할로겐화물도 산화할 수 있습니다. 2PCl3 + O2 = 2POCl3 - 옥시염화인은 다른 반응으로도 얻을 수 있습니다. PCl3 + 2CrO3 = POCl3 + Cr2O3↓ + O2, 6PCl5 + P4O10 = 10POCl3. Trihalides는 또한 황을 추가합니다: PCl3 + S = PSCl3. 비수성 용액에서 반응이 가능합니다. KF + PF5 = K HF(액체) + PF5 = H - 헥사플루오로인산, 수용액에서만 안정, 과염소산에 필적하는 강도.
이전567891011121314151617181920다음
더보기:
포스핀. 인 산화물 및 인산: 특성, 준비.
포스핀 단어
인의 의학적 생물학적 중요성.
포스핀(IUPAC 명명법 - 포스판 PH3에 따른 인 수소, 수소화 인)은 썩은 생선 특유의 냄새가 나는 무색의 매우 독성이 있으며 다소 불안정한 가스입니다(정상 조건에서).
물리적 특성
무색 기체. 물에 잘 녹지 않으며 반응하지 않습니다. 낮은 온도에서는 단단한 clathrate 8РН3·46Н2О를 형성합니다. 벤젠, 디에틸 에테르, 이황화탄소에 용해됨. -133.8 °C에서 면심 입방 격자를 가진 결정을 형성합니다.
포스핀 분자는 C3v 분자 대칭(dPH = 0.142 nm, HPH = 93.5o)을 갖는 삼각 피라미드 모양을 가지고 있습니다. 쌍극자 모멘트는 0.58D로 암모니아보다 현저히 낮습니다. PH3 분자 사이의 수소 결합은 실제로 나타나지 않으므로 포스핀은 녹는점과 끓는점이 낮습니다.
]받다
포스핀은 백린을 뜨거운 알칼리와 반응시켜 얻습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
그것은 또한 인화물에 대한 물 또는 산의 작용에 의해 얻을 수 있습니다.
염화수소는 가열되면 백린과 상호 작용합니다.
포스포늄 요오드화물의 분해:
인산 분해:
또는 복원:
화학적 특성
포스핀은 암모니아와 매우 다릅니다. 그것의 화학적 활성은 암모니아보다 높으며 염기가 암모니아보다 훨씬 약하기 때문에 물에 잘 녹지 않습니다. 후자는 다음 사실로 설명됩니다. H-P 연결약하게 분극되고 인(3s2)의 고독한 쌍 활성은 암모니아에서 질소(2s2)의 활성보다 낮습니다.
산소가 없는 상태에서 가열하면 다음과 같은 요소로 분해됩니다.
공기 중에서 자연 발화됨(디포스핀 증기의 존재 또는 100°C 이상의 온도에서):
강력한 회복력을 보여줍니다:
강한 양성자 공여체와 상호 작용할 때 포스핀은 PH4+ 이온(암모늄과 유사)을 포함하는 포스포늄 염을 생성할 수 있습니다. 무색 결정질 물질인 포스포늄염은 극도로 불안정하고 쉽게 가수분해됩니다.
포스핀 자체와 마찬가지로 포스핀 염은 강력한 환원제입니다.
독성
포스핀은 독성이 강하고 신경계에 작용하여 신진 대사를 방해합니다. MAC = 0.1mg/m³. 냄새는 2-4 mg / m³의 농도에서 느껴지며 10 mg / m³의 농도에서 장기간 흡입하면 치명적입니다. 인간 혈액에서 포스핀의 함량은 0.001 mg/m³ 이하입니다.
다음과 같은 인 산화물이 알려져 있습니다.
인(III) 산화물 - 이원 무기 화합물, 화학식 P4O6의 인 산화물, 불쾌한 냄새가 나는 백색 플레이크 또는 결정은 물과 반응합니다.
영수증
- 아산화질소 또는 이산화탄소로 백린을 조심스럽게 산화:
- 인(V) 산화물과 백린의 역 불균형:
물리적 특성
인(III) 산화물은 불쾌한 냄새가 나는 백색 플레이크 또는 결정을 형성합니다.
유기용제(벤젠, 이황화탄소)에 잘 녹는다.
빛에 불안정하여 처음에는 노랗게 변한 다음 붉어집니다.
속성
P4O10은 물과 매우 적극적으로 상호 작용하여(H-형은 폭발에도 불구하고 물을 흡수함) 인산 혼합물을 형성하며, 그 조성은 물의 양 및 기타 조건에 따라 다릅니다.
또한 다른 화합물에서 물을 추출할 수 있어 강력한 탈수기가 됩니다.
인(V) 산화물은 유기 합성에 널리 사용됩니다. 아미드와 반응하여 니트릴로 변환합니다.
카르복실산은 상응하는 무수물로 전환됩니다.
인(V) 산화물은 또한 알코올, 에테르, 페놀 및 기타 유기 화합물과 상호 작용합니다. 이 경우 P-O-P 결합이 끊어지고 유기인 화합물이 형성됩니다. NH3 및 할로겐화수소와 반응하여 인산암모늄 및 옥시할로겐화인을 형성합니다.
P4O10이 염기성 산화물과 융합되면 다양한 고체 인산염을 형성하며 그 성질은 반응 조건에 따라 다릅니다.
영수증
인(V) 산화물은 인을 연소시켜 얻습니다. 기술 프로세스는 연소실에서 발생하며 사전 건조된 공기를 사용한 원소 P의 산화, P4O10의 침전 및 배기 가스 정화를 포함합니다. 생성된 오산화물은 승화에 의해 정제된다.
기술 제품은 다른 형태의 P4O10의 혼합물로 구성된 하얀 눈과 같은 덩어리의 모양을 가지고 있습니다.
신청
P4O10은 기체 및 액체의 건조기로 사용됩니다. 또한 인산 H3PO4의 열 생산에서 중간 생성물입니다.
탈수 및 축합 반응의 유기 합성에 널리 사용됩니다.
인의 가치
- 인이 포함된다 핵산, 유전 정보의 성장, 세포 분열, 저장 및 사용의 과정에 참여
- 인은 골격의 뼈에서 발견됩니다(인체 총량의 약 85%).
- 인은 치아와 잇몸의 정상적인 구조에 필수적입니다.
- 심장과 신장의 적절한 기능을 보장합니다.
- 인은 세포의 에너지 축적 및 방출 과정에 관여합니다.
- 신경 자극 전달에 관여
- 지방과 전분의 대사를 돕습니다.
무기 원소인 인(P)은 인체에서 무기 인산염과 지질 또는 뉴클레오티드와 같은 인 화합물의 형태로 발견됩니다.
이전10111213141516171819202122232425다음
물리적 특성
인 피흰색, 빨간색, 검정색과 같은 여러 동소 수정이 있습니다.
인 P 얻기
유리인 피천연 인산칼슘을 모래로 가열하여 얻은 것( SiO2)그리고 전기로의 석탄 높은 온도:
인의 화학적 특성 - P
백린빨간색보다 반응성이 더 큽니다.
포스핀을 조심하십시오!
그것은 쉽게 산화되고 공기 중에서 자연 발화합니다.
산화되면 백린 빛난다어둠 속에서 화학 에너지는 빛 에너지로 변환됩니다.
인 화합물 피금속으로 불리는 인화물. 그들은 물에 쉽게 분해되어 가스를 형성합니다. 포스핀 (PH3).
포스핀 - PH3
4. 과량의 염소로 인해 오염화인이 형성됩니다.
인의 산화물 및 산
인은 산소와 함께 형성 세 가지 산화물 :
P2O3 - 인 무수물 - 인 산화물(SH);
P2O5 - 인산 무수물 - 인(V) 산화물;
(P2O4는 사산화인입니다).
P2O3인의 느린 산화에 의해 얻어진다(산소 부족):
찬물에 노출되면 생성되는 아인산 – H3PO3.
P2O5공기 중에서 인이 연소되는 동안 형성됩니다(과량의 산소 포함):
산
인산무수물 P2O5, 온도에 따라 다른 양의 물을 부착하여 다양한 조성의 산을 형성할 수 있습니다.
가장 중요한 것은 직교 인산 -H3PO4.
다음과 같은 방법으로 얻을 수 있습니다.
1. 끓는 메타인산:
2. 적린의 산화:
3. 인산칼슘에 대한 황산의 작용:
©2015 rhivinfo.ru 모든 권리는 게시된 자료의 작성자에게 있습니다.
화학 교사
계속. 보다 2005년 22월; 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
활동 30
10 학년(공부 첫해)
인 및 그 화합물
1. 원자의 구조인 D.I. Mendeleev의 표에서의 위치.
2. 단편발견과 이름의 유래.
3. 물리적 특성.
4. 화학적 특성.
5. 자연 속에 있는 것.
6. 주요 획득 방법
7. 인의 가장 중요한 화합물.
인은 그룹 V의 주요 하위 그룹에 있습니다. 주기율표 D.I. 멘델레예프 전자 공식은 1 에스 2 2에스 2 피 6 3에스 2 피 3은 아르 자형-요소. 화합물 -3, +3, +5에서 인의 특성 산화 상태; 가장 안정한 것은 산화 상태 +5입니다. 화합물에서 인은 양이온 조성과 음이온 조성 모두에 포함될 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
인은 백린이 어둠 속에서 빛나는 성질에서 그 이름을 얻었습니다. 헬라어 단어는 "빛을 가져오다"로 번역됩니다. 인은 백린의 빛에 매료되어 철학자의 돌을 받았다고 결론을 내린 연금술사 브랜드의 발견자에게 이 이름을 붙였습니다.
인은 몇 가지 동소 변형 형태로 존재할 수 있으며, 그 중 가장 안정적인 것은 백색, 적색 및 흑색 인입니다.
분자 백린 (가장 활동적인 동소체) 분자 결정 격자가 있으며 노드에는 사면체 구조의 4 원자 P 4 분자가 있습니다.
백린은 밀랍처럼 부드럽고 분해되지 않고 녹고 끓으며 마늘 냄새가납니다. 공기 중에서 백린은 빠르게 산화되어(녹색 빛을 냄) 미세하게 분산된 백린의 자체 점화가 가능합니다. 물에는 녹지 않지만(물층 아래에 저장됨) 유기 용매에는 쉽게 용해됩니다. 유독합니다 (소량에서도 MPC = 0.03 mg / m 3). 그것은 매우 높은 화학적 활성을 가지고 있습니다. 250-300 ° C의 공기 접근없이 가열되면 적린으로 변합니다.
적린 무기 중합체이고; 거대분자 P N순환 및 비순환 구조를 모두 가질 수 있습니다. 그것은 그 특성이 백린과 크게 다릅니다. 유독하지 않고 어둠 속에서 빛나지 않으며 이황화탄소 및 기타 유기 용매에 용해되지 않으며 화학 활성이 높지 않습니다. 실온에서는 천천히 백린으로 변합니다. 압력 하에서 200 ° C로 가열하면 흑색 인으로 변합니다.
흑린 흑연처럼 보입니다. 구조상 분자가 층상 구조를 갖는 무기 고분자입니다. 반도체. 독성이 없습니다. 화학적 활성은 백린보다 훨씬 낮습니다. 공기 저항. 가열하면 적린으로 변합니다.
화학적 특성
화학적으로 가장 활동적인 것은 백린입니다(그러나 실제로는 적린과 함께 사용하는 것을 선호합니다). 반응에서 산화제와 환원제의 특성을 모두 나타낼 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
4P + 3O 2 2P 2 O 3,
4P + 5O 2 2P 2 O 5.
금속(+/-)*:
3Ca + 2P Ca 3 P 2 ,
3Na + P Na 3P,
Cu + P는 반응하지 않습니다.
비금속(+):
2P + 3I 2PI 3,
6P + 5N 2 2P 2N 5 .
염기성 산화물(-).
산성 산화물(-).
알칼리(+):
산(산화제 아님)(-).
산화성 산(+):
3P (cr.) + 5HNO 3 (razb.) + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO,
P (cr.) + 5HNO 3 (진한) H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O,
2P (cr.) + H 2 SO 4 (농축) 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O.
소금(-)**.
자연에서 인은 화합물(염)의 형태로 발생하며, 그 중 가장 중요한 것은 인산염(Ca 3(PO 4) 2), 염소인회석(Ca 3(PO 4) 2 CaCl 2) 및 형석인회석(Ca 3( PO 4) 2 CaF 2). 인산 칼슘은 모든 척추 동물의 뼈에서 발견되어 힘을 유발합니다.
인은 공기 접근 없이 인산칼슘, 모래 및 석탄을 융합하여 전기로에서 얻습니다.
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C 2P + 5CO + 3CaSiO 3.
가장 중요한 인 화합물은 포스핀, 산화인(III), 산화인(V), 인산입니다.
포스피엔
마늘 냄새가 나는 무색 기체인 이 인의 수소 화합물은 매우 유독합니다. 물에 잘 녹지 만 유기 용제에는 잘 녹습니다. 암모니아보다 훨씬 덜 안정적이지만 더 강한 환원제입니다. 실용적인 가치가 없습니다.
포스핀을 얻기 위해 단순 물질로부터의 직접 합성 반응은 일반적으로 사용되지 않습니다. 포스핀을 얻는 가장 일반적인 방법은 인화물의 가수분해입니다.
Ca 3 P 2 + 6HOH \u003d 3Ca (OH) 2 + 2PH 3.
또한 포스핀은 인과 알칼리 용액 사이의 불균등화 반응에 의해 얻을 수 있습니다.
4P + 3KOH + 3H 2 O PH 3 + KPO 2 H 2,
또는 포스포늄 염으로부터:
PH 4 I PH 3 + HI,
PH 4 I + NaOH PH 3 + NaI + H 2 O.
포스핀의 화학적 특성을 양면에서 고려하는 것이 좋습니다.
산-염기 특성.포스핀은 물과 함께 불안정한 수화물을 형성하며, 이는 매우 약한 기본 특성을 나타냅니다.
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.
산화 환원 속성. 포스핀은 강력한 환원제입니다.
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.
(III)
산화물 P 2 O 3 (진정한 공식 - P 4 O 6)은 백색 결정성 물질로 전형적인 산성 산화물입니다. 추위에 물과 상호 작용할 때 아인산을 형성합니다(중간 강도):
P 2 O 3 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 3
아인산은 이염기성이므로 삼산화인과 알칼리의 상호 작용은 아인산염과 아인산염의 두 가지 유형의 염을 형성합니다.
예를 들어:
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.
이산화인 P 2 O 3는 대기 산소에 의해 오산화인으로 산화됩니다.
P 2 O 3 + O 2 P 2 O 5 .
삼산화인과 아인산은 상당히 강한 환원제입니다. 인(III) 산화물은 산소가 없는 상태에서 인을 천천히 산화시켜 얻습니다.
4P + 3O 2 2P 2 O 3 .
인산(V) 산화물 및 인산
오산화인 P 2 O 5 (실제 공식 - P 4 O 10)는 백색 흡습성 결정질 물질입니다. 고체 및 기체 상태에서 분자는 이량체 형태로 존재하며 고온에서는 단량체화됩니다. 전형적인 산성 산화물. 그것은 물에 잘 용해되어 많은 인산을 형성합니다.
메타인산:
P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HPO 3
피로인산(이인산):
P 2 O 5 + 2H 2 O \u003d H 4 P 2 O 7
orthophosphoric (인):
P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4
오산화인은 산성 산화물의 모든 특성을 나타냅니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4,
P2O5+3CaO2Ca3(PO4)2;
세 가지 유형의 염을 형성할 수 있습니다.
산화 특성이 일반적이지 않기 때문입니다. +5 산화 상태는 인에 대해 매우 안정적입니다. 오산화인은 충분한 양의 산소에서 인을 연소시켜 얻습니다.
4P + 5O 2 2P 2 O 5 .
오르토인산 H 3 RO 4는 무색 결정질 물질로 물에 잘 녹고 흡습성이 있습니다. 중간 강도의 삼염기산입니다. 뚜렷한 산화 특성이 없습니다. 산의 모든 화학적 특성을 보여주고 세 가지 유형의 염(인산염, 인산염 및 2인산염)을 형성합니다.
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.
산업에서 인산은 다음과 같이 추출하여 얻습니다.
Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4,
뿐만 아니라 열 방법:
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.
인산을 얻기 위한 실험실 방법에는 인에 대한 묽은 질산의 작용이 포함됩니다.
3P (cr.) + 5HNO 3 (razb.) + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO,
가열 시 메타인산과 물의 상호 작용:
HPO 3 + H 2 O H 3 PO 4 .
인체에서 오르토인산은 ATP(adenosine triphosphate)의 가수분해에 의해 형성됩니다.
ATP ADP + H 3 PO 4.
인산 이온에 대한 정성적 반응은 양이온과의 반응입니다. 약산성 매질에 불용성인 황색 침전물이 형성됨:
3Ag ++ \u003d Ag 3 PO 4,
3AgNO 3 + K 3 PO 4 = Ag 3 PO 4 + 3KNO 3.
위의 인산(+5 산화 상태의 인 함유) 외에도 인에 대해 많은 다른 산소 함유 산이 알려져 있습니다. 다음은 가장 중요한 대표자입니다.
인의(HPO 2 H 2)는 중간 강도의 일염기산입니다. 두 번째 이름은 포스핀입니다.
이 산의 염은 차아인산염 또는 아인산염(예: KPO 2 H 2 )이라고 합니다.
인의(H 3 RO 3) - 중간 강도의 이염기산, 차아인산보다 약간 약함. 또한 두 번째 이름인 포스폰이 있습니다.
그 염을 포스파이트 또는 포스포네이트(예: K 2 PO 3 H)라고 합니다.
이인산 (인산)(H 4 P 2 O 7) - 오르토인산보다 약간 강한 중간 강도의 사염기산:
염은 이인산염(예: K 4 P 2 O 7)입니다.
"인 및 그 화합물"주제에 대한 테스트
1. 동종 변형을 형성할 가능성의 원칙에 따라 나열된 항목에서 "추가" 요소를 제거합니다.
a) 산소 b) 질소;
c) 인; d) 황.
2. 인산 무수물 42.6g과 15% 수산화나트륨 용액 400g을 상호 작용하면 다음이 형성됩니다.
a) 인산나트륨;
b) 인산수소나트륨;
c) 인산염과 인산수소나트륨의 혼합물;
d) 인산수소나트륨과 인산이수소나트륨의 혼합물.
3. 방정식에서 계수의 합 전해 해리인산칼륨은 다음과 같습니다.
가) 5 나) 3; 4시에; 라) 8.
4. 인 원자의 외부 수준에 있는 전자의 수:
가) 2 나) 3; 5시에; 라) 15.
5. 공업용 인산칼슘 33g에서 얻은 인은 산소로 연소시켰다. 형성된 인(V) 산화물을 200ml의 10% 수산화나트륨 용액(밀도 1.2g/ml)과 반응시켜 중간 염을 형성합니다. 인산칼슘 기술 샘플의 불순물 질량(g)은 다음과 같습니다.
가) 3.5 나) 1.5; 2에서; 라) 4.8.
6. 피로인산 분자의 -결합 수:
가) 2 나) 12; 다) 14; 라) 10.
7. 4.48L(N.O.)의 포스핀에 포함된 수소 원자의 수는 다음과 같습니다.
a) 1.2 10 23 b) 0.6 10 23
다) 6.02 10 23; d) 3.6 10 23 .
8. 30 ° C의 온도에서 특정 반응은 15 초, 0 ° C에서는 2 분 안에 진행됩니다. 이 반응에 대한 Van't Hoff 계수:
가) 2.4 나) 2; 다) 1.8; 라) 3.
9. 오르토인산은 다음 물질과 반응할 수 있습니다.
a) 산화구리(II); b) 수산화칼륨;
c) 질산; d) 아연.
10. 인과 베르톨레 염 사이의 반응 계수의 합은 다음과 같습니다.
가) 9 나) 6 다) 19; d) 그러한 반응은 불가능합니다.
테스트의 핵심
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 비 | 안에 | ㅏ | 안에 | 안에 | 비 | G | 비 | 에이, ㄴ, d | 안에 |
인 및 그 화합물에 대한 작업 및 연습
회전 체인:
1. 인 -> 오산화인 -> 인산 -> 인산칼슘 ® 인산.
2. 인산칼슘 -> 인 -> 인산칼슘 -> 포스핀 -> 오산화인 -> 인산 -> 인산이수소칼슘.
3. 인산칼슘 -> A -> B -> C -> D -> E -> 인산칼슘. 모든 물질에는 인이 포함되어 있으며 계획에는 세 개의 OVR이 연속적으로 있습니다.
4. 인 -> 오산화인 -> 인산칼슘 -> 인 -> 포스핀 -> 인산 -> 인산이수소칼슘.
5. 인산칼슘(+염산용액) -> A(+산소) -> B(+수산화나트륨, 결핍) -> C(+수산화나트륨, 과잉) -> D(+수산화칼슘) -> E.
| 레벨 |
1. 물질 6.8g을 완전 연소시켜 오산화인 14.2g과 물 5.4g을 얻었다. 얻어진 반응 생성물에 32% 수산화나트륨 용액(밀도 1.35g/ml) 37ml를 첨가하였다. 출발 물질의 공식을 설정하고 결과 용액의 농도를 결정하십시오.
해결책
반응식:
(P 2 O 5) = 0.1 mol, (H 2 O) = 0.3 mol.
(P) = 0.2몰, (H) = 0.6몰.
m(P) = 6.2g, 중(H) = 0.6g.
중= 6.8g
(P): (H) = 0.2: 0.6 = 1: 3.
따라서 출발 물질의 공식은 PH 3이고 반응식은 다음과 같습니다.
그런 다음 인산이 형성됩니다.
(H 3 PO 4) \u003d 2 (P 2 O 5) \u003d 0.2 mol.
알칼리와 함께 인산은 다음과 같이 반응할 수 있습니다.
문제의 조건에 따라 물질 NaOH의 양을 결정합시다.
(H 3 PO 4): (NaOH) \u003d 0.2: 0.4 \u003d 1: 2,
따라서 반응 2가 발생합니다.
(Na 2 HPO 4) \u003d (H 3 PO 4) \u003d 0.2 mol;
중(Na2HPO4) = 중(Na2HPO4) (Na2HPO4) = 142 0.2 = 28.4g;
중(r-ra) = 중(P 2 O 5) + 중(H2O) + 중(p-ra NaOH) \u003d 14.2 + 5.4 + 37 1.35 \u003d 69.55g.
(Na2HPO4) = 중(Na2HPO4)/ 중(솔루션) = 28.4 / 69.55 = 0.4083, 또는 40.83%.
대답. pH 3 ; (Na2HPO4) = 40.83%.
2. 1kg의 황산철(II) 용액을 완전히 전기분해하면 56g의 금속이 음극에서 방출되었습니다. 양극에서 방출된 물질과 반응할 수 있는 인의 질량은 얼마이며 생성된 반응 생성물이 28% 수산화나트륨 용액(용액 밀도 1.31g/ml) 87.24ml에 용해되면 염의 조성은 얼마입니까?
대답.인 12.4g; 인산수소나트륨.
3. 황산바륨, 인산칼슘, 탄산칼슘 및 인산나트륨의 혼합물 20g을 물에 용해시켰다. 불용성 부분의 질량은 18g이고 염산의 작용하에 2.24l의 가스(N.O.)가 방출되고 불용성 잔류물의 질량은 3g이었다 초기 염 혼합물의 조성을 질량으로 결정 .
대답. Na 3 PO 4 - 2g; BaCO 3 - 3g;
CaCO 3 - 10g; Ca 3 (PO 4) 3 - 5g.
4. 불순물이 40% 함유된 인광석 1톤에서 몇 kg의 인을 얻을 수 있습니까? n.o.의 볼륨은 얼마입니까? 이 인에서 파생된 포스핀을 취합니까?
대답. 120kg P; 86.7m 3 PH 3 .
5. 77.5% 칼슘 포스페이트를 함유한 광물 40g을 과량의 모래 및 석탄과 혼합하고 전기로에서 공기 없이 가열하였다. 얻어진 단체를 90% 질산 140g에 용해시켰다. 단일 물질의 산화 생성물을 완전히 중화하는 데 필요한 수산화나트륨의 질량을 구하십시오.
대답. 24g NaOH.
| 레벨 B |
1. 약간의 할로겐화인 1.23g을 가수분해하여 얻은 용액을 완전히 중화하기 위해 2M 수산화칼륨 용액 35ml가 필요했다. 할로겐화물의 공식을 결정하십시오.
대답.삼불화인.
2. 불순물로서 0.5% 인(V) 산화물을 함유하는 무수 에탄올 샘플을 충분한 산소에서 연소시켰다. 생성된 기체를 분리하고 생성된 용액을 기체 발생이 멈출 때까지 가열한 후 질량이 동일한 0.5% 수산화칼륨 용액을 여기에 첨가하였다. 결과 용액에서 물질의 질량 분율을 결정하십시오.
대답. K 2 HPO 4 - 0.261%;
KH 2 PO 4 - 0.204%.
3. 인의 질량 분율이 20%인 인산수소염과 인산이수소칼륨의 혼합물 2g에 2% 인산 용액 20g을 가하였다. 결과 용액에서 물질의 질량 분율을 계산하십시오.
대답. KH 2 PO 4 - 9.03%;
K 2 HPO 4(나머지) - 1.87%.
4. 동일한 질량 분율의 알칼리 금속의 수소화물과 인화물의 혼합물을 물로 처리하면, 가스 혼합물 0.2926의 질소 밀도로. 어떤 금속이 화합물에 포함되어 있는지 확인하십시오.
대답.나트륨.
5. 인산칼슘과 탄산칼슘 및 탄산암모늄의 혼합물 50g을 소성하여 고체 잔류물 25.2g을 얻고 여기에 물을 첨가한 후 과량의 이산화탄소를 통과시켰다. 용해되지 않은 잔류물의 질량은 14g이었다 초기 혼합물에서 탄산암모늄의 질량을 결정한다.
해결책
혼합물이 하소되면 다음 과정이 수행됩니다.
1) Ca3(PO4)2;
2) 
3) (NH 4) 2 CO 3 2NH 3 + CO 2 + H 2 O.
고체 잔류물 - Ca 3 (PO 4) 2 및 CaO.
물을 추가한 후:
4) Ca 3 (PO 4) 2 + H 2 O;
5) CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.
이산화탄소 통과 후:
6) Ca (OH) 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2.
용해되지 않은 잔류물은 Ca 3 (PO 4) 2이므로, 중(Ca 3 (PO 4) 2) = 14g.
CaO의 질량 찾기:
중(CaO) \u003d 25.2-14 \u003d 11.2g.
(CaO) \u003d 11.2 / 56 \u003d 0.2 mol,
(CaCO 3) \u003d (CaO) \u003d 0.2 mol,
중(CaCO 3) \u003d 0.2 100 \u003d 20g.
중(NH 4) 2 CO 3 = 중(믹스) - 중(Ca3(PO4)2) - 중(CaCO 3) \u003d 50-14-20 \u003d 16g.
대답. 중(NH 4) 2 CO 3 \u003d 16g.
정성적 과제
1. 고체의 흰색이며 수용성이 높은 화합물 A는 산입니다. 수용액 A에 산화물 B를 첨가하면 백색의 수불용성 화합물 C가 생성되고, 물질 C를 모래와 석탄이 있는 상태에서 고온에서 소성하여 A. 물질을 식별하고 반응식을 작성하십시오.
대답. 물질: A - H 2 PO 4, B - CaO,
C - Ca 3 (PO 4) 2 .
2. 두 개의 빨간색 고체(A)와 흰색(B) 마찰이 거의 없이 점화됩니다. 반응은 두 개의 흰색 고체를 생성하며 그 중 하나는 (C) 물에 용해되어 산성 용액을 형성합니다. 물질 C에 산화칼슘을 첨가하면 흰색의 수불용성 화합물이 형성됩니다. 물질을 식별하고 반응식을 작성하십시오.
대답. 물질: A - P(cr.), B - KClO 3,
C - P 2 O 5.
3. 산소가없는 상태에서 석탄과 모래로 고온에서 하소 한 결과 흰색의 수 불용성 화합물 A는 여러 동소 변형으로 존재하는 단순 물질 B를 형성합니다. 물질 B가 연소되면 화합물 C가 형성되고, 이는 물에 용해되어 산 E를 형성하며, 이는 세 가지 유형의 염을 형성할 수 있습니다. 물질을 식별하고 반응식을 작성하십시오.
대답. 물질: A - Ca 3 (PO 4) 2, B - P,
C - P 2 O 5, E - H 3 PO 4.
* +/- 기호는 이 반응이 모든 시약 또는 특정 조건에서 진행되지 않음을 의미합니다.
** 흥미로운 것은 성냥이 점화될 때 발생하는 산화환원 반응(ORD)입니다.
계속
인의 기체 화합물에 대한 이야기, 그리고 무엇보다도 포스핀에 대한 이야기는 다음과 같은 말로 시작해야 합니다. 음, 다음 정의는 이미 백과사전적 의미입니다. "포스핀 또는 인화수소(PH 3)는 불쾌한 냄새(썩어가는 생선, 마늘 또는 산업용 탄화물)가 있는 무색 기체이며, 인산의 생화학적 환원 중에 형성됩니다. 에스테르, 주로 혐기성 조건, 즉 산소에 접근할 수 없습니다.
자연의 인 화합물
자연에는 인 원자 P가 탄소 원자 C에 연결되어 있는 다른 기체 유기 인 화합물이 많이 있습니다. 수천 가지가 있습니다. 그들 중 많은 것들이 식물과 미생물의 살아있는 세포를 포함한 생태계의 일부입니다. C-P 결합을 가진 가장 큰 화합물 그룹은 약 50년 전에 생물체에서 발견되었습니다.
토양에는 포스포네이트가 있습니다. C-P 결합이 보존된 유기인 화합물의 유도체입니다. 사실, 그들은 유기물에 포함 된 인의 1-2 % 이하이므로 경작지에서 항상 감지 할 수는 없지만 늪지 토양과 초원에서는 함량이 3-4 %로 증가합니다.
정상적인(호기성) 조건에서 유기 및 무기 인의 천연 화합물은 인산염(오르토인산염)입니다. 그들 중 많은 수가 있습니다. 유기 인산염의 경우, C-O-R 연결즉, 탄소와 인은 산소 원자를 통해 연결되어 있습니다.
자연의 놀라운 신비 중 하나는 살아있는 시스템(예: 조류 및 미생물)의 유기 인산염이 임의로 합성되고 분해되는 것이 아니라 "황금 부분" 규칙에 따라 유명한 일련의 시리즈에서 설명하는 특정 법칙에 따라 합성 및 분해된다는 것입니다. 피보나치 수(1, 1, 2, 3, 5, 8...). 각 다음 항은 이전 두 항의 합과 같습니다. 자연의 조화는 여기 생태계에서 에너지와 물질(특히 인)의 축적과 소비에서 이해할 수 없을 정도로 나타납니다. 이 비율은 고전적인 "황금 부분" 계수 1.618(5/3, 8 /5, 13/8 등) 등), 즉 언급된 화합물의 62%가 결합되어 축적되어야 하며 38%만 파괴되거나 휘발되어야 합니다. 이러한 패턴은 이후 부식질의 축적, 인과 질소의 순환, 이산화탄소 CO 2의 배출 및 "흡수", 토양의 "호흡"(CO 2의 방출 및 산소의 동화 O 2). 사실, 자연에서는 1.3-1.7 내에서 이 비율의 수치에 변동이 있습니다. 그러나 저자와 다른 과학자들의 글에서 한 번 이상 언급했듯이, 그것은 훨씬 더 끔찍한 것으로 밝혀졌습니다. 주된 이유이 패턴의 편차 및 위반조차도 인위적인 활동이되었습니다.
일부 전문가들은 이 비율이 일치하는 경향이 있는 경우, 예를 들어 탄소 순환에서 발생하는 것과 같이 축적과 분해가 동일한 강도로 진행되는 경우 새로운 위험이 우리를 기다리고 있을 수 있다는 사실에 이미 주의를 기울였습니다. 세계 경제의 "개입", 해양 및 생물권은 이제 탄소 배출량의 절반만 흡수합니다(62%가 되어야 함).
그러나 포스핀 및 그 유도체, 즉 다양한 원소(질소, 황, 규소, 몰리브덴 등) 및 이들의 착물이 인 및 탄소와 함께 발견되는 유기인 화합물로 돌아가자. 미생물의 성장에 유리한 조건(특히 관찰된 온난화 동안 늪과 툰드라의 조건)에서 유기인 화합물은 효소(촉매) C-P-리아제의 도움으로 분해됩니다. 이제 그것은 인을 먹고 유기인 화합물의 분해에서 인을 추출하는 박테리아의 9개 그룹에서 발견됩니다. 그러나 생태계의 총 미생물총의 50-70%를 차지하는 곰팡이와 효모는 이러한 화합물을 분해하지 않습니다. 반대로 원생 동물, 연체 동물 및 곰팡이는 합성합니다. 버섯은 상당히 높은 농도의 포스핀에서도 자랄 수 있으며 균사체만 노랗게 변합니다.
적용, 속성, 위험
포스핀은 유독하며(사망으로 이어질 수 있는 위험한 농도는 0.05mg/l), 2000ml/m 3 (2 l/m 3 또는 2 10 -3)의 농도에서는 즉사를 유발합니다. 곡물 창고를 소독하고 작물, 특히 곡물 작물을 운송하는 동안 진드기 및 기타 해충으로부터 보호하는 동안 농업에서 주로 발생합니다. 이전에는 헛간에서 쥐와 생쥐에 대해 적극적으로 사용되었습니다. 호주에서는 지나치게 빠르게 번식하는 토끼와의 싸움에서도 그의 도움에 의존합니다. 또한, 다수의 제초제 및 살충제에는 포스핀 및 그 유도체를 기반으로 하는 유기인 화합물이 포함되어 있습니다. 그리고 마지막으로 최근 들어 대규모 파괴와 연계하여 대처할 필요성이 증대되고 있다. 화학 무기, 사린 및 소만 - 포스핀 유도체의 독성 유기 인 화합물의 중화를 제공합니다.
순수한 포스핀 (불순물 없음)은 150 ° C의 온도에서 발화하고 독성 인산이 형성되면서 타지 만 디포스 핀 P 2 H 4 또는 기체 인 P 4의 불순물이 있으면 공기 중에서 자발적으로 발화 할 수 있습니다. 포스핀과 산소의 반응(유사한 메탄 - CH 4 및 실란 - SiH 4의 산화 뿐만 아니라)은 분지쇄 반응을 나타냅니다. 화학 반응즉, 더 빨리 흐르고 폭발로 이어질 수 있습니다. 포스핀 산화는 실온에서 일어나지만 기체는 저온에서 안정할 수 있습니다. 포스핀의 산화는 자외선을 조사함으로써 촉진될 수 있다. 공기 중 자체 점화는 1.7-1.9%(17-19 l/m 3) 또는 26-27 g/m 3 농도에서 가능합니다. 따라서 습지 생태계에서는 언급된 "길 잃은 화재"뿐만 아니라 자연 발화도 처리해야 하는 경우가 많습니다.
훈증(진드기 및 기타 해충으로부터 곡물 및 농산물 저장 제거)을 위해 인화물, 특히 금속과 인 화합물이 일반적으로 사용됩니다. 공기 수분과 반응하여 인화물은 포스핀을 방출합니다. 인화물을 함유한 정제 및 테이프는 곡물 9g/t의 비율로 저장 시설에 배치되거나 장기 저장 대상이 되는 기타 제품이며 사과에도 첨가됩니다. 포스핀은 폭기 시 휘발되는 것으로 알려져 있지만, 과학 문헌에서 입수 가능한 데이터에 따르면 유독 가스의 최대 13%가 사료 곡물에 흡수됩니다. 이 상황만으로도 그러한 "소독"을 극도의주의를 기울여 처리해야하지 않습니까?!
이제 운송 및 저장 중 곡물의 훈증을 위해 메틸 브롬과 메틸 포스핀의 두 가지 화합물을 사용할 수 있으며 첫 번째는 두 번째보다 독성이 적고 효과적입니다. 후자를 사용하면 유독 한 포스핀이 금고의 내용물에 흡수 된 후 기적적으로 추출되고 휘발되어 진드기 및 기타 해충만 중독된다고 암묵적으로 가정합니다. 이전에는이 그림이 현실과 어떻게 일치하는지 생각하는 것이 관례가 아닌 것 같습니다. 한편, 거의 반세기 전에 메틸포스핀(메탄 CH 4 및 포스핀 PH 3의 두 가지 가스 혼합물)이 포스핀 자체와 거의 흡사한 극도로 유독하다는 것이 발견되었습니다.
생물권의 메탄과 포스핀
늪지에서 배출되는 메탄이 주요 온실 가스 중 하나로 간주되어 지구 기후 변화 문제와 관련하여 활발한 토론과 연구의 대상으로 남아 있다는 것은 비밀이 아닙니다. 아아, 러시아에서는 대기 중 농도가 하나의 기상 관측소(콜라 반도의 테리베르카)에서만 결정됩니다. 그러나 시베리아 늪에서 측정하는 것은 나쁘지 않을 것입니다!
알려진 바와 같이 엄청난 양의 메탄 매장량(7·10 11 -3·10 13 톤)이 지구 깊숙한 곳에 저장되어 있으며 그 중 4·10 11 톤이 북극 영구동토층에 있습니다. 육지에서 메탄은 늪, 퇴적물 및 찌꺼기의 유기 화합물과 세계 해양 - 저온 조건에서 바닥 아래에서 발생하는 가스 하이드레이트에서 발견됩니다. UN 기후 변화 보고서에서 전문가들은 시베리아의 늪과 영구 동토층에서 메탄이 방출된다고 보고합니다. 지난 몇 년빠르게 성장하고 있습니다. 툰드라 토양에서 메탄의 최대 배출은 8-10°C에 도달하고 5°C에서는 CO 2 및 물로 산화됩니다. 그것은 모든 토양 지평에서 형성됩니다. 최근 연구의 결과로, 예를 들어 우리 남부 관목 툰드라(Vorkuta 근처)는 지난 5년 중 단 2년만 탄소 흡수원 역할을 했다는 것이 밝혀졌습니다.
이것은 특히 우리나라가 지구상의 모든 늪의 2/3를 차지하는 것을 고려하면 다소 위험한 추세입니다. 습지 면적은 모든 농경지의 면적을 초과합니다. 2003년 데이터에 따르면 3억 4300만 헥타르의 늪지(이 중 1억 3000만 헥타르는 숲으로 자라지 않음)와 2억 2100만 헥타르의 농경지(그 중 1억 2300만 헥타르는 경지).
그리고 다음은 모스크바 주립 대학의 직원들이 톰스크 지역의 늪에서 측정한 결과를 기반으로 2007년에 메탄 방출을 평가한 방법입니다. 그들의 추정에 따르면, 메탄 플럭스의 평균값은 시간당 약 10mg/m2였다. 여름에는 1일 2.4kg/ha, 계절(6개월)당 432kg/ha를 방류할 수 있다. 그리고 1억 3,000만 헥타르의 늪에서(거의 6,000만 톤) 이러한 양의 메탄을 산화하려면 1억 2,000만 톤의 두 배에 달하는 산소가 필요합니다.
그러나 메탄 배출의 주요 "부작용" 효과는 저온의 툰드라 및 습지 생태계에서 메탄이 대기 중 함량을 크게 변경할 수 있는 상당한 양의 탄소를 나타낼 뿐만 아니라 식물, 늪 및 퇴적물의 미생물군에 변함없이 존재하는 유기인 화합물과 관련됨(주로 언급된 C-P 연결로 인해). 그리고 온도 상승에 따른 생화학적 발효 과정의 강화로 인해 이전에 합성되었던 장소로부터의 분리는 특히 포스핀 기반 화합물의 분해로 인해 발생합니다. 즉, CH 4 및 PH 3 가스가 병렬로 배출됩니다. 한편 환경운동가와 기후학자들은 대기 중 CO2와 CH4 함량 변화만 모니터링하고 PH3 함량은 누구도 고려하지 않는다. 그러나 헛되이!
이러한 누락은 부분적으로 기체 상태의 대기 중 인 함량을 측정하는 방법을 알고 있는 전문가가 소수에 불과하기 때문입니다. 결국, 심지어 과학 세계자연계의 인은 주로 인산염의 형태로 가수분해 후에 존재한다는 의견이 있습니다. P-O-R 연결, P-O-C, 심지어 P-C도 고체로 변합니다. PH 3 유형의 휘발성 화합물 형태로 대기 중으로 유입되는 인은 무시할 수 있는 것으로 간주되어 무시됩니다. 고체 화합물에서 인을 검출하는 데 사용되는 일반적인 방법만을 사용하여 포스핀으로 대기 중으로 방출된 인의 함량을 결정하는 것은 생태계에서 인 순환의 실제 그림을 크게 왜곡합니다. 동시에 대기 중 유독하고 자발적으로 가연성인 포스핀의 출현은 무시됩니다.
포스핀 위협: 간단한 예측
한편 생태계에서 포스핀 방출에 대한 가장 간단한 정량적 평가는 물이 범람하는 지역을 연구하고 물 초원이나 논을 시뮬레이션하여 얻을 수 있습니다. 1926년에 개최된 모스크바 농업 아카데미에서 설립되었습니다. K. A. Timiryazev는 엄격하게 통제된 조건에서 수행된 일련의 6개 실험에서 시간당 1kg의 토양에서 9.7mg의 인이 기체 형태(포스핀)로 전달됩니다. 너무 복잡하지 않은 계산은 하루에 2.13kg/ha를 제공합니다. 그러나 이것은 늪에서 방출되는 메탄과 거의 같습니다! 따라서 시즌 동안 우리는 383kg/ha를 얻고 나무가 없는 늪의 전체 지역(1억 3천만 헥타르)에서 약 5천만 톤의 PH 3 를 얻습니다. 공식에 따른 인산으로의 산화
PH 3 + 2O 2 → H 3 PO 4
거의 1억 톤에 달하는 두 배의 산소가 필요하다는 것을 쉽게 알 수 있습니다(메탄의 경우 이 값은 각각 6천만 톤과 1억 2천만 톤).
토양에서 포스핀 방출에 대한 간접적인 확인은 논에서 인 플럭스에 대한 연구입니다. 심기에서 수확까지, 범람된 토양에서 인의 손실은 곡물 및 짚의 함량보다 3-8배 높습니다. Р 2 O 5의 최대 제거량은 100kg/ha에 이릅니다. 유기 인 화합물은 식물에 저장된 것보다 4배나 더 토양에서 배설됩니다. 다양한 추정에 따르면 상부(20cm) 토양층에서 인의 총 손실은 960-2940kg/ha입니다. 32년 동안 침수된 수목으로 벼를 재배하면 부식질의 절반 이상이 토양에서 손실되고, 물론 그와 함께 질소와 인이 수행된다는 증거가 있습니다.
이것은 암모니아(NH 3 ) 및 포스핀(PH 3)과 같은 기체 형태의 방출로 인해 발생할 수도 있습니다. 화학적 특성 측면에서 화학적 구조적 유사체라는 것은 오랫동안 알려져 왔습니다. 다시 말하지만, 가스 성분을 무시하고 광물 형태의 인과 질소만 측정하는 것은 생태계, 특히 혐기성 조건에서 실제 과정을 반영하지 않습니다. 특히 최근 연구에서 늪지 생태계에서 메탄과 함께 인이 방출된다는 직접적인 확인이 이루어지고 있다.
대기 중 포스핀 함량의 가능한 과소평가에 대한 논의로 돌아가서, 북부 또는 열대의 늪뿐만 아니라 광범위한 쌀 농장(주로 인도, 중국, 일본 및 동남아시아 국가 ) 상당히 실질적인 기여를 할 수 있습니다.
과학 문헌에는 최대 3.5kg/ha의 인이 강수와 함께 땅에 떨어진다는 증거가 있습니다. 즉, 이것은 포스핀에 의해 대기 중으로(383kg/ha) 늪 시스템 또는 범람된 토양에서 제거되는 것으로 추정되는 인의 약 1%에 불과하며 나머지 99%는 빠르게 산화, 침전 또는 분해되는 것으로 보입니다. (예를 들어 가수분해의 결과로) 공기, 암석권 및 생물권의 표면층에서 지구 표면의 인 재분배를 보장합니다.
물론 메탄과 같은 포스핀은 대기 중에 있지만 인의 순환은 질소나 탄소 순환보다 훨씬 더 나쁘게 연구되어 왔다는 것을 인정해야 합니다. 산소가 있는 상태에서 활성이 높은 인 화합물은 중성 착물인 "무해한" 인산염으로 빠르게 변합니다. 또한 인은 일반적으로 생태계에서 부족합니다. 즉, 낮은 농도로 존재합니다. 따라서 인산염의 형태로만 인을 고려하려는 시도는 생태계에서 인의 진정한 역할이 눈에 띄게 왜곡될 수 있습니다. 예를 들어, 메탄(CH 4), 실란(SiH 4) 및 포스핀(PH 3)으로 인해 건조한 해에 쉽게 발화되는 이전에 생각 없이 배수된 늪에서 이 역할을 과소평가할 수 있음을 분명히 알 수 있습니다.
위에서 언급 한 Teriberka 기상 관측소의 측정 결과에 따르면 1990 년 러시아 영토에서 대기 중으로 4880 만 톤의 메탄이 방출 된 것으로 나타났습니다 (나무가없는 늪의 전체 면적에 대한 추정치를 상기하십시오 약 6000만 톤). 1996-2003년 최고 농도는 2003년에 기록되었습니다. 올해는 늪지대와 툰드라 지역(야쿠티아, 서부 시베리아)에서 특히 여름과 가을에 러시아 전역에서 가장 따뜻했습니다. 평균적으로 이곳의 온도는 장기 온도보다 거의 6°C 높은 것으로 나타났습니다. 이러한 조건에서 러시아 북부 상류의 오존 O 3 함량이 여름에 5-10% 감소하는 것이 동시에 관찰되었습니다. 그러나 여름에는 광합성 과정과 산소 형성 과정도 여기에서 가속화됩니다. 따라서 2003년의 온난한 조건에서 증가된 메탄과 포스핀의 양을 산화시키기 위해 오존이 집중적으로 이곳에서 소모되었음을 알 수 있다.
포스핀에서 산소로: 일부 통계 및 철학
가장 풍부한 생물학적 자원으로 인해 러시아가 이미 세계의 산소 기증자로 간주되는 데 익숙해졌다는 것은 비밀이 아닙니다. 전문가에 따르면 연간 8억 1300만 톤의 O 2가 그 영토에서 형성됩니다. 이 산소 덩어리의 형성을 담당하는 광합성 과정이 앞서 언급한 "보편적 조화의 법칙" - "황금 부분"의 법칙을 따른다고 가정할 때 우리는 진실에 대해 너무 많은 죄를 짓지 않을 것 같습니다. . 결국 광합성 과정에서 1톤의 유기물이 생성되는 데 1.47톤의 이산화탄소, 0.6톤의 물, 3.84Gcal의 태양 에너지가 소비되고 1.07톤의 산소가 방출됩니다. 흡수된 CO 2 와 방출된 O 2 양의 비율(1.47:1.07)은 "황금"과 크게 다르지 않습니다.
일부 발표된 추정에 따르면 러시아의 산소 소비(호흡, 연료 연소 및 기타 산업적 요구)는 27억 8,400만 톤입니다. 그런 다음 러시아의 "생산"은 5억 3,460만 톤의 소비를 초과합니다. 그러나 다른 계산에서는 이를 고려한 "호흡"을 위한 미생물총(이전의 전체 토양)에 의한 산소 소비, 소비에 대한 러시아의 초과 산소 생산은 이미 5억 6천만 톤 가스 및 소비된 산소보다 훨씬 낮은 수준입니다. 처녀 땅에서이 값의 값은 1.58에 가깝고 경작지에서는 1.3-1.75 사이에서 변동합니다. 즉, 토양을 "호흡"하는 과정에서 산소가 "경제적으로" 소비됩니다(42-37%). , 그리고 이산화탄소가 더 많이 방출됩니다(58-63%). CO 2 : O 2 비율에 대한 "황금 섹션"의 평균 값 1.52에서 진행하면 러시아 토양에서 CO 2가 배출되면 10,409백만 톤의 산소가 추가로 6,848백만 톤의 산소가 소비됩니다 러시아 토양의 "호흡"에 대한 (2004년 러시아 과학 아카데미 생물학의 기본 문제 연구소, 특히 V. N. Kudeyarov 데이터 직원을 기반으로 한 추정치).
CO 2의 흡수와 러시아 규모의 배출 사이에 일종의 "황금 비율"도 관찰됩니다. 연간 4억 4500만 톤(탄소 기준)과 배출량(2억 8000만 톤 - 동일한 단위) 사이의 비율은 1.59로 밝혀졌습니다. 즉, 놀랍게도 "황금"에 가깝습니다. 글쎄, 러시아 전체에 CO 2 가 과잉되지 않는 한, 우리 생태계는 우리가 방출하는 것보다 더 많이 흡수하고, 우리의 숲은 우리를 구하고 우리의 "죄"를 덮습니다. 그러나 최근 몇 년 동안(주로 북부에서) 생태계가 흡수를 위한 "계획"에 대처할 수 없고 명시된 비율을 위반한다는 사실이 점점 더 주목받고 있습니다.
그러나 다음과 같이 여러 추정치에 따르면 러시아에서 우리의 필요를 위한 연간 총 산소 소비량(2억 7,840만 톤), 토양 호흡(6억 8,480만 톤) 및 메탄과 포스핀의 산화(220 백만 톤)은 100억 톤에 육박하고 있으며, 이는 우리의 모든 산림이 생산하는 것보다 거의 20억 톤이 더 많습니다. 그리고 이 슬픈 균형은 예상되는 할당량 거래보다 훨씬 더 심각한 문제로 보입니다. 보존을 위해 환경오늘날 우리가 회복할 시간보다 25% 더 많은 자원을 소비하는 지구의 생물권에서 우리는 소비를 제한하지 않으면 우리와 우리 후손이 단순히 생존할 수 없다는 것을 마침내 깨달아야 합니다. 그리고 마지막으로 중요한 것은 산소에 관한 것입니다. 대기 중에 많이 있는 것 같지만(21%), 생산되는 것보다 지구에서 더 많이 소비되는 것을 허용해서는 안 됩니다.
합산
지난 100년 동안 사려 깊은 인간 활동의 결과로 자연 법칙을 무시하고 다양한 추정치에 따르면 대기 중으로 배출되는 이산화탄소(및 그 함량)가 25-35% 증가했다는 것은 비밀이 아닙니다. . 제대로 계산되지 않은 지구 온난화의 결과 중 하나는 늪과 영구 동토층의 자연 지역에서 생화학적 과정이 급격히 강화되는 것일 수 있습니다. 동시에 메탄(이는 이미 거의 명백함)의 배출이 급격히 증가할 수 있을 뿐만 아니라 생물권에 대한 영향 측면에서 거의 연구되지 않은 가스(암모니아, 실란 및 포스핀)도 많이 증가할 수 있습니다. 산화 및 중화를 위한 산소. 그러나 완전히 분석되지 않은 피드백 효과도 있습니다(예를 들어, 메탄의 더 강렬한 방출은 대기 중 CO 2 농도의 추가 증가를 가속화하여 차례로 광합성의 급격한 감속을 초래할 수 있습니다 ). 최근 연구에 따르면 아한대 산림에서 광합성의 보상적 역할은 1990년대에 눈에 띄게 약화되었다. 그러나 모든 위도에서 나무가 광합성과 CO 2 동화에 안정적으로 기여했다는 것이 확고하게 확립되기 전에. 위험한 추세! 그리고 숲의 그러한 "변형"의 예는 해마다 증가합니다.
현재 우리는 이 기사에서 두 번 이상 언급한 실란(SiH 4 )의 분리 및 산화에 대해 거의 알지 못합니다. 한편, 모든 습지 식물, 곡물 및 미생물에는 유기 규소가 풍부합니다. 융기된 습지의 이탄 - 43% SiO 2, 과도기 - 28%, 저지대 - 21%. 지금까지 실란이 포스핀과 결합하여 충분히 연구되지 않은 착물인 실릴포스핀을 형성한다는 단편적인 증거만 있습니다. 실란 분리, 산화 및 다른 원소와의 결합 과정은 진지한 연구가 필요합니다.
그리고 결론적으로-아직이 능력을 잃지 않은 모든 사람을 생각하게 만드는 환상적인 음모. 대기의 표층에서는 이산화탄소 및 기타 "죽은" 기체의 함량이 급격히 증가하여 가까운 장래에 광합성의 둔화로 인한 산소 부족뿐만 아니라 산화, 연소 및 호흡을 위한 소비에서 뿐만 아니라 대기의 더 높은 층에서 유입되는 O 2 를 방해하는 유독 가스를 "차단"하기 때문입니다.
수십억 년 동안 지구상의 모든 생명체의 기초는 정기적으로 지구에 산소를 공급하는 광합성이었습니다. 아아, 일부 연구자들이 올바르게 지적한 것처럼, 역사상 처음으로 현대 문명은 대기에 산소를 공급하는 속도를 늦추고 자연을 분기점에 이르게 한 것 같습니다. 그녀는 살아남을 수 있을까요?
예를 들어 Yeldyshev Yu.N을 참조하십시오. 메탄이 지구온난화의 주범인가? // 생태와 생명, 2007, No. 11, p. 45; 기후 변화: 사실과 요인 // 생태와 생명, 2008, No. 3, p. 44.
예를 들어 기사 Kravchenko I.K. 2007년 6월 "미생물학" 저널에서.