☰ Содержание · Химия

Фосфор и его кислородные соединения

Уроки 43–44 · 2 урока · И. Р. Аскаров, К. Гопиров, Н. Х. Тухтабоев. Химия, 8 класс, переработанное 4-е издание. «Янгиюль Полиграф Сервис», Ташкент, 2019
44

Кислородные соединения фосфора

Учебник: с. 177–183
ЦельЗнай свойства оксида фосфора(V), ортофосфорной кислоты и фосфатов, качественную реакцию и их биологическое значение.
Новые слова
оксид фосфора(V) · fosfor(V) oksidортофосфорная кислота · ortofosfat kislotaгидрофосфат и дигидрофосфат · gidrofosfat va digidrofosfatАТФ · ATF
Объяснение

Когда фосфор горит в достаточном количестве кислорода, образуется оксид фосфора(V) (формула P₄O₁₀, обычно записывается P₂O₅): 4P + 5O₂ → 2P₂O₅. Это белый, сильно поглощающий воду (гигроскопичный) кислотный оксид; с горячей водой он даёт ортофосфорную кислоту: P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄. Ортофосфорная кислота H₃PO₄ — бесцветные кристаллы (плавятся при ≈ 42 °C), хорошо растворима в воде, трёхосновная кислота средней силы; она диссоциирует ступенчато: H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄⁻ ⇌ 2H⁺ + HPO₄²⁻ ⇌ 3H⁺ + PO₄³⁻. Поэтому она образует три ряда солей: дигидрофосфаты (NaH₂PO₄), гидрофосфаты (Na₂HPO₄) и фосфаты (Na₃PO₄). Все дигидрофосфаты, а также фосфаты щелочных металлов и аммония растворяются в воде; Ca₃(PO₄)₂ нерастворим в воде, но растворяется в сильной кислоте. В лаборатории кислоту получают так: Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 3CaSO₄ + 2H₃PO₄. Качественная реакция на фосфат-ион — нитрат серебра, который даёт жёлтый осадок Ag₃PO₄: Na₃PO₄ + 3AgNO₃ → Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃. Фосфор необходим для жизни: кость — это Ca₅(PO₄)₃OH, зубная эмаль — Ca₅(PO₄)₃F, и переносчик энергии АТФ тоже содержит его; академик А. Ферсман называл его «элементом жизни и мысли». С сильными кислотами и P₂O₅ работает только учитель.

Примеры
Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 3CaSO₄ + 2H₃PO₄: 310 г (1 моль) соли дают 2 моль H₃PO₄, то есть 2·98 = 196 г; для этого нужно 3 моль (294 г) H₂SO₄. 620 г (2 моль) соли дают 4·98 = 392 г кислоты.
H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O: 98 г кислоты требуют 3·40 = 120 г NaOH. В реакции H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O отношение 1 : 1 — при меньшем количестве щёлочи образуется кислая соль.
Работа в классе

«Семейство фосфатов»: подготовь 9 карточек: H₃PO₄, NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄, Ca₃(PO₄)₂, Ca(H₂PO₄)₂, CaHPO₄, (NH₄)₃PO₄, Ag₃PO₄. Разложи их по группам «кислота», «дигидрофосфат», «гидрофосфат», «фосфат» и отметь растворимость (Р/Н). Только карточки.

Упражнения
1
Запиши ступени диссоциации H₃PO₄ и образующиеся ионы.
2
Качественная реакция на фосфат-ион и её результат?
3
Сколько граммов H₃PO₄ получится из 620 г Ca₃(PO₄)₂ (M = 310)?
4
Почему P₂O₅ используют как осушитель?