فسفر سفید است. دایره المعارف بزرگ نفت و گاز. تولید اسید فسفریک در صنعت

PHOSPHORUS, P (lat. Phosphorus * a. phosphorus; n. Phosphor؛ f. phosphore; i. fosforo) - عنصر شیمیایی گروه V جدول تناوبیمندلیف، عدد اتمی 15, جرم اتمی 30.97376. فسفر طبیعی با یک نشان داده می شود ایزوتوپ پایدار 31 R. 6 مصنوعی شناخته شده است ایزوتوپ های رادیواکتیوفسفر با اعداد جرمی 28-30 و 32-34.

روش به دست آوردن فسفر ممکن است در قرن دوازدهم برای کیمیاگران عرب شناخته شده باشد، اما تاریخ پذیرفته شده برای کشف فسفر سال 1669 است، زمانی که H. Brand () ماده ای به دست آورد که در تاریکی می درخشید، به نام "سرد". آتش". وجود فسفر به عنوان عنصر شیمیاییدر اوایل دهه 70 ثابت شد. قرن 18 شیمیدان فرانسوی A. Lavoisier.

تغییرات و خواص

فسفر عنصری به شکل چندین وجود دارد تغییرات آلوتروپیک- سفید، قرمز، سیاه. فسفر سفید- یک ماده شفاف مومی شکل با بوی مشخص که از تراکم بخار فسفر ایجاد می شود. در صورت وجود ناخالصی - آثار فسفر قرمز، آرسنیک، آهن و غیره - رنگی رنگ زردبنابراین فسفر سفید تجاری را زرد می نامند. 2 تغییر رنگ سفید وجود دارد فسفر a-Pدارای یک شبکه مکعبی فشرده a=0.185 نانومتر است. چگالی 1828 کیلوگرم بر متر مکعب; نقطه ذوب 44.2 درجه سانتیگراد، نقطه جوش 277 درجه سانتیگراد. هدایت حرارتی 0.56 W/(m.K)؛ ظرفیت حرارتی مولی 23.82 J/(mol.K); ضریب دمای انبساط خطی 125.10 -6 K -1; توسط خواص الکتریکیفسفر سفید نزدیک به دی الکتریک است. در دمای 77.8 درجه سانتی گراد و فشار 0.1 مگاپاسکال، a-P به b-P تبدیل می شود (شبکه لوزی، چگالی 1880 کیلوگرم بر متر مکعب). گرم کردن فسفر سفید بدون دسترسی به هوا در دمای 250-300 درجه سانتیگراد برای چندین ساعت منجر به تشکیل یک تغییر قرمز می شود. فسفر قرمز معمولی تجاری تقریبا بی شکل است، اما با حرارت دادن طولانی مدت می تواند به یکی از فسفرهای قرمز تبدیل شود. شکل های کریستالی(تری کلینیک، مکعبی) با چگالی از 2000 تا 2400 کیلوگرم بر متر مکعب و دمای ذوب 585-610 درجه سانتیگراد. در طی تصعید (دمای تصعید 431 درجه سانتیگراد) فسفر قرمز به گاز تبدیل می شود که با سرد شدن آن عمدتاً فسفر سفید تشکیل می شود. هنگامی که فسفر سفید تا دمای 200-220 درجه سانتیگراد تحت فشار 1.2-1.7 گیگا پاسکال گرم می شود، فسفر سیاه تشکیل می شود. این نوعدگرگونی ها را می توان در فشار معمولی (در دمای t 370 درجه سانتیگراد)، با استفاده به عنوان کاتالیزور انجام داد و همچنین تعداد زیادی ازفسفر سیاه برای بذر. فسفر سیاه - ماده کریستالیبا یک شبکه لوزی شکل (a = 0.331، b = 0.438 و c = 1.05 نانومتر)، چگالی 2690 کیلوگرم بر متر مکعب، دمای ذوب 1000 درجه سانتیگراد. توسط ظاهرمشابه گرافیت؛ نیمه هادی، دیامغناطیس. هنگامی که تا دمای 560-580 درجه سانتیگراد و فشار گرم می شود بخارات اشباع شدهبه فسفر قرمز تبدیل می شود.

فسفر شیمیایی

اتم های فسفر به مولکول های پلیمری دو اتمی (P2) و چهار اتمی (P4) ترکیب می شوند. پایدارترین در شرایط عادیمولکول های حاوی زنجیره های طولانی از چهار وجهی P4 به هم پیوسته. در ترکیبات، فسفر حالت اکسیداسیون 5+، 3+، 3- دارد. مانند نیتروژن در ترکیبات شیمیاییبه طور عمده تشکیل می شود پیوند کووالانسی. فسفر یک عنصر فعال شیمیایی است. تغییر رنگ سفید آن با بیشترین فعالیت مشخص می شود، که به طور خود به خود در دمای حدود 40 درجه سانتیگراد مشتعل می شود، بنابراین در زیر یک لایه آب ذخیره می شود. فسفر قرمز هنگام ضربه زدن یا مالش مشتعل می شود. فسفر سیاه غیر فعال است و در هنگام احتراق به سختی قابل احتراق است. اکسیداسیون فسفر معمولاً با نورتابی شیمیایی همراه است. هنگامی که فسفر در اکسیژن بیش از حد می سوزد، P 2 O 5 تشکیل می شود و زمانی که کمبود وجود دارد، عمدتا P 2 O 3 تشکیل می شود. فسفر اسیدها را تشکیل می دهد: ارتو- (H 3 PO 4)، پلی فسفریک (Hn + 2 PO 3n + 1)، فسفر (H 3 PO 3)، فسفر (H 4 P 2 O 6)، فسفر (H 3 PO 2) و همچنین پراسیدها: پرفسفریک (H 4 P 2 O 8 ) و مونوپر فسفریک ( H 3 PO 5 ).

فسفر به طور مستقیم با همه هالوژن ها واکنش می دهد و مقدار زیادی گرما آزاد می کند. سولفیدها و نیتریدهای فسفر شناخته شده اند. در دمای 2000 درجه سانتی گراد، فسفر با کربن واکنش داده و کاربید تشکیل می دهد (PC 3). هنگامی که فسفر با فلزات - فسفیدها گرم می شود. فسفر سفید و ترکیبات آن بسیار سمی هستند، MPC 0.03 mg/m3.

فسفر در طبیعت

میانگین میزان فسفر در پوسته زمین (کلارک) 9.3.10 -2٪ است، در سنگ های اولترابازیک 1.7 است. 10-2٪، بازی - 1.4.10 -2٪، اسیدی - 7.10 -2٪، رسوبی - 7.7.10 -2٪. فسفر در فرآیندهای ماگمایی نقش دارد و به شدت در بیوسفر مهاجرت می کند. هر دو فرآیند با انباشته های بزرگ آن همراه هستند و تشکیل می شوند ذخایر صنعتیآپاتیت ها - Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl) و فسفریت ها - آمورف Ca 5 (PO 4) 3 (OH, CO 3) با ناخالصی های مختلف. فسفر بسیار مهم است عنصر بیوژنیک، که در بسیاری از موجودات انباشته می شود. با آن است مهاجرت بیوژنیکفرآیندهای غلظت فسفر در پوسته زمین مرتبط هستند. بیش از 180 ماده معدنی حاوی فسفر شناخته شده است.

دریافت و استفاده

در مقیاس صنعتی، فسفر از فسفات های طبیعی با احیای الکتروترمال با کک در دمای 1400-1600 درجه سانتی گراد در حضور سیلیس (شن کوارتز) استخراج می شود. پس از تمیز کردن از گرد و غبار، فسفر گازی به واحدهای تراکم فرستاده می شود، جایی که فسفر سفید فنی مایع زیر یک لایه آب جمع آوری می شود. بخش عمده ای از فسفر تولید شده به اسید فسفریک و کودهای فسفر و نمک های فنی به دست آمده بر اساس آن تبدیل می شود. نمک های اسیدهای فسفریک - فسفات ها - به طور گسترده ای در چندین مورد استفاده می شوند به میزان کمتر- فسفیت ها و هیپوفسفیت ها. فسفر سفید در ساخت پرتابه های آتش زا و دود استفاده می شود. قرمز - در تولید کبریت.

فسفر جزء مهمی از زندگی و طبیعت بی جان. در اعماق زمین، آب و در بدن ما یافت می شود و آکادمیسین فرسمن حتی به آن لقب «عنصر حیات و اندیشه» داده است. فسفر سفید علیرغم مفید بودن، می تواند بسیار خطرناک و سمی باشد. بیایید با جزئیات بیشتری در مورد ویژگی های آن صحبت کنیم.

باز کردن یک عنصر

تاریخ کشف فسفر با کیمیاگری آغاز شد. از قرن پانزدهم، دانشمندان اروپایی مشتاق یافتن این موضوع بودند سنگ فیلسوفیا "اکسیر بزرگ" که با کمک آن می توان هر فلزی را به طلا تبدیل کرد.

در قرن هفدهم، هنیگ برند، کیمیاگر، تصمیم گرفت که مسیر رسیدن به «معرف جادویی» از طریق ادرار باشد. زرد است، به این معنی که حاوی طلا است یا به نوعی با آن مرتبط است. دانشمند با دقت مواد را جمع آوری کرد، از آن دفاع کرد و سپس آن را تقطیر کرد. به جای طلا دریافت کرد ماده سفید، که در تاریکی می درخشید و به خوبی می سوخت.

برند این کشف را "آتش سرد" نامید. بعدها، رابرت بویل، کیمیاگر ایرلندی و آندریاس ماگگراف آلمانی، ایده به دست آوردن فسفر را به روشی مشابه مطرح کردند. دومی همچنین زغال سنگ، ماسه و ماده معدنی فسژنیت را به ادرار اضافه کرد. پس از آن، این ماده فسفر میرابیلیس نام گرفت که به عنوان "حامل معجزه آسای نور" ترجمه شده است.

عنصر نورانی

کشف فسفر در بین کیمیاگران تبدیل به یک حس واقعی شد. برخی هر از چند گاهی سعی می کردند راز تهیه این ماده را از برند خریداری کنند، برخی دیگر سعی می کردند خود به خود به آنجا برسند. در قرن 18 ثابت شد که این عنصر در بقایای استخوان موجودات موجود است و به زودی چندین کارخانه برای تولید آن افتتاح شد.

فیزیکدان فرانسوی لاووازیه ثابت کرد که فسفر است ماده ساده. در جدول تناوبی عدد 15 است. همراه با نیتروژن، آنتیموان، آرسنیک و بیسموت در گروه پنکتیدها قرار دارد و به عنوان یک غیرفلز شناخته می شود.

این عنصر در طبیعت بسیار رایج است. که در درصدبه صورت عمده پوسته زمیناو رتبه 13 را دارد. فسفر به طور فعال با اکسیژن تعامل دارد و به صورت آزاد یافت نمی شود. این ماده در کانی های متعدد (بیش از 190) مانند فسفوریت ها، آپاتیت ها و غیره وجود دارد.

فسفر سفید

فسفر در چندین شکل یا آلوتروپ وجود دارد. آنها از نظر چگالی، رنگ و خواص شیمیایی با یکدیگر متفاوت هستند. معمولاً چهار شکل اصلی وجود دارد: فسفر سفید، سیاه، قرمز و فلزی. سایر اصلاحات تنها ترکیبی از موارد فوق هستند.

فسفر سفید بسیار ناپایدار است. در شرایط نور عادی به سرعت قرمز می شود و فشار بالاآن را سیاه می کند اتم های آن به شکل چهار وجهی مرتب شده اند. کریستالی دارد شبکه مولکولی، با فرمول مولکولی P4.

من همچنین فسفر زرد را برجسته می کنم. این اصلاح دیگری از ماده نیست، بلکه نام فسفر سفید تصفیه نشده است. این می تواند رنگ قهوه ای روشن یا تیره داشته باشد و با سمیت قوی مشخص می شود.

خواص فسفر سفید

قوام و ظاهر این ماده شبیه موم است. بوی سیر دارد و در لمس چرب است. فسفر نرم (بدون تلاش ویژهمی توان آن را با چاقو برش داد) و تغییر شکل می دهد. بعد از پاکسازی بی رنگ می شود. کریستال های شفاف آن در زیر نور خورشید به شکل کمانی می درخشند و شبیه الماس می شوند.

در دمای 44 درجه ذوب می شود. فعالیت این ماده حتی در دمای اتاق خود را نشان می دهد. ویژگی اصلی فسفر توانایی آن در نورتاب یا درخشندگی آن است. با اکسید شدن در هوا، نور سفید مایل به سبز از خود ساطع می کند و به مرور زمان خود به خود مشتعل می شود.

این ماده عملاً در آب نامحلول است، اما با تماس طولانی مدت با اکسیژن می تواند در آن بسوزد. به خوبی در حلال های آلی مانند دی سولفید کربن، پارافین مایع و بنزن حل می شود.

کاربرد فسفر

انسان فسفر را برای اهداف صلح آمیز و نظامی "رام" کرده است. از این ماده برای تولید اسید فسفریک استفاده می شود که برای کودها استفاده می شود. قبلاً برای رنگرزی پشم و ساخت امولسیون های حساس به نور به طور گسترده استفاده می شد.

فسفر سفید زیاد استفاده نمی شود. ارزش اصلی آن اشتعال پذیری است. بنابراین، این ماده برای مهمات آتش زا استفاده می شود. این نوع سلاح در طول هر دو جنگ جهانی مرتبط بود. در جنگ غزه در سال 2009 و همچنین در عراق در سال 2016 مورد استفاده قرار گرفت.

فسفر قرمز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از آن برای ساخت سوخت، روان کننده ها، مواد منفجرهو سرهای کبریت ترکیبات مختلف فسفر در صنعت در نرم‌کننده‌های آب مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای محافظت از فلز در برابر خوردگی به عوامل غیرفعال‌کننده اضافه می‌شوند.

محتوا در بدن و تأثیر آن بر انسان

فسفر یکی از عناصر حیاتی برای ما است. به شکل ترکیبات با کلسیم در دندان ها و اسکلت وجود دارد و به استخوان ها سختی و استحکام می بخشد. عنصر موجود در ترکیبات ATPو DNA او دارد اهمیت حیاتیبرای فعالیت مغز بودن در سلول های عصبی، باعث انتقال تکانه های عصبی می شود.

فسفر در بافت ماهیچه ای یافت می شود. در فرآیند تبدیل انرژی از پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات های وارد شده به بدن نقش دارد. مورد پشتیبانی می کند تعادل اسید و بازدر سلول ها، تقسیم آنها رخ می دهد. متابولیسم را تقویت می کند و در طول رشد و ریکاوری بدن ضروری است.

با این حال، فسفر می تواند خطرناک باشد. فسفر سفید خود بسیار سمی است. دوزهای بالای 50 میلی گرم کشنده است. مسمومیت با فسفر با استفراغ، سردرد و درد معده همراه است. تماس این ماده با پوست باعث سوختگی می شود که بسیار آهسته و دردناک بهبود می یابد.

فسفر اضافی در بدن منجر به شکنندگی استخوان‌ها می‌شود بیماری های قلبی عروقی، ظاهر خونریزی، کم خونی. کبد و دستگاه گوارش نیز از اشباع بیش از حد فسفر رنج می برند.

که در اتاق تاریکیا در خیابان در شب، این آزمایش ساده را امتحان کنید. نه خیلی سفت، برای اینکه کبریت روشن نشود، آن را روی قوطی کبریت بزنید. متوجه خواهید شد که یک مسیر درخشان از کبریت برای مدتی روی رنده قابل مشاهده است. این فسفر سفید می درخشد. اما هرکسی که درس شیمی را به یاد دارد دبیرستانممکن است بگوید: ببخشید در تولید کبریت از فسفر قرمز استفاده می شود نه سفید. درست! در یک رنده قوطی کبریتفسفر سفید وجود ندارد، قرمز وجود دارد که نتیجه واکنشی است بین فسفر قرمز واقع در سطح قوطی کبریت و نمک برتولهمحصور در سر کبریت در لحظه اصطکاک گرم شده و به مقدار کم سفید می شود.

فسفر می تواند به اشکال مختلف یا، همانطور که می گویند، در چندین تغییر وجود داشته باشد.

فسفر سفید یک ماده کریستالی جامد است و کریستال های فسفر سفید به شکل خالص شیمیایی آن کاملاً بی رنگ، شفاف هستند و نور را به خوبی می شکنند. در نور آنها به سرعت زرد می شوند و شفافیت خود را از دست می دهند. بنابراین، در شرایط عادیفسفر از نظر ظاهری بسیار شبیه به موم است، اما سنگین تر است (چگالی فسفر سفید 1.84 است). فسفر در سرما شکننده است اما در دمای اتاق نسبتاً نرم است و به راحتی با چاقو بریده می شود. در 44 درجه سانتیگراد فسفر سفید ذوب می شود و در 280.5 درجه سانتیگراد می جوشد. فسفر سفید که توسط اکسیژن موجود در هوا اکسید می شود، در تاریکی می درخشد و هنگامی که کمی گرم می شود، مثلاً از اصطکاک، به راحتی مشتعل می شود.

دمای اشتعال فسفر کاملا خشک و خالص نزدیک به دما است بدن انسان. بنابراین، فقط در زیر آب ذخیره می شود. اولین جنگ جهانیفسفر سفید به عنوان ماده محترقه در گلوله های توپخانه، بمب های هوایی، نارنجک ها و گلوله ها استفاده می شد.

فسفر قرمز، بر خلاف سفید، یا زرد، همانطور که گاهی اوقات نامیده می شود، سمی نیست، در هوا اکسید نمی شود، در تاریکی نمی درخشد، در دی سولفید کربن حل نمی شود و فقط در دمای 260 درجه سانتیگراد مشتعل می شود. فسفر قرمز از فسفر سفید با حرارت دادن طولانی مدت بدون دسترسی به هوا در دمای 250-300 درجه سانتی گراد به دست می آید.

تاریخچه کشف فسفر

نقاشی جوزف رایت "کیمیاگر در حال کشف فسفر" ظاهراً کشف فسفر توسط هنیگ برند را توصیف می کند.

در جستجوی اکسیر جوانی و تلاش برای به دست آوردن طلا، یک کیمیاگر قرن هفدهمجنینگ برند از هامبورگ سعی کرد از ادرار "سنگ فلسفی" بسازد. برای این منظور مقدار زیادی از آن را تبخیر کرد و باقیمانده شربتی که پس از تبخیر به دست می‌آمد، در مخلوطی با ماسه و ماسه، تحت تکلیس قوی قرار گرفت. زغال چوبیبدون دسترسی هوایی

در نتیجه، برند یک ماده با خواص فوق العاده: در تاریکی می درخشید. در آب در حال جوش انداخته می شود، بخارهایی آزاد می شود که در هوا مشتعل می شود و یک ماده غلیظ آزاد می کند دود سفید، در آب حل می شود تا اسید تشکیل شود.

علاقه زیادی به ماده جدید وجود داشت و برند امیدوار بود که از کشف خود سود زیادی به دست آورد: بیخود نبود که او یک تاجر سابق هامبورگ بود. حفظ روش ساخت سخت ترین راز، برند ماده جدید را در ازای پول نشان داد و آن را به کسانی که آن را در بخش های کوچک فقط برای طلای خالص می خواستند فروخت. پس از مدتی، برند راز ساخت فسفر را به شیمیدان درسدنی کرافت نیز فروخت، او نیز مانند برند شروع به گشت و گذار در کاخ های افراد با نفوذ کرد و فسفر را برای پول نشان داد و ثروت هنگفتی به دست آورد.

معجزه با درخشش و اشتعال فسفر

پس از کشف فسفر، دوباره از توانایی آن برای درخشش در تاریکی استفاده شد، اما برای اهداف متفاوت. این بار نمایندگان فرقه های مذهبی شروع به تجارت فسفر کردند. دستور العمل های استفاده از فسفر بسیار متنوع بود. به عنوان مثال، مقدار کمی فسفر سفید به موم یا پارافین ذوب شده اما از قبل غلیظ شده اضافه شد. از مخلوط به دست آمده برای قالب گیری مداد استفاده می شد که برای نوشتن روی دیوار کلیساها و نمادها استفاده می شد. در شب، "کتیبه های مرموز" قابل مشاهده بود. فسفر که به آرامی اکسید می شود، درخشنده و پارافین که آن را از اکسیداسیون سریع محافظت می کند، طول مدت این پدیده را افزایش می دهد.

فسفر سفید در بنزن یا دی سولفید کربن حل شد. محلول به دست آمده برای مرطوب کردن فتیله های شمع یا لامپ استفاده می شود. پس از تبخیر حلال، فسفر سفید مشتعل شد و فتیله از آن مشتعل شد. اینگونه بود که "معجزه ای" به نام "خودسوزی شمع ها" ساخته شد.

در مرداب‌ها و گورستان‌ها می‌خواهند

یکی از ترکیبات جالب فسفر گاز فسفین است که ویژگی آن این است که در هوا بسیار قابل اشتعال است. این خاصیت فسفین ظاهر مرداب، روشنایی قبر را توضیح می دهد. واقعاً در باتلاق ها و گورهای تازه آتش می شود. این فانتزی یا تخیلی نیست. در هوای گرم شب های تاریکگاهی اوقات بر روی قبرهای تازه نورهایی به رنگ آبی کم رنگ و کم سوسوزن مشاهده می شود. این فسفین است که می سوزد. فسفین در طی پوسیدگی موجودات گیاهی و جانوری مرده تشکیل می شود.

کتابخانه پاریس حاوی یک نسخه خطی در مورد کیمیاگری است که شرح می دهد کشف فسفر. بر اساس این سند، الخید بخیل اولین کسی بود که این عنصر را به شکل خالص آن جدا کرد.

او در قرن 12 زندگی می کرد. فسفرمرد آن را با تقطیر ادرار با آهک و. کیمیاگر این ماده درخشان را اسکاربوکل نامید. نام مدرنعنصر توسط هنینگ برند داده شده است.

او وصل شد کلمات یونانی"نور" و "حمل". آلمانی مجرد شد فسفر سفیددر سال 1669، شایستگی خود را با صحبت با جامعه علمی مستند کرد.

هنینگ برند نیز مانند آلکید باخیل از ادرار تبخیر شده استفاده می کرد، اما آن را با ماسه سفید حرارت می داد. در قرن هفدهم و حتی در قرن دوازدهم، درخشش ماده حاصل مانند یک معجزه به نظر می رسید. در میان معاصران برای فیزیکی خواص فسفریک نگاه متفاوت

فیزیکی و خواص شیمیاییفسفر

عنصر فسفردر اثر فرآیندهای اکسیداسیون می درخشد. تعامل با اکسیژن به سرعت رخ می دهد و احتراق خود به خود امکان پذیر است.

انتشار سریع و فراوان انرژی شیمیاییمنجر به تبدیل آن به انرژی نور می شود. این فرآیند حتی در دمای اتاق انجام می شود.

این راز درخشش است فسفر اکسیژنبه راحتی با تغییر رنگ سفید عنصر واکنش نشان می دهد. می توان آن را با موم و پارافین شمع اشتباه گرفت. این ماده قبلاً در دمای 44 درجه سانتیگراد ذوب می شود.

خواص فسفررنگ سفید با خواص دیگر اصلاحات عنصر متفاوت است. به عنوان مثال، آنها سمی نیستند.

فسفر بی رنگ سمی و نامحلول در آب است. به عنوان یک قاعده، اکسیداسیون پودر را مسدود می کند. بدون واکنش با آب، فسفر سفیدبه راحتی در مواد آلی، به عنوان مثال، دی سولفید کربن حل می شود.

در اولین اصلاح ماده فسفرکمترین متراکم تنها 1800 گرم در هر متر مکعب وجود دارد. که در آن، دوز کشندهبرای انسان فقط 0.1 گرم است.

حتی سمی تر فسفر زرد. در واقع یک نوع سفید است، اما تصفیه نشده است. چگالی ماده یکسان است، اشتعال پذیری نیز یکسان است.

نقطه ذوب کمی پایین تر است - 34 درجه. این عنصر در 280 درجه سانتیگراد می جوشد. به دلیل آلاینده ها، دود غلیظی در هنگام احتراق آزاد می شود. فسفر زرد مانند فسفر سفید با آب واکنش نمی دهد.

نیز وجود دارد فسفر قرمز. اولین بار در سال 1847 دریافت شد. شروتر شیمیدان اتریشی تغییر رنگ سفید عنصر را تا 500 درجه در فضایی از مونوکسید کربن گرم کرد.

واکنش در یک فلاسک مهر و موم شده انجام شد. معلوم شد که نوع فسفر حاصل از نظر ترمودینامیکی پایدار است. این ماده فقط در برخی از فلزات مذاب حل می شود.

مشتعل شدن اتم فسفرفقط زمانی که جو تا 250 درجه سانتیگراد گرم می شود. جایگزین اصطکاک فعال یا ضربه قوی است.

رنگ فسفر قرمز نه تنها مایل به قرمز، بلکه بنفش نیز هست. هیچ درخششی وجود ندارد. تقریبا هیچ سمی وجود ندارد. اثر سمیاصلاح قرمز عنصر حداقل است. بنابراین، فسفر قرمز مایل به قرمز به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود.

اصلاح ماقبل آخر عنصر سیاه است. که در سال 1914 به دست آمد، پایدارترین است. این ماده دارای درخشندگی فلزی است. سطح فسفر سیاه براق است، شبیه به.

این اصلاح برای هیچ حلالی قابل اشتعال نیست. توده فسفرمشکی بزرگترین است، همانطور که چگالی آن است. این ماده از رنگ سفید در فشار 13000 اتمسفر "متولد" می شود.

اگر فشار به سطوح بسیار بالا برسد، اصلاح نهایی و فلزی عنصر ظاهر می شود. چگالی آن تقریباً به 4 گرم در هر می رسد سانتیمتر مکعب.فرمول فسفرتغییر نمی کند، اما شبکه کریستالی تبدیل می شود. مکعبی می شود. این ماده شروع به هدایت جریان الکتریکی می کند.

کاربرد فسفر

اکسید فسفربه عنوان یک عامل تولید کننده دود عمل می کند. با احتراق، اصلاح زرد عنصر یک حجاب ضخیم ایجاد می کند که در صنایع دفاعی مفید است.

به طور خاص، فسفر به گلوله های ردیاب اضافه می شود. با پشت سر گذاشتن ردی از دود، آنها به شما امکان می دهند جهت و دقت ارسال ها را تنظیم کنید. "مسیر" برای یک کیلومتر حفظ می شود.

که در صنعت نظامیفسفر جایی پیدا کرد، درست مثل یک جرقه زن. این عنصر برای اهداف صلح آمیز نیز این نقش را ایفا می کند. بنابراین، اصلاح قرمز در ساخت کبریت استفاده می شود. آنها توسط بخار روغن کاری می شوند. فسفر-گوگردیعنی سولفید عنصر پانزدهم.

کلرید فسفر در تولید نرم کننده ها مورد نیاز است. این نام به افزودنی هایی است که باعث افزایش انعطاف پذیری پلاستیک و سایر پلیمرها می شوند. کشاورزان نیز کلرید می خرند. این ماده را با حشره کش ها مخلوط می کنند.

از آنها برای از بین بردن آفات در مزارع، به ویژه حشرات استفاده می شود. کاشت ها نیز با سم پاشی می شوند. در حال حاضر یک دوئت در آنها وجود دارد کلسیم فسفریا فسفیدها

اگر حشرات با کمک مخلوط فسفر کشته شوند، گیاهان رشد می کنند. بله، زوج ها نیتروژن - فسفرو پتاسیم فسفر- کودهای منظم عنصر پانزدهم گیاهان را تغذیه می کند، رشد آنها را تسریع می بخشد و بهره وری را افزایش می دهد. فسفر نیز برای انسان ضروری است.

حدود 800 گرم از آن در استخوان ها، زنجیره های نوکلئیک و پروتئین ها پنهان است. بی جهت نیست که این عنصر ابتدا با تقطیر ادرار استخراج شد. ذخایر بدن نیاز به پر کردن روزانه به مقدار 1.2-1.5 گرم دارد. آنها با غذاهای دریایی، حبوبات، پنیر و نان عرضه می شوند.

اسیدهای فسفرآنها همچنین به طور مصنوعی به محصولات اضافه می شوند. برای چی؟ اسید فسفریک رقیق به عنوان یک تقویت کننده طعم برای شربت ها، مارمالادها و نوشیدنی های گازدار عمل می کند. اگر محصول حاوی E338 باشد، ما در مورددر مورد ترکیبی که شامل پانزدهمین عنصر جدول تناوبی است.

کاربرد فسفرطبیعت با درخشش آن ارتباطی نداشت. انسان دقیقاً روی این خاصیت متمرکز شد. بنابراین، سهم شیراز ذخایر عنصر برای تولید رنگ استفاده می شود. ترکیبات مخصوص خودروها نیز از آنها در برابر خوردگی محافظت می کند. رنگ ها نیز برای سطوح براق اختراع شده اند. گزینه هایی برای چوب، بتن، پلاستیک وجود دارد.

بسیاری از محصولات مصنوعی نمی توانند بدون عنصر 15 کار کنند. مواد شوینده. آنها حاوی منیزیم فسفریون های آن را متصل می کند.

در غیر این صورت، اثربخشی ترکیبات کاهش می یابد. بدون عنصر 15 کیفیت برخی از فولادها نیز کاهش می یابد. اساس آنها است اهن. فسفر- فقط .

افزودنی استحکام آلیاژ را افزایش می دهد. در فولادهای کم آلیاژ، فسفر برای تسهیل پردازش آنها و افزایش مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است.

استخراج فسفر

در جدول تناوبی، فسفر پانزدهم است، اما از نظر فراوانی در زمین یازدهم است. این ماده حتی در خارج از سیاره نیز نادر نیست. بنابراین، شهاب سنگ ها حاوی 0.02 تا 0.94 درصد فسفر هستند. همچنین در نمونه های خاک گرفته شده از ماه یافت شد.

نمایندگان زمینی عنصر دویستمین ماده معدنی هستند که توسط طبیعت بر اساس آن ایجاد شده است. فسفر به صورت خالص یافت نمی شود. حتی در لیتوسفر با ارتوفسفات نشان داده می شود، یعنی به بالاترین درجه اکسید می شود.

برای جداسازی عنصر خالص، صنعتگران با فسفات کلسیم کار می کنند. از فسفریت ها و وتوراپاتیت ها به دست می آید. اینها 2 ماده معدنی غنی از عنصر 15 هستند. پس از واکنش احیا، 100 درصد فسفر باقی می ماند.

عامل کاهنده کک است، یعنی کربن. کلسیم، در این مورد، با ماسه متصل می شود. کارشناسان همه این کارها را در کوره های الکتریکی انجام می دهند. یعنی فرآیند آزادسازی فسفر الکتروترمال است.

به این ترتیب فسفر سفید یا زرد بدست می آید. این همه به درجه تصفیه بستگی دارد. آنچه برای تبدیل یک محصول به تغییرات قرمز، سیاه و فلزی باید انجام شود در فصل «شیمیایی و مشخصات فیزیکیعنصر".

قیمت فسفر

شرکت‌ها و فروشگاه‌هایی وجود دارند که در زمینه عرضه این محصولات تخصص دارند مواد اولیه شیمیایی. فسفر معمولا در بسته بندی های 500 گرمی و کیلوگرمی عرضه می شود. برای اصلاح قرمز با وزن 1000 گرم حدود 2000 روبل می خواهند.

فسفر سفید کمتر عرضه می شود و تقریباً 30-40٪ ارزان تر است. اصلاحات مشکی و فلزی گران هستند و معمولاً به سفارش از طریق شرکت های تولیدی بزرگ فروخته می شوند.

فسفر در چندین تغییر آلوتروپیک شناخته شده است: سفید، قرمز، بنفش و سیاه. در عمل آزمایشگاهی فرد با تغییرات سفید و قرمز مواجه می شود.

فسفر سفید - جامد. در شرایط عادی ظاهری زرد، نرم و مومی دارد. به راحتی اکسید شده و مشتعل می شود. فسفر سفید سمی است و سوختگی های دردناکی روی پوست ایجاد می کند. فسفر سفید به شکل چوب هایی با طول های مختلف با قطر 0.5-2 به فروش می رسد. سانتی متر.

فسفر سفید به راحتی اکسید می شود و به همین دلیل در ظروف شیشه ای تیره که به دقت مهر و موم شده اند در اتاق هایی با نور کم و نه چندان سرد در زیر آب ذخیره می شود (برای جلوگیری از ترک خوردن شیشه ها در اثر یخ زدن آب). مقدار اکسیژن موجود در آب و فسفر اکسید کننده بسیار کم است. 7-14 است میلی گرمدر هر لیتر آب

هنگامی که در معرض نور قرار می گیرد، فسفر سفید به رنگ قرمز تبدیل می شود.

با اکسیداسیون آهسته، فسفر سفید می درخشد و با اکسیداسیون شدید، مشتعل می شود.

فسفر سفید با موچین یا انبر فلزی گرفته می شود. تحت هیچ شرایطی نباید آن را با دستان خود لمس کنید.

در صورت سوختگی با فسفر سفید، ناحیه سوخته را با محلول AgNO 3 (1:1) یا KMnO 4 (1:10) بشویید و بانداژ مرطوب آغشته به همان محلول ها یا محلول 5٪ سولفات مس را بمالید. سپس زخم را با آب شسته و پس از صاف کردن اپیدرم، بانداژ وازلین را با متیل ویولت اعمال می کنند. برای سوختگی شدید با پزشک مشورت کنید.

محلول های نیترات نقره، پرمنگنات پتاسیم و سولفات مس فسفر سفید را اکسید کرده و در نتیجه اثر مخرب آن را متوقف می کند.

در صورت مسمومیت با فسفر سفید یک قاشق چایخوری محلول سولفات مس 2 درصد را به صورت خوراکی مصرف کنید تا زمانی که استفراغ ایجاد شود. سپس با استفاده از آزمون Mitscherlich بر اساس لومینسانس، وجود فسفر تعیین می شود. برای انجام این کار، آب اسیدی شده با اسید سولفوریک به استفراغ فرد مسموم اضافه می شود و در تاریکی تقطیر می شود. هنگامی که محتوای فسفر مشاهده می شود، درخشش بخار مشاهده می شود. دستگاه مورد استفاده فلاسک Wurtz است که به لوله کناری آن یک یخچال Liebig متصل شده و از آنجا محصولات مقطر وارد گیرنده می شود. اگر بخار فسفر به محلول نیترات نقره هدایت شود، رسوب سیاهی از نقره فلزی رسوب می کند که طبق معادله ای که در آزمایش احیای نمک های نقره با فسفر سفید داده شده است، تشکیل می شود.

قبلا 0.1 جیفسفر سفید یک دوز کشنده برای بزرگسالان است.

فسفر سفید را با چاقو یا قیچی در ملات چینی زیر آب برش دهید. هنگام استفاده از آب دمای اتاقفسفر خرد می شود بنابراین بهتر است استفاده شود آب گرم، اما نه بیشتر از 25-30 درجه. پس از برش فسفر به آب گرمبه آب سرد منتقل می شود یا با جت خنک می شود آب سرد.

فسفر سفید یک ماده بسیار قابل اشتعال است. بسته به غلظت اکسیژن هوا در دمای 36-60 درجه مشتعل می شود. بنابراین، هنگام انجام آزمایش ها، برای جلوگیری از تصادف، لازم است هر دانه آن را در نظر گرفت.

خشک کردن فسفر سفید با استفاده سریع از آزبست نازک یا کاغذ صافی روی آن و جلوگیری از اصطکاک یا فشار انجام می شود.

اگر فسفر مشتعل شود با ماسه، حوله مرطوب یا آب خاموش می شود. اگر فسفر سوزانده شده روی یک ورق کاغذ (یا آزبست) باشد، این ورق نباید لمس شود، زیرا فسفر مذاب در حال سوختن می تواند به راحتی ریخته شود.

فسفر سفید در 44 درجه ذوب می شود و در 281 درجه می جوشد. فسفر سفید در زیر آب ذوب می شود، زیرا فسفر مذاب در تماس با هوا مشتعل می شود. با همجوشی و سرد شدن بعدی، فسفر سفید را می توان به راحتی از زباله ها بازیابی کرد. برای انجام این کار، ضایعات فسفر سفید حاصل از آزمایش‌های مختلف، که در یک بوته چینی با آب جمع‌آوری شده‌اند، در یک حمام آب گرم می‌شوند. اگر تشکیل پوسته روی سطح فسفر مذاب قابل توجه است، کمی HNO 3 یا مخلوط کروم اضافه کنید. پوسته اکسید می شود، دانه های کوچک به هم می پیوندند وزن مجموعو پس از سرد شدن با جریان آب سرد یک تکه فسفر سفید به دست می آید.

بقایای فسفر هرگز نباید در سینک ریخته شود، زیرا تجمع آن در خم های زانویی لوله های تخلیه می تواند باعث سوختگی کارگران تعمیر شود.

تجربه. ذوب و فوق سرد کردن فسفر سفید مذاب.یک تکه فسفر سفید به اندازه یک نخود در یک لوله آزمایش با آب قرار داده می شود. لوله آزمایش در شیشه ای قرار می گیرد که تقریباً تا بالا با آب پر شده است و در حالت عمودی در یک گیره سه پایه محکم می شود. شیشه کمی گرم می شود و با استفاده از دماسنج دمای آب لوله آزمایش تعیین می شود که در آن فسفر ذوب می شود. پس از اتمام ذوب، لوله آزمایش به شیشه ای با آب سردو انجماد فسفر را مشاهده کنید. اگر لوله آزمایش ثابت باشد، در دمای کمتر از 44 درجه (تا 30 درجه) فسفر سفید در حالت مایع باقی می ماند.

حالت مایع فسفر سفید که در زیر نقطه ذوب آن سرد می‌شود، حالت فوق‌سرد شدن است.

پس از پایان آزمایش، برای سهولت در استخراج فسفر، مجدداً آن را ذوب کرده و لوله آزمایش را با سوراخ به سمت بالا در یک ظرف با آب سرد غوطه ور می کنند.

تجربه. یک تکه فسفر سفید را به انتهای سیم وصل کنید.برای ذوب و جامد کردن فسفر سفید، از یک بوته چینی کوچک با فسفر و آب استفاده کنید. آن را در یک لیوان با آب گرم و سپس سرد قرار می دهند. برای این منظور مفتول آهنی یا مسی به طول 30-25 بگیرید سانتی مترو قطر 0.1-0.3 سانتی متر. هنگامی که سیم در فسفر جامد فرو می رود، به راحتی به آن متصل می شود. در صورت عدم وجود بوته، از لوله آزمایش استفاده می شود. اما به دلیل صاف نبودن سطح لوله آزمایش، گاهی اوقات برای استخراج فسفر لازم است آن را بشکنید. برای حذف فسفر سفید از سیم، آن را در یک لیوان آب گرم فرو کنید.

تجربه. تعریف وزن مخصوصفسفردر 10 درجه وزن مخصوص فسفر 1.83 است. تجربه این امکان را فراهم می‌کند تا بررسی شود که فسفر سفید سنگین‌تر از آب و سبک‌تر از H2SO4 غلیظ است.

هنگامی که یک قطعه کوچک فسفر سفید با آب و H 2 SO 4 غلیظ (وزن مخصوص 1.84) به لوله آزمایش وارد می شود، مشاهده می شود که فسفر در آب فرو می رود، اما روی سطح اسید شناور می شود و به دلیل ذوب شدن گرمای آزاد شده هنگام غلیظ شدن H 2 SO 4 در آب حل می شود.

برای ریختن H 2 SO 4 غلیظ در لوله آزمایش با آب، از یک قیف با گردن بلند و باریک که به انتهای لوله آزمایش می رسد استفاده کنید. اسید را بریزید و قیف را با احتیاط از لوله آزمایش خارج کنید تا باعث مخلوط شدن مایعات نشود.

در پایان آزمایش، محتویات لوله آزمایش را با میله شیشه ای هم زده و از بیرون با جریان آب سرد خنک می کنند تا فسفر سفت شود تا بتوان آن را از لوله آزمایش خارج کرد.

هنگام استفاده از فسفر قرمز، مشاهده می شود که نه تنها در آب، بلکه در H 2 SO 4 غلیظ نیز غرق می شود، زیرا وزن مخصوص آن (2.35) از وزن مخصوص آب و اسید سولفوریک غلیظ بیشتر است.

فسفر سفید، درخشش

به دلیل اکسیداسیون آهسته که حتی در دماهای معمولی رخ می دهد، فسفر سفید در تاریکی می درخشد (از این رو نام "درخشنده" نامیده می شود. یک ابر درخشان مایل به سبز در اطراف یک تکه فسفر در تاریکی ظاهر می شود، که وقتی فسفر نوسان می کند، حرکتی موج مانند می کند.

فسفرسانس (درخشش فسفر) با اکسیداسیون آهسته بخار فسفر توسط اکسیژن موجود در هوا به فسفر و انیدرید فسفر با انتشار نور، اما بدون انتشار گرما توضیح داده می شود. در این حالت، ازن آزاد می‌شود و هوای اطراف آن یونیزه می‌شود (آزمایش آهسته سوزاندن فسفر سفید را ببینید).

فسفرسانس به دما و غلظت اکسیژن بستگی دارد. در دمای 10 درجه سانتی گراد و فشار معمولی فسفرسانس ضعیف اتفاق می افتد و در غیاب هوا اصلاً ایجاد نمی شود.

موادی که با ازن واکنش می دهند (H 2 S، SO 2، Cl 2، NH 3، C 2 H 4، روغن سقز) باعث تضعیف یا متوقف کردن کامل فسفرسانس می شوند.

تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی نور را "شیمی‌تابی" می‌گویند.

تجربه. مشاهده درخشش فسفر سفید.اگر در تاریکی تکه ای از فسفر سفید را که در یک لیوان است و کاملاً با آب پوشانده نشده است مشاهده کنید، متوجه درخشش مایل به سبز خواهید شد. در این حالت، فسفر مرطوب به آرامی اکسید می شود، اما مشتعل نمی شود، زیرا دمای آب کمتر از نقطه اشتعال فسفر سفید است.

درخشش فسفر سفید را می توان پس از اینکه یک تکه فسفر سفید برای مدت کوتاهی در معرض هوا قرار گرفت مشاهده کرد. اگر چند تکه فسفر سفید را داخل یک فلاسک روی پشم شیشه قرار دهید و بالن را با دی اکسید کربن پر کنید، انتهای لوله خروجی را به پایین فلاسک زیر پشم شیشه پایین بیاورید و سپس فلاسک را با پایین آوردن آن در داخل فلاسک کمی گرم کنید. یک ظرف با آب گرم، سپس در تاریکی می توانید تشکیل یک شعله سرد مایل به سبز کم رنگ را مشاهده کنید (می توانید با خیال راحت دست خود را در آن قرار دهید).

تشکیل یک شعله سرد با این واقعیت توضیح داده می شود که دی اکسید کربنی که از فلاسک خارج می شود، بخارات فسفر را به داخل می برد که در هنگام تماس با هوا در دهانه فلاسک شروع به اکسید شدن می کنند. در یک فلاسک، فسفر سفید مشتعل نمی شود، زیرا در جو است دی اکسید کربن. در پایان آزمایش، فلاسک با آب پر می شود.

هنگام توصیف تجربه تولید فسفر سفید در اتمسفر هیدروژن یا دی اکسید کربن، قبلاً ذکر شد که انجام این آزمایشات در تاریکی امکان مشاهده درخشش فسفر سفید را فراهم می کند.

اگر کتیبه ای با گچ فسفر روی دیوار، یک ورق مقوا یا کاغذ بسازید، به لطف فسفرسانس کتیبه مدت زمان طولانیدر تاریکی قابل مشاهده باقی می ماند

چنین کتیبه ای را نمی توان روی آن گذاشت تخته سیاهاز آنجایی که پس از این گچ معمولی به آن نمی چسبد و تخته باید با بنزین یا حلال استئارین دیگر شسته شود.

گچ فسفر از حل کردن فسفر سفید مایع در استئارین مذاب یا پارافین به دست می آید. برای انجام این کار، تقریباً دو قسمت وزنی استئارین (تکه های شمع) یا پارافین را به یک قسمت وزنی فسفر سفید خشک در یک لوله آزمایش اضافه می کنند، لوله آزمایش را با پشم پنبه می پوشانند تا از ورود اکسیژن جلوگیری شود و با حرارت دادن با آن گرم می شود. تکان دادن مداوم پس از اتمام ذوب، لوله آزمایش با جریان آب سرد خنک می شود، سپس لوله آزمایش شکسته شده و جرم یخ زده خارج می شود.

گچ فسفر در زیر آب ذخیره می شود. هنگام استفاده، یک تکه از چنین گچ در کاغذ مرطوب پیچیده می شود.

گچ فسفر را می توان با افزودن تکه های کوچک فسفر سفید خشک شده به پارافین (استئارین) ذوب شده در یک فنجان چینی نیز بدست آورد. اگر پارافین هنگام افزودن فسفر مشتعل شود، با پوشاندن فنجان با یک تکه مقوا یا آزبست خاموش می شود.

پس از مدتی سرد شدن، محلول فسفر موجود در پارافین را در لوله های آزمایش خشک و تمیز ریخته و با جریان آب سرد خنک می کنند تا به صورت توده جامد درآید.

پس از این، لوله های آزمایش شکسته می شوند، گچ برداشته می شود و در زیر آب ذخیره می شود.

انحلال پذیری فسفر سفید

فسفر سفید کمی در آب محلول است، کمی در الکل، اتر، بنزن، زایلن، متیل یدید و گلیسیرین محلول است. به خوبی در دی سولفید کربن، کلرید گوگرد، تری کلرید فسفر و تری برومید، تتراکلرید کربن حل می شود.

تجربه. انحلال فسفر سفید در دی سولفید کربن.دی سولفید کربن مایعی بی رنگ، بسیار فرار، قابل اشتعال و سمی است. بنابراین هنگام کار با آن از استنشاق بخارات آن خودداری کنید و تمام مشعل های گاز را خاموش کنید.

سه یا چهار قطعه فسفر سفید به اندازه نخود با تکان دادن ملایم در یک لیوان با 10-15 حل می شود. میلی لیتردی سولفید کربن

اگر یک تکه کاغذ صافی کوچک را با این محلول مرطوب کرده و در هوا نگه دارید، کاغذ پس از مدتی مشتعل می شود. این به این دلیل اتفاق می افتد که دی سولفید کربن به سرعت تبخیر می شود و فسفر سفید ریز آسیاب شده باقی مانده روی کاغذ به سرعت در دمای معمولی اکسید می شود و به دلیل گرمای ایجاد شده در طول اکسیداسیون مشتعل می شود. (مشخص است که دمای احتراق مواد مختلفبه درجه آسیاب آنها بستگی دارد.) این اتفاق می افتد که کاغذ مشتعل نمی شود، بلکه فقط کاراکترها را می گیرد. کاغذ مرطوب شده با محلول فسفر در دی سولفید کربن، با استفاده از انبر فلزی در هوا نگه داشته می شود.

این آزمایش با دقت انجام می شود تا قطرات محلول فسفر موجود در دی سولفید کربن روی زمین، روی میز، روی لباس یا دست نریزد.

اگر محلول به دستتان رسید، سریع آن را با آب و صابون و سپس با محلول KMnO 4 بشویید (برای اکسیده شدن ذرات فسفر سفیدی که روی دست‌هایتان می‌آیند).

محلول فسفر موجود در دی سولفید کربن باقی مانده پس از آزمایش در آزمایشگاه ذخیره نمی شود، زیرا می تواند به راحتی مشتعل شود.

تبدیل فسفر سفید به قرمز

فسفر سفید طبق معادله به قرمز تبدیل می شود:

P (سفید) = P (قرمز) + 4 کیلو کالری.

نصب برای تولید فسفر سفید از قرمز: لوله راکتور 1، لوله 2 که از طریق آن دی اکسید کربن وارد لوله راکتور می شود. لوله هواکش 3 که در آن بخارات فسفر سفید به همراه دی اکسید کربن از لوله آزمایش خارج شده و با آب سرد می شوند.

تبدیل فسفر سفید به قرمز با حرارت دادن، قرار گرفتن در معرض نور و وجود آثار ید بسیار تسریع می شود. جیید در 400 جیفسفر سفید). ید با ترکیب شدن با فسفر، فسفر یدید را تشکیل می دهد که در آن فسفر سفید حل می شود و با آزاد شدن گرما به سرعت به قرمز تبدیل می شود.

فسفر قرمز با حرارت دادن طولانی مدت فسفر سفید در یک ظرف بسته در حضور آثار ید در دمای 280-340 درجه به دست می آید.

هنگامی که فسفر سفید برای مدت طولانی در نور ذخیره می شود، به تدریج به قرمز تبدیل می شود.

تجربه. به دست آوردن مقدار کمی فسفر قرمز از سفید.در یک لوله شیشه ای 10-12 طولانی در یک انتها بسته شده است سانتی مترو قطر 0.6-0.8 سانتی متریک تکه فسفر سفید به اندازه معرفی کنید دانه گندمو یک کریستال بسیار کوچک ید. لوله مهر و موم شده و در یک حمام هوا روی یک سینی ماسه آویزان می شود، سپس تا دمای 280-340 درجه حرارت داده می شود و تبدیل فسفر سفید به قرمز مشاهده می شود.

تبدیل جزئی فسفر سفید به قرمز را می توان با گرم کردن آرام لوله آزمایش حاوی یک قطعه کوچک فسفر سفید و یک کریستال بسیار کوچک ید مشاهده کرد. قبل از شروع گرمایش، لوله آزمایش را با سوابی از پشم شیشه (آزبست یا معمولی) می‌بندند و یک سینی با ماسه در زیر لوله آزمایش قرار می‌دهند. لوله آزمایش به مدت 10-15 دقیقه (بدون جوشاندن فسفر) حرارت داده می شود و تبدیل فسفر سفید به قرمز مشاهده می شود.

فسفر سفید باقی مانده در لوله آزمایش را می توان با حرارت دادن با آن حذف کرد محلول غلیظقلیایی یا احتراق

تبدیل فسفر سفید به قرمز را می توان زمانی مشاهده کرد که قطعه کوچکی از فسفر در یک لوله آزمایش در فضایی از دی اکسید کربن تا دمای زیر جوش گرم شود.

سوزاندن فسفر سفید

هنگامی که فسفر سفید می سوزد، انیدرید فسفر تشکیل می شود:

P 4 + 5O 2 = 2 P 2 O 5 + 2 x 358.4 کیلو کالری.

شما می توانید احتراق فسفر را در هوا (آهسته و سریع) و زیر آب مشاهده کنید.

تجربه. آهسته سوزاندن فسفر سفید و ترکیب هوا.این آزمایش به عنوان روشی برای بدست آوردن نیتروژن توصیف نشد، زیرا اکسیژن موجود در هوا را به طور کامل متصل نمی کند.

اکسیداسیون آهسته فسفر سفید توسط اکسیژن اتمسفر در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول، انیدرید فسفر و ازن بر اساس معادلات تشکیل می شوند:

2P + 2O 2 = P 2 O 3 + O، O + O 2 = O 3.

در مرحله دوم، انیدرید فسفر به انیدرید فسفر اکسید می شود.

اکسیداسیون آهسته فسفر سفید با درخشش و یونیزه شدن هوای اطراف همراه است.

آزمایشی که نشان می دهد سوختن آهسته فسفر سفید باید حداقل سه ساعت طول بکشد. دستگاه مورد نیاز برای آزمایش در شکل 1 نشان داده شده است.

یک لوله مدرج با انتهای بسته، حاوی حدود 10 عدد میلی لیتراب. طول لوله 70 سانتی متر، قطر 1.5-2 سانتی متر. پس از پایین آوردن لوله مدرج، انگشت را از سوراخ لوله بردارید، آب داخل لوله و سیلندر را به همان سطح برسانید و حجم هوای موجود در لوله را یادداشت کنید. بدون اینکه لوله ها را بالاتر از سطح آب در سیلندر قرار دهید (به طوری که هوای اضافی وارد نشود)، داخل آن قرار دهید. فضای هواییلوله، یک تکه فسفر سفید که به انتهای یک سیم متصل است.

پس از سه تا چهار ساعت یا حتی دو تا سه روز، افزایش آب در لوله مشاهده می شود.

در پایان آزمایش، سیم حاوی فسفر را از لوله خارج کنید (بدون بالا بردن لوله از سطح آب در سیلندر)، آب داخل لوله و سیلندر را به یک سطح برسانید و به حجم هوای باقیمانده پس از اتمام آزمایش توجه کنید. اکسیداسیون آهسته فسفر سفید

تجربه نشان می‌دهد که در نتیجه اتصال اکسیژن به فسفر، حجم هوا به میزان یک پنجم کاهش می‌یابد که مطابق با محتوای اکسیژن موجود در هوا است.

تجربه. سوزاندن سریع فسفر سفیدبا توجه به این واقعیت که واکنش فسفر با اکسیژن مقدار زیادی گرما آزاد می کند، فسفر سفید به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود و با شعله زرد مایل به سفید روشن می سوزد و انیدرید فسفر را تشکیل می دهد - یک ماده سفید جامد که بسیار پرانرژی با آب ترکیب می شود.

قبلاً ذکر شد که فسفر سفید در دمای 36-60 درجه مشتعل می شود. برای مشاهده اشتعال و احتراق خود به خودی آن، یک تکه فسفر سفید را روی ورقه ای از آزبست قرار می دهند و با یک زنگ شیشه ای یا یک قیف بزرگ می پوشانند که روی گردن آن یک لوله آزمایش قرار می گیرد.

فسفر را می توان به راحتی با یک میله شیشه ای گرم شده در آب داغ آتش زد.

تجربه. مقایسه دمای اشتعال فسفر سفید و قرمزدر یک انتهای یک صفحه مسی (طول 25 سانتی متر، عرض 2.5 سانتی مترو ضخامت 1 میلی متر) یک تکه کوچک فسفر سفید خشک شده بریزید و روی دیگر آن یک توده کوچک فسفر قرمز بریزید. صفحه روی یک سه پایه قرار می گیرد و در همان زمان مشعل های گازی تقریباً به همان اندازه به دو سر صفحه آورده می شود.

فسفر سفید فوراً مشتعل می شود و فسفر قرمز فقط زمانی که دمای آن تقریباً به 240 درجه برسد.

تجربه. اشتعال فسفر سفید در زیر آب.یک لوله آزمایش آب حاوی چند تکه کوچک فسفر سفید در یک لیوان آب داغ قرار داده می شود. هنگامی که آب در لوله آزمایش تا 30-50 درجه گرم می شود، جریانی از اکسیژن از طریق لوله به داخل آن جریان می یابد. فسفر مشتعل می شود و می سوزد و جرقه های درخشان را پخش می کند.

اگر آزمایش در خود شیشه (بدون لوله آزمایش) انجام شود، شیشه روی سه پایه نصب شده روی سینی با ماسه قرار می گیرد.

کاهش نمک نقره و مس با فسفر سفید

تجربه.هنگامی که یک قطعه فسفر سفید با محلول نیترات نقره به یک لوله آزمایش اضافه می شود، رسوب نقره فلزی مشاهده می شود (فسفر سفید یک عامل کاهش دهنده انرژی است):

P + 5AgNO 3 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5Ag + 5HNO 3.

اگر فسفر سفید با محلول سولفات مس به لوله آزمایش اضافه شود، مس فلزی رسوب می کند:

2P + 5CuSO 4 + 8H 2 O = 2H 3 PO 4 + 5H 2 SO 4 + 5Cu.