Senyawa fosfor 3. Fosfor putih: sifat, sejarah penemuan dan penerapan

DEFINISI

Fosfor- unsur kelima belas dari tabel periodik. Penunjukan - P dari bahasa Latin "fosfor". Bertempat di periode ketiga, grup VA. Mengacu pada non-logam. Muatan inti adalah 15.

Fosfor adalah salah satu unsur yang cukup umum; kandungannya di kerak bumi sekitar 0,1% (berat). Karena oksidasinya yang mudah, fosfor tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam.

Dari senyawa fosfor alami, yang terpenting adalah kalsium ortofosfat Ca 3 (PO 4) 2, yang terkadang membentuk endapan besar berupa mineral fosfor. Mineral apatit juga sering ditemukan, selain mengandung Ca 3 (PO 4) 2, juga CaF 2 atau CaCl 2.

Massa atom dan molekul fosfor

DEFINISI

Massa molekul relatif suatu zat (Mr) adalah angka yang menunjukkan berapa kali massa suatu molekul lebih besar dari 1/12 massa atom karbon, dan massa atom relatif suatu unsur (A r)— berapa kali massa rata-rata atom suatu unsur kimia lebih besar dari 1/12 massa atom karbon.

Massa atom dan molekul fosfor adalah sama; mereka sama dengan 30,9737.

Modifikasi alotropi dan alotropik fosfor

Fosfor membentuk beberapa modifikasi alotropik.

Fosfor putih diperoleh dalam bentuk padat dengan pendinginan cepat uap fosfor; massa jenisnya adalah 1,83 g/cm3. Dalam bentuknya yang murni, fosfor putih sama sekali tidak berwarna dan transparan (Gbr. 1). Ini rapuh dalam cuaca dingin, tetapi pada suhu di atas 15 o C menjadi lunak dan mudah dipotong dengan pisau.

Di udara, fosfor putih teroksidasi dengan sangat cepat dan bersinar dalam gelap. Sudah dengan pemanasan rendah, yang cukup dengan gesekan saja, fosfor menyala dan terbakar. Ia memiliki kisi kristal molekuler, di simpulnya terdapat molekul P4 tetrahedral. Racun yang kuat.

Beras. 1. Modifikasi alotropik fosfor. Penampilan.

Fosfor putih jika dipanaskan hingga suhu 250-300 o C akan berubah menjadi modifikasi lain yang berwarna merah-ungu dan disebut fosfor merah. Transformasi ini terjadi sangat lambat dan di bawah pengaruh cahaya.

Fosfor merah sangat berbeda sifatnya dengan fosfor putih: ia teroksidasi perlahan di udara, tidak bersinar dalam gelap, hanya menyala pada 260 o C dan tidak beracun.

Ketika dipanaskan dengan kuat, fosfor merah menguap (menyublim) tanpa meleleh. Ketika uap didinginkan, diperoleh fosfor putih.

Fosfor hitam terbentuk dari fosfor putih bila dipanaskan hingga 200-220 o C pada suhu sangat tekanan tinggi. Bentuknya seperti grafit, terasa berminyak saat disentuh dan lebih berat dibandingkan modifikasi lainnya. Semikonduktor.

Isotop fosfor

Diketahui bahwa di alam fosfor hanya terdapat dalam bentuk isotop 31 P (23,99%). Nomor massanya adalah 31. Inti atom dari isotop fosfor 31P mengandung lima belas proton dan enam belas neutron.

Ada isotop fosfor buatan dengan nomor massa 24 hingga 46, di antaranya yang paling stabil adalah 32 P dengan waktu paruh 14 hari.

Ion fosfor

Tingkat energi terluar atom fosfor memiliki lima elektron, yaitu elektron valensi:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .

Akibat interaksi kimia, fosfor dapat kehilangan elektron valensinya, yaitu. menjadi donornya, dan berubah menjadi ion bermuatan positif atau menerima elektron dari atom lain, mis. menjadi akseptornya dan berubah menjadi ion bermuatan negatif:

P 0 -5e → P 5+ ;

P 0 -3e → P 3+ ;

P 0 -1e → P 1+ ;

P 0 +3e → P 3- .

Molekul dan atom fosfor

Molekul fosfor bersifat monoatomik - P. Berikut beberapa sifat yang menjadi ciri atom dan molekul fosfor:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

CONTOH 2

Latihan	Fosfin dapat dibuat dengan aksi asam klorida pada kalsium fosfida. Hitung volume fosfin (no.) yang terbentuk dari 9,1 g kalsium fosfida. Fraksi massa hasil produk adalah 90%.
Larutan	Mari kita tuliskan persamaan reaksi pembuatan fosfin dari kalsium fosfida: Ca 3 P 2 + 6HCl = 2PH 3 + 3CaCl 2. Mari kita hitung jumlah zat kalsium fosfida (massa molar - 182 g/mol): n(PH 3) = m(PH 3) / M(PH 3); n(PH 3) = 9,1 / 182 = 0,05 mol. Berdasarkan persamaan reaksi n(PH 3) : n(Ca 3 P 2) = 2:1, artinya: n(PH 3) = 2 × n(Ca 3 P 2); n(PH 3) = 2 × 0,05 = 0,1 mol. Maka volume fosfin yang dilepaskan akan sama dengan: V(PH 3) = n (PH 3) × Vm; V(PH 3) = 0,1 × 22,4 = 2,24 liter. Dengan mempertimbangkan hasil produk reaksi, volume fosfin adalah: V(PH 3) = V(PH 3) × η/100%; V(PH 3) = 2,24 × 90/100% = 2,016 liter.
Menjawab	Volume fosfin adalah 2,016 liter

Fosfor dan senyawanya

Perkenalan

Bab I. Fosfor sebagai unsur dan zat sederhana

1.1. Fosfor di alam

1.2. Properti fisik

1.3. Sifat kimia

1.4. Kuitansi

1.5. Aplikasi

Bab II. Senyawa fosfor

2.1. Oksida

2.2. Asam dan garamnya

2.3. Fosfin

Bab III. Pupuk fosfor

Kesimpulan

Bibliografi

Perkenalan

Fosfor (lat. Fosfor) P – unsur kimia Grup V tabel periodik Nomor atom Mendeleev 15, massa atom 30,973762(4). Mari kita perhatikan struktur atom fosfor. Tingkat energi terluar atom fosfor mengandung lima elektron. Secara grafis terlihat seperti ini:

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3 3D 0

Pada tahun 1699, alkemis Hamburg H. Brand, dalam mencari “batu bertuah” yang diduga mampu mengubah logam dasar menjadi emas, ketika urin diuapkan dengan batu bara dan pasir, ia mengisolasi zat lilin putih yang dapat bersinar.

Nama "fosfor" berasal dari bahasa Yunani. “phos” – ringan dan “phoros” – pembawa. Di Rusia, istilah "fosfor" diperkenalkan pada tahun 1746 oleh M.V. Lomonosov.

Senyawa fosfor utama meliputi oksida, asam dan garamnya (fosfat, dihidrogen fosfat, hidrogen fosfat, fosfida, fosfit).

Zat yang mengandung fosfor banyak terdapat pada pupuk. Pupuk semacam ini disebut pupuk fosfor.

Bab SAYA Fosfor sebagai suatu unsur dan sebagai zat sederhana

1.1 Fosfor di alam

Fosfor adalah salah satu elemen umum. Kandungan total kerak bumi sekitar 0,08%. Karena oksidasinya yang mudah, fosfor terdapat di alam hanya dalam bentuk senyawa. Mineral fosfor utama adalah fosfor dan apatit, yang terakhir yang paling umum adalah fluorapatit 3Ca3 (PO4)2 CaF2. Fosfor tersebar luas di Ural, wilayah Volga, Siberia, Kazakhstan, Estonia, dan Belarus. Deposit apatit terbesar terletak di Semenanjung Kola.

Fosfor – elemen yang diperlukan organisme hidup. Itu terdapat di tulang, otot, jaringan otak dan saraf. Molekul ATP dibangun dari fosfor - asam adenosin trifosfat (ATP adalah pengumpul dan pembawa energi). Tubuh manusia dewasa rata-rata mengandung sekitar 4,5 kg fosfor, terutama dalam kombinasi dengan kalsium.

Fosfor juga ditemukan pada tumbuhan.

Fosfor alami hanya terdiri dari satu isotop stabil 31 R. Saat ini, enam isotop radioaktif fosfor telah diketahui.

1.2 Sifat fisik

Fosfor memiliki beberapa modifikasi alotropik - fosfor putih, merah, hitam, coklat, ungu, dll. Tiga yang pertama adalah yang paling banyak dipelajari.

Fosfor putih- zat kristal tidak berwarna dan berwarna kekuningan yang bersinar dalam gelap. Massa jenisnya adalah 1,83 g/cm3. Tidak larut dalam air, larut dalam karbon disulfida. Memiliki bau bawang putih yang khas. Titik lebur 44°C, suhu penyalaan otomatis 40°C. Untuk melindungi fosfor putih dari oksidasi, ia disimpan di bawah air dalam gelap (dalam cahaya berubah menjadi fosfor merah). Dalam cuaca dingin, fosfor putih rapuh; pada suhu di atas 15°C ia menjadi lunak dan dapat dipotong dengan pisau.

Molekul fosfor putih memiliki kisi kristal, pada simpulnya terdapat molekul P4, berbentuk seperti tetrahedron.

Setiap atom fosfor dihubungkan oleh tiga ikatan σ ke tiga atom lainnya.

Fosfor putih beracun dan menyebabkan luka bakar yang sulit disembuhkan.

Fosfor merah– bahan tepung merah gelap tidak berbau, tidak larut dalam air dan karbon disulfida, tidak bercahaya. Temperatur penyalaan 260°C, densitas 2,3 g/cm3. Fosfor merah merupakan campuran dari beberapa modifikasi alotropik yang berbeda warnanya (dari merah hingga ungu). Sifat fosfor merah bergantung pada kondisi produksinya. Tidak beracun.

Fosfor hitam Oleh penampilan mirip dengan grafit, berminyak saat disentuh, memiliki sifat semikonduktor. Kepadatan 2,7 g/cm3.

Fosfor merah dan hitam memiliki kisi kristal atom.

1.3 Sifat kimia

Fosfor adalah non-logam. Dalam senyawa, biasanya menunjukkan bilangan oksidasi +5, lebih jarang – +3 dan –3 (hanya dalam fosfida).

Reaksi dengan fosfor putih lebih mudah dibandingkan dengan fosfor merah.

I. Interaksi dengan zat sederhana.

1. Interaksi dengan halogen:

2P + 3Cl2 = 2PCl3 (fosfor (III) klorida),

PCl3 + Cl2 = PCl5 (fosfor (V) klorida).

2. Interaksi dengan nonlogam:

2P + 3S = P2 S3 (fosfor (III) sulfida.

3. Interaksi dengan logam:

2P + 3Ca = Ca3 P2 (kalsium fosfida).

4. Interaksi dengan oksigen:

4P + 5O2 = 2P2 O5 (fosfor (V) oksida, fosfat anhidrida).

II. Interaksi dengan zat kompleks.

1.4 Tanda terima

Fosfor diperoleh dari fosfor dan apatit yang dihancurkan, yang terakhir dicampur dengan batu bara dan pasir dan dikalsinasi dalam tungku pada suhu 1500°C:

2Ca3 (PO4)2 + 10C + 6SiO26CaSiO3 + P4 + 10CO.

Fosfor dilepaskan dalam bentuk uap, yang mengembun di penerima di bawah air, membentuk fosfor putih.

Ketika dipanaskan hingga 250-300°C tanpa akses udara, fosfor putih berubah menjadi merah.

Fosfor hitam diperoleh dengan pemanasan berkepanjangan fosfor putih pada tekanan sangat tinggi (200°C dan 1200 MPa).

1.5 Aplikasi

Fosfor merah digunakan dalam pembuatan korek api (lihat gambar). Itu adalah bagian dari campuran yang diterapkan permukaan lateral kotak korek api. Komponen utama kepala korek api adalah garam Berthollet KClO3. Akibat gesekan kepala korek api dengan pelumas, partikel fosfor di udara terbakar. Sebagai hasil dari reaksi oksidasi fosfor, panas dilepaskan, yang menyebabkan penguraian garam Berthollet.

Oksigen yang dihasilkan membantu menyalakan kepala korek api.

Fosfor digunakan dalam metalurgi. Ini digunakan untuk memproduksi konduktor dan merupakan komponen dari beberapa bahan logam, seperti perunggu timah.

Fosfor juga digunakan dalam produksi asam fosfat dan pestisida (diklorvos, klorofos, dll.).

Fosfor putih digunakan untuk membuat tabir asap, karena pembakarannya menghasilkan asap putih.

Bab II . Senyawa fosfor

2.1 Oksida

Fosfor membentuk beberapa oksida. Yang terpenting adalah fosfor oksida (V) P4 O10 dan fosfor oksida (III) P4 O6. Seringkali rumusnya ditulis dalam bentuk yang disederhanakan - P2 O5 dan P2 O3. Struktur oksida ini mempertahankan susunan atom fosfor tetrahedral.

Fosfor oksida(III) P4 O6 adalah massa kristal lilin yang meleleh pada 22,5°C dan berubah menjadi cairan tidak berwarna. Beracun.

Saat dilarutkan air dingin membentuk asam fosfor:

P4 O6 + 6H2 O = 4H3 PO3,

dan ketika bereaksi dengan basa - garam yang sesuai (fosfit).

Agen pereduksi kuat. Ketika berinteraksi dengan oksigen, ia teroksidasi menjadi P4 O10.

Fosfor (III) oksida diperoleh dengan oksidasi fosfor putih tanpa adanya oksigen.

Fosfor oksida(V) P4 O10 berbentuk bubuk kristal berwarna putih. Suhu sublimasi 36°C. Ia mempunyai beberapa modifikasi, salah satunya (yang disebut volatil) memiliki komposisi P4 O10. Kisi kristal modifikasi ini terdiri dari molekul P4 O10 yang dihubungkan satu sama lain oleh gaya antarmolekul lemah, yang mudah pecah bila dipanaskan. Oleh karena itu volatilitas varietas ini. Modifikasi lainnya bersifat polimer. Mereka dibentuk oleh lapisan PO4 tetrahedra yang tak ada habisnya.

Ketika P4 O10 berinteraksi dengan air, asam fosfat terbentuk:

P4 O10 + 6H2 O = 4H3 PO4.

Menjadi oksida asam, P4 O10 bereaksi dengan oksida basa dan hidroksida.

Ini terbentuk selama oksidasi fosfor suhu tinggi dalam oksigen berlebih (udara kering).

Karena higroskopisitasnya yang luar biasa, fosfor (V) oksida digunakan di laboratorium dan teknologi industri sebagai bahan pengering dan dehidrasi. Dalam hal efek pengeringannya, ia melampaui semua zat lainnya. Air yang terikat secara kimia dihilangkan dari asam perklorat anhidrat untuk membentuk anhidridanya:

4HClO4 + P4 O10 = (HPO3)4 + 2Cl2 O7.

2.2 Asam dan garamnya

A) Asam fosfat H3 PO3. Asam fosfor anhidrat H3 PO3 membentuk kristal dengan kepadatan 1,65 g/cm3, meleleh pada 74°C.

Formula struktural:

Ketika H3 PO3 anhidrat dipanaskan, terjadi reaksi disproporsionasi (auto-oksidasi-reduksi sendiri):

4H3 PO3 = PH3 + 3H3 PO4.

Garam asam fosfor – fosfit. Misalnya K3 PO3 (kalium fosfit) atau Mg3 (PO3)2 (magnesium fosfit).

Asam fosfat H3 PO3 diperoleh dengan melarutkan fosfor (III) oksida dalam air atau hidrolisis fosfor (III) klorida PCl3:

Cl3 + 3H2 O = H3 PO3 + 3HCl.

B) Asam fosfat (asam ortofosfat) H3 PO4 .

Asam fosfat anhidrat muncul sebagai kristal transparan ringan yang berdifusi di udara pada suhu kamar. Titik leleh 42,35°C. Asam fosfat membentuk larutan dengan konsentrasi berapa pun dengan air.

Asam fosfat memiliki rumus struktur sebagai berikut:

Asam fosfat bereaksi dengan logam yang terletak pada rangkaian potensial elektroda standar hingga hidrogen, dengan oksida basa, dengan basa, dan dengan garam asam lemah.

Di laboratorium, asam fosfat diperoleh dengan mengoksidasi fosfor dengan asam nitrat 30%:

3P + 5HNO3 + 2H2 O = 3H3 PO4 + 5NO.

Dalam industri, asam fosfat diproduksi dengan dua cara: ekstraksi dan termal. Pada intinya metode ekstraksi terletak pengolahan fosfat alami yang dihancurkan dengan asam sulfat:

Ca3 (PO4)2 + 3H2 SO4 = 2H3 PO4 + 3CaSO4 ↓.

Asam fosfat kemudian disaring dan dipekatkan dengan penguapan.

Metode termal terdiri dari reduksi fosfat alami menjadi fosfor bebas, diikuti dengan pembakarannya menjadi P4 O10 dan pelarutan terakhir dalam air. Diproduksi menurut metode ini asam fosfat ditandai dengan kemurnian yang lebih tinggi dan peningkatan konsentrasi(hingga 80% massa).

Asam fosfat digunakan untuk memproduksi pupuk, menyiapkan reagen, bahan organik, dan membuat lapisan pelindung pada logam. Asam fosfat murni diperlukan untuk pembuatan obat-obatan dan konsentrat pakan.

Asam fosfat bukanlah asam kuat. Sebagai asam tribasa, larutan berair terdisosiasi secara bertahap. Disosiasi lebih mudah pada tahap pertama.

1. H3 PO4H+ + (ion dihidrogen fosfat);

2. H+ + (ion hidrogen fosfat);

3. H+ + (ion fosfat).

Total persamaan ionik disosiasi asam fosfat:

Asam fosfat membentuk tiga rangkaian garam:

a) K3 PO4, Ca3 (PO4)2 – tersubstitusi, atau fosfat;

b) K2 HPO4, CaHPO4 – tersubstitusi, atau hidrofosfat;

c) KH2 PO4, Ca(H2 PO4)2 – fosfat tersubstitusi tunggal atau dihidrogen.

Fosfat tersubstitusi tunggal bersifat asam, fosfat dibasa sedikit basa, dan fosfat tribasa bersifat basa.

Semua logam alkali dan amonium fosfat larut dalam air. Dari garam kalsium asam fosfat, hanya kalsium dihidrogen fosfat yang larut dalam air. Kalsium hidrogen fosfat dan kalsium fosfat larut dalam asam organik.

Ketika dipanaskan, asam fosfat pertama-tama kehilangan air - pelarut, kemudian dehidrasi asam fosfat dimulai dan asam difosfat terbentuk:

2H3 PO4 = H4 P2 O7 + H2 O.

Sebagian besar asam fosfat diubah menjadi asam difosfat pada suhu sekitar 260°C.

V) Asam fosfat (asam hipofosfat) H4 P2 O6 .

.

H4 P2 O6 adalah asam tetrabasa dengan kekuatan sedang. Selama penyimpanan, asam hipofosfat secara bertahap terurai. Jika larutannya dipanaskan berubah menjadi H3 PO4 dan H3 PO3.

Terbentuk selama oksidasi lambat H3 PO3 di udara atau oksidasi fosfor putih di udara lembab.

G) Asam hipofosfat (asam hipofosfat) H3PO2. Asam ini bersifat monobasa dan kuat. Asam hipofosfat memiliki rumus struktur sebagai berikut:

.

Hipofosfit– garam asam hipofosfat – biasanya sangat larut dalam air.

Hipofosfit dan H3 PO2 adalah zat pereduksi yang energik (terutama dalam lingkungan asam). Fitur berharganya adalah kemampuannya untuk mereduksi garam terlarut dari beberapa logam (Ni, Cu, dll.) menjadi logam bebas:

2Ni2+ + + 2H2 O → Ni0+ + 6H+ .

Asam hipofosfor diperoleh dengan menguraikan kalsium atau barium hipofosfit dengan asam sulfat:

Ba(H2 PO2)2 + H2 SO4 = 2H3 PO2 + BaSO4 ↓.

Hipofosfit terbentuk dengan merebus fosfor putih dalam suspensi kalsium atau barium hidroksida.

2P4 (putih) + 3Ba(OH)2 + 6H2 O = 2PH3 + 3Ba(H2 PO2)2.

2.3 Fosfin

Fosfin PH3 - senyawa fosfor dengan hidrogen - gas tidak berwarna dengan bau bawang putih yang tajam dan tidak sedap, sangat larut dalam air (tidak bereaksi secara kimia dengannya), dan sangat beracun. Di udara, fosfin murni dan kering menyala ketika dipanaskan di atas 100-140°C. Jika fosfin mengandung pengotor difosfin P2 H4, fosfin akan terbakar secara spontan di udara.

Ketika berinteraksi dengan beberapa asam kuat, fosfin terbentuk garam fosfonium, Misalnya:

PH3 + HCl = PH4 Cl (fosfonium klorida).

Struktur kation fosfonium [PH4]+ mirip dengan struktur kation amonium+.

Air menguraikan garam fosfonium menjadi fosfin dan hidrogen halida.

Fosfin dapat diperoleh dengan mereaksikan fosfida dengan air:

Ca3 P2 + 6H2 O = 3Ca(OH)2 + 2PH3.

Dan satu hal terakhir. Ketika fosfor berinteraksi dengan logam, garam terbentuk - fosfida. Misalnya Ca3 P2 (kalsium fosfida), Mg3 P2 (magnesium fosfida).

Bab AKU AKU AKU Pupuk fosfor

Senyawa fosfor, seperti nitrogen, terus-menerus mengalami transformasi di alam - siklus fosfor terjadi di alam. Tumbuhan mengekstrak fosfat dari tanah dan mengubahnya menjadi senyawa fosfor kompleks. bahan organik. Zat ini dengan makanan nabati masuk ke dalam tubuh hewan - pembentukan zat protein di jaringan saraf dan otot, kalsium fosfat di tulang, dll terjadi.Setelah kematian hewan dan tumbuhan, senyawa yang mengandung fosfor terurai di bawah pengaruh mikroorganisme. Akibatnya, fosfat terbentuk. Dengan demikian, siklus yang diungkapkan oleh diagram selesai:

P (organisme hidup) P (tanah).

Siklus ini terganggu ketika senyawa fosfor dihilangkan dari hasil panen. Kekurangan fosfor dalam tanah praktis tidak terkompensasi secara alami. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemberian pupuk fosfor.

Seperti yang Anda ketahui, pupuk mineral bisa sederhana atau kompleks. Pupuk sederhana meliputi pupuk yang mengandung satu unsur hara. Pupuk kompleks mengandung beberapa unsur hara.

Bagaimana pupuk fosfat diproduksi di industri? Fosfat alami tidak larut dalam air, dan sulit larut dalam larutan tanah serta sulit diserap oleh tanaman. Mengolah fosfat alami menjadi senyawa yang larut dalam air merupakan sebuah tantangan industri kimia. Kandungan dalam pupuk elemen nutrisi Fosfor dinilai dari kandungan fosfor oksida (V) P2 O5.

Utama komponen pupuk fosfor - kalsium dihidrogen atau hidrogen fosfat. Fosfor merupakan bagian dari banyak senyawa organik pada tumbuhan. Nutrisi fosfor mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pupuk fosfor yang paling umum meliputi:

1.Tepung fosfor– bubuk putih halus. Mengandung 18-26% P2 O5.

Itu diperoleh dengan menggiling fosfor Ca3 (PO4)2.

Tepung fosfor hanya dapat diserap pada tanah podsolik dan gambut yang mengandung asam organik.

2. Superfosfat sederhana– bubuk berbutir halus berwarna abu-abu. Berisi hingga 20% P2 O5.

Itu diperoleh dengan mereaksikan fosfat alami dengan asam sulfat:

Ca3(PO4)2 + 2H2 SO4 = Ca(H2 PO4)2 + 2CaSO4.

superfosfat

Dalam hal ini diperoleh campuran garam Ca(H2PO4)2 dan CaSO4, yang diserap dengan baik oleh tanaman di tanah mana pun.

3. Superfosfat ganda(warna dan penampilan mirip dengan superfosfat sederhana).

Itu diperoleh dengan bekerja pada fosfat alami dengan asam fosfat:

Ca3(PO4)2 + 4H3 PO4 = 3Ca(H2 PO4)2.

Dibandingkan dengan superfosfat sederhana, pupuk ini tidak mengandung CaSO4 dan merupakan pupuk yang jauh lebih pekat (mengandung hingga 50% P2 O5).

4. Mengendapkan– mengandung 35-40% P2 O5.

Diperoleh dengan menetralkan asam fosfat dengan larutan kalsium hidroksida:

H3 PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4 · 2H2 O.

Digunakan pada tanah asam.

5. Tepung tulang. Diperoleh dari pengolahan tulang hewan peliharaan mengandung Ca3 (PO4)2.

6. Ammofos– pupuk kompleks yang mengandung nitrogen (sampai 15% K) dan fosfor (sampai 58% P2 O5) dalam bentuk NH4 H2 PO4 dan (NH4)2 HPO4. Itu diperoleh dengan menetralkan asam fosfat dengan amonia.

Kesimpulan

Dan sebagai kesimpulan, saya ingin menyampaikan pentingnya biologis fosfor. Fosfor adalah bagian yang tidak terpisahkan jaringan organisme manusia, hewan dan tumbuhan. Dalam tubuh manusia, sebagian besar fosfor terikat pada kalsium. Untuk membangun kerangka, seorang anak membutuhkan fosfor sebanyak kalsium. Selain tulang, fosfor ditemukan di jaringan saraf dan otak, darah, dan susu. Pada tumbuhan, seperti pada hewan, fosfor merupakan bagian dari protein.

Dari fosfor yang masuk ke tubuh manusia dengan makanan, terutama telur, daging, susu dan roti, ATP dibangun - asam adenosin trifosfat, yang berfungsi sebagai pengumpul dan pembawa energi, serta asam nukleat - DNA dan RNA, yang mentransmisikan energi. sifat turun temurun dari tubuh. ATP dikonsumsi paling intensif di organ tubuh yang aktif bekerja: hati, otot, dan otak. Tak heran jika ahli mineralogi ternama, salah satu pendiri ilmu geokimia, Akademisi A. E. Fersman menyebut fosfor sebagai “elemen kehidupan dan pemikiran”.

Sebagaimana disebutkan, fosfor ada di alam dalam bentuk senyawa yang ditemukan di tanah (atau terlarut di perairan alami). Fosfor diekstraksi dari tanah oleh tumbuhan, dan hewan memperoleh fosfor dari makanan nabati. Setelah organisme tumbuhan dan hewan mati, fosfor kembali ke tanah. Beginilah siklus fosfor terjadi di alam.

Bibliografi:

1.Akhmetov N.S. Kimia kelas 9: buku teks. untuk pendidikan umum buku pelajaran perusahaan. – edisi ke-2. – M.: Pendidikan, 1999. – 175 hal.: sakit.

2. Gabrielyan O.S. Kimia kelas 9: buku teks. untuk pendidikan umum buku pelajaran perusahaan. – edisi ke-4. – M.: Bustard, 2001. – 224 hal.: sakit.

3. Gabrielyan O.S. Kimia kelas 8-9: metode. uang saku. – edisi ke-4. – M.: Bustard, 2001. – 128 hal.

4. Eroshin D.P., Shishkin E.A. Metode pemecahan masalah kimia: buku teks. uang saku. – M.: Pendidikan, 1989. – 176 hal.: sakit.

5. Kremenchugskaya M. Kimia: Buku referensi anak sekolah. – M.: Filol. Masyarakat "WORD": LLC "AST Publishing House", 2001. - 478 hal.

6. Kritsman V.A. Buku untuk dibaca kimia anorganik. – M.: Pendidikan, 1986. – 273 hal.

Tanah hutan-stepa

ditandai dengan kandungan humus 1,78-2,46%.

Tanah hitam yang kuat

mengandung 0,81-1,25% bahan humus.

Chernozem biasa

mengandung 0,90-1,27% bahan humus.

Chernozem yang tercuci

mengandung 1,10-1,43% bahan humat.

Tanah berangan gelap mengandung

dalam bahan humat 0,97-1,30%.

Berperan dalam tanaman

Fungsi biokimia

Senyawa fosfor teroksidasi diperlukan untuk semua organisme hidup. Tidak ada sel hidup yang bisa hidup tanpanya.

Pada tumbuhan, fosfor terdapat dalam senyawa organik dan mineral. Pada saat yang sama, kandungan senyawa mineral berkisar antara 5 hingga 15%, senyawa organik - 85-95%. Senyawa mineral diwakili oleh garam kalium, kalsium, amonium dan magnesium dari asam ortofosfat. Fosfor mineral tanaman - zat cadangan, cadangan untuk sintesis senyawa organik yang mengandung fosfor. Ini meningkatkan kapasitas buffering getah sel, mempertahankan turgor sel dan proses lain yang sama pentingnya.

Senyawa organik- asam nukleat, adenosin fosfat, gula fosfat, nukleoprotein dan fosfatoprotein, fosfatida, fitin.

Yang pertama penting bagi kehidupan tanaman adalah asam nukleat (RNA dan DNA) dan adenosin fosfat (ATP dan ADP). Senyawa ini terlibat dalam banyak proses penting organisme tumbuhan: sintesis protein, metabolisme energi, transmisi sifat keturunan.

Asam nukleat

Adenosin fosfat

Peran khusus Fosfor dalam kehidupan tumbuhan berperan dalam metabolisme energi sel tumbuhan. peran utama V proses ini milik adenosin fosfat. Mereka mengandung residu asam fosfat yang dihubungkan oleh ikatan berenergi tinggi. Ketika dihidrolisis, mereka mampu melepaskan sejumlah besar energi.

Mereka mewakili semacam akumulator energi, memasoknya sesuai kebutuhan untuk melakukan semua proses di dalam sel.

Ada adenosin monofosfat (AMP), adenosin difosfat (ADP), dan adenosin trifosfat (ATP). Yang terakhir ini secara signifikan melebihi dua yang pertama dalam hal cadangan energi dan menempati peran utama dalam metabolisme energi. Ini terdiri dari adenin (basa purin) dan gula (ribosa), serta tiga residu asam fosfat. Sintesis ATP terjadi pada tumbuhan selama respirasi.

Fosfatida

Fosfatida, atau fosfolipid, adalah ester gliserol, asam lemak dengan berat molekul tinggi, dan asam fosfat. Mereka adalah bagian dari membran fosfolipid dan mengatur permeabilitas organel seluler dan plasmalemma terhadap berbagai zat.

Sitoplasma semua sel tumbuhan mengandung lesitin, anggota kelompok fosfatida. Ini adalah turunan dari asam fosfat digliserida, zat seperti lemak yang mengandung 1,37% .

Gula fosfat

Gula fosfat, atau ester fosfor dari gula, terdapat di semua jaringan tanaman. Lebih dari selusin senyawa jenis ini diketahui. Mereka tampil peran penting dalam proses respirasi dan fotosintesis pada tumbuhan. Pembentukan gula fosfat disebut fosforilasi. Kandungan gula fosfat dalam tanaman, tergantung pada umur dan kondisi nutrisi, bervariasi dari 0,1 hingga 1,0% berat kering.

Cocok

Fitin adalah garam kalsium-magnesium dari asam fosfat inositol, mengandung 27,5%. Ia menempati urutan pertama dalam hal kandungan tanaman di antara senyawa yang mengandung fosfor lainnya. Fitin terdapat pada organ dan jaringan tanaman muda, terutama pada biji, yang berfungsi sebagai zat cadangan dan digunakan oleh bibit selama proses perkecambahan.

Fungsi utama fosfor

Sebagian besar fosfor terdapat pada organ reproduksi dan bagian muda tanaman. Fosfor bertanggung jawab untuk mempercepat pembentukan sistem perakaran tanaman. Jumlah utama fosfor dikonsumsi pada fase pertama perkembangan dan pertumbuhan. Senyawa fosfor mempunyai kemampuan mudah berpindah dari jaringan tua ke jaringan muda dan dapat digunakan kembali (daur ulang).

Fosfor sangat penting elemen penting dari kelompok kelima tabel periodik Mendeleev. Sifat kimia fosfor bergantung pada modifikasinya. Paling zat aktif adalah fosfor putih yang teroksidasi di udara. Fosfor memiliki dua valensi (III dan V) dan tiga bilangan oksidasi - +5, +3, -3.

Fosfor dan senyawanya

Fosfor memiliki tiga modifikasi alotropik, berbeda dalam sifat kimia dan fisik:

• putih;
• merah;
• hitam.

Di bawah fosfor masuk reaksi kimia paling sering dipahami sebagai fosfor putih (P 4). Fosfor merah bereaksi dalam kondisi tertentu. Misalnya, bereaksi dengan air ketika dipanaskan dan di bawah tekanan. Fosfor hitam praktis bersifat inert.

Beras. 1. Fosfor putih bercahaya.

Fosfor bereaksi dengan zat sederhana dan kompleks membentuk:

• fosfin;
• asam fosfat;
• fosfida;
• oksida

Fosfin (PH 3) adalah gas beracun yang sulit larut, analog dengan amonia. Dengan tidak adanya oksigen, ketika dipanaskan, ia terurai menjadi zat sederhana - fosfor dan hidrogen.

Beras. 2. Fosfin.

Asam fosfat atau ortofosfat (H 3 PO 4) terbentuk ketika fosfor atau fosfor (V) oksida bereaksi dengan air.

Fosfida adalah garam yang terbentuk melalui interaksi dengan logam atau nonlogam. Mereka tidak stabil dan mudah terurai bila terkena asam atau air.

Fosfor dapat membentuk dua oksida - P 2 O 3 dan P 2 O 5.

H 3 PO 4 adalah asam berkekuatan sedang yang menunjukkan sifat amfoter ketika berinteraksi dengan asam kuat. Asam fosfat membentuk fosfat.

Sifat kimia

Dasar Sifat kimia fosfor dan senyawanya dijelaskan dalam tabel.

Zat	Reaksi	Keunikan	Persamaannya
		Dengan kelebihan O 2 membentuk fosfor oksida (V)	4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 ; 4P + 3O 2 → 2P 2 O 3
	Dengan logam	Merupakan zat pengoksidasi	3Mg + 2P → Mg 3 P 2
	Dengan halogen dan non-logam	Tidak bereaksi dengan hidrogen	2P + 3S → P 2 S 3
			8P + 12H 2 O → 5PH 3 + 3H 3 PO 2
	Dengan asam		2P + 5H 2 JADI 4 → 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
	Dengan alkali		P 4 + 3NaOH + 3H 2 O → PH 3 + 3NaH 2 PO 2
		Mudah terbakar di udara	PH 3 + 2O 2 → H 3 PO 4
	Dengan halogen dan non-logam		PH 3 + 2I 2 + 2H 2 O → H(PH 2 O 2) + 4HI
	Dengan asam	Menunjukkan sifat agen pereduksi	PH 3 + 3H 2 SO 4 → H 2 (PHO 2) + 3SO 2 + 3H 2 O
	Dengan logam	Dengan logam aktif	2H 3 PO 4 + 3Ca → Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2
		Tunduk pada disosiasi	H 3 PO 4 + H 2 O ↔ H 3 O + + H2PO 4 –
	Dengan alkali	Membentuk fosfat asam atau basa	H 3 PO 4 + 3NaOH → Na 3 PO 4 + 3H 2 O
	Dengan oksida		2H 3 PO 4 + 3K 2 O → 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
			2H 3 PO 4 + 3CaCO 3 → Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O + 3CO 2
	Dengan amonia		H 3 PO 4 + 3NH 3 → (NH 4) 3 PO 4
	Dengan halogen dan non-logam		2P 2 O 3 + 6Cl 2 → 4PCl 3 O + O 2; 2P 2 O 3 + 9S → P 4 S 6 + 3SO 2
		Bereaksi perlahan dengan air dingin dan cepat dengan air panas	P 2 O 3 + 3H 2 O → 2H 3 PO 3
	Dengan alkali		P 2 O 3 + 4NaOH → 2Na 2 HPO 3 + H 2 O
		Bereaksi secara eksplosif	2P 2 O 5 + 6H 2 O → 4H 3 PO 4
	Dengan asam	Reaksi substitusi	4HNO 3 + 2P 2 O 5 → 4HPO 3 + 2N 2 O 5
		Membentuk logam hidroksida dan fosfin	Ca 3 P 2 + 6H 2 O → 3Ca(OH) 2 + 2PH 3
	Dengan asam	Reaksi substitusi	Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3

Saat dipanaskan, fosfor oksida terurai. Selain itu, P 2 O 3 membentuk fosfor merah, dan P 2 O 5 membentuk fosfor (III) oksida dan oksigen.

Beras. 3. Fosfor merah.

Penggunaan

Senyawa fosfor banyak digunakan:

• Pupuk dan deterjen diperoleh dari fosfat;
• asam fosfat digunakan untuk mewarnai kain;
• Fosfor (V) oksida mengeringkan cairan dan gas.

Fosfor merah digunakan dalam produksi korek api dan bahan peledak.

Apa yang telah kita pelajari?

Fosfor merupakan nonlogam aktif yang bereaksi dengan zat sederhana dan kompleks. Sebagai hasil reaksinya, terbentuk oksida (III) dan (V), fosfin, asam fosfat dan fosfida. Senyawa fosfor bereaksi dengan logam, nonlogam, asam, basa, dan air. Fosfor dan senyawanya digunakan dalam industri dan pertanian.

Uji topiknya

Evaluasi laporan

Penilaian rata-rata: 4.7. Total peringkat yang diterima: 70.

Perkenalan

Fosfor (lat. Fosfor) P adalah unsur kimia golongan V sistem periodik Mendeleev, nomor atom 15, massa atom 30,973762 (4). Mari kita perhatikan struktur atom fosfor. Tingkat energi terluar atom fosfor mengandung lima elektron. Secara grafis terlihat seperti ini:

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3 3D 0

Pada tahun 1699, alkemis Hamburg X. Brand, untuk mencari “batu bertuah” yang diduga mampu mengubah logam dasar menjadi emas, ketika urin diuapkan dengan batu bara dan pasir, ia mengisolasi zat lilin putih yang dapat bersinar.

Nama "fosfor" berasal dari bahasa Yunani. "phos" - ringan dan "phoros" - pembawa. Di Rusia, istilah "fosfor" diperkenalkan pada tahun 1746 oleh M.V. Lomonosov.

Senyawa fosfor utama meliputi oksida, asam dan garamnya (fosfat, dihidrogen fosfat, hidrogen fosfat, fosfida, fosfit).

Zat yang mengandung fosfor banyak terdapat pada pupuk. Pupuk semacam ini disebut pupuk fosfor.

Fosfor sebagai suatu unsur dan sebagai zat sederhana

Fosfor di alam

Fosfor adalah salah satu elemen umum. Kandungan total kerak bumi sekitar 0,08%. Karena oksidasinya yang mudah, fosfor terdapat di alam hanya dalam bentuk senyawa. Mineral fosfor utama adalah fosfor dan apatit, yang terakhir yang paling umum adalah fluorapatit 3Ca 3 (PO 4) 2 * CaF 2. Fosfor tersebar luas di Ural, wilayah Volga, Siberia, Kazakhstan, Estonia, dan Belarus. Deposit apatit terbesar terletak di Semenanjung Kola.

Fosfor adalah elemen penting dalam organisme hidup. Itu terdapat di tulang, otot, jaringan otak dan saraf. Molekul ATP dibangun dari fosfor - asam adenosin trifosfat (ATP adalah pengumpul dan pembawa energi). Tubuh manusia dewasa rata-rata mengandung sekitar 4,5 kg fosfor, terutama dalam kombinasi dengan kalsium.

Fosfor juga ditemukan pada tumbuhan.

Fosfor alami hanya terdiri dari satu isotop stabil 31 R. Saat ini, enam isotop radioaktif fosfor telah diketahui.

Properti fisik

Fosfor memiliki beberapa modifikasi alotropik - fosfor putih, merah, hitam, coklat, ungu, dll. Tiga yang pertama adalah yang paling banyak dipelajari.

Fosfor putih- zat kristal tidak berwarna dan berwarna kekuningan yang bersinar dalam gelap. Massa jenisnya adalah 1,83 g/cm3. Tidak larut dalam air, larut dalam karbon disulfida. Memiliki bau bawang putih yang khas. Titik lebur 44°C, suhu penyalaan otomatis 40°C. Untuk melindungi fosfor putih dari oksidasi, ia disimpan di bawah air dalam gelap (dalam cahaya berubah menjadi fosfor merah). Dalam cuaca dingin, fosfor putih rapuh; pada suhu di atas 15°C ia menjadi lunak dan dapat dipotong dengan pisau.

Molekul fosfor putih memiliki kisi kristal, pada simpulnya terdapat molekul P 4, berbentuk seperti tetrahedron.

Setiap atom fosfor dihubungkan oleh tiga ikatan-? ke tiga atom lainnya.

Fosfor putih beracun dan menyebabkan luka bakar yang sulit disembuhkan.

Fosfor merah- zat tepung berwarna merah tua, tidak berbau, tidak larut dalam air dan karbon disulfida, serta tidak bercahaya. Temperatur penyalaan 260°C, densitas 2,3 g/cm 3 . Fosfor merah merupakan campuran dari beberapa modifikasi alotropik yang berbeda warnanya (dari merah hingga ungu). Sifat fosfor merah bergantung pada kondisi produksinya. Tidak beracun.

Fosfor hitam Bentuknya seperti grafit, terasa berminyak saat disentuh, dan memiliki sifat semikonduktor. Kepadatan 2,7 g/cm3.

Fosfor merah dan hitam memiliki kisi kristal atom.

Sifat kimia

Fosfor adalah non-logam. Dalam senyawa biasanya menunjukkan bilangan oksidasi +5, lebih jarang - +3 dan -3 (hanya dalam fosfida).

Reaksi dengan fosfor putih lebih mudah dibandingkan dengan fosfor merah.

I. Interaksi dengan zat sederhana.

1. Interaksi dengan halogen:

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 (fosfor (III) klorida),

PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (fosfor (V) klorida).

2. Interaksi dengan nonlogam:

2P + 3S = P 2 S 3 (fosfor (III) sulfida.

3. Interaksi dengan logam:

2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (kalsium fosfida).

4. Interaksi dengan oksigen:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (fosfor (V) oksida, fosfat anhidrida).

II. Interaksi dengan zat kompleks.

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO^.

Kuitansi

Fosfor diperoleh dari fosfor dan apatit yang dihancurkan, yang terakhir dicampur dengan batu bara dan pasir dan dikalsinasi dalam tungku pada suhu 1500°C:

2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 6CaSiO 3 + P 4 ^ + 10CO^.

Fosfor dilepaskan dalam bentuk uap, yang mengembun di penerima di bawah air, membentuk fosfor putih.

Ketika dipanaskan hingga 250-300°C tanpa akses udara, fosfor putih berubah menjadi merah.

Fosfor hitam diperoleh dengan pemanasan berkepanjangan fosfor putih pada tekanan sangat tinggi (200°C dan 1200 MPa).

Aplikasi

Fosfor merah digunakan dalam pembuatan korek api (lihat gambar). Ini adalah bagian dari campuran yang diaplikasikan pada permukaan samping kotak korek api. Komponen utama kepala korek api adalah garam Berthollet KClO 3 . Akibat gesekan kepala korek api dengan pelumas, partikel fosfor di udara terbakar. Sebagai hasil dari reaksi oksidasi fosfor, panas dilepaskan, yang menyebabkan penguraian garam Berthollet.

Oksigen yang dihasilkan membantu menyalakan kepala korek api.

Fosfor digunakan dalam metalurgi. Ini digunakan untuk memproduksi konduktor dan merupakan komponen dari beberapa bahan logam, seperti perunggu timah.

Fosfor juga digunakan dalam produksi asam fosfat dan pestisida (diklorvos, klorofos, dll.).

Fosfor putih digunakan untuk membuat tabir asap, karena pembakarannya menghasilkan asap putih.