WikiSort.ru - Не сортированное

Оксид фосфора
Общие
Систематическое наименование	Оксид фосфора(V)
Хим. формула	P2O5
Физические свойства
Состояние	белый порошок
Молярная масса	141,94 г/моль
Плотность	2.39 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	420оС(Н-форма),569 (О-форма)
Т. кип.	возгоняется при 359 (Н-форма) °C
Энтальпия образования	-3010,1 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	реагирует
Классификация
Рег. номер CAS	[1314-56-3] (P2O5) [16752-60-6] (P4O10)
PubChem	14812
SMILES	O=P12OP3(=O)OP(=O)(O1)OP(=O)(O2)O3
InChI	1S/O10P4/c1-11-5-12(2)8-13(3,6-11)10-14(4,7-11)9-12 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N
RTECS	TH3945000
ChEBI	37376
ChemSpider	14128 и 21428497
Безопасность
NFPA 704	0 3 3
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Пентаоксид фосфора, также оксид фосфора(V) (фосфорный ангидрид, пятиокись фосфора) — неорганическое химическое соединение класса кислотных оксидов с формулами P₄O₁₀ и P₂O₅.

Строение

Пары оксида фосфора(V) имеют состав P₄O₁₀. Твердый оксид склонен к полиморфизму. Существует в аморфном стекловидном состоянии и кристаллическом. Для кристаллического состояния известны две метастабильные модификации пентаоксида фосфора — гексагональная Н-форма (а = 0,744 нм, = 87°, пространств, гр. R3С) и орторомбическая О-форма (а = 0,923 нм, b = 0,718 нм, с = 0,494 нм, пространств, гр. Рпат), а также одна стабильная орторомбическая О-форма (а =1,63 нм, b= 0,814 нм, с =0,526 нм, пространств. гр. Fdd2). Молекулы P₄O₁₀ (Н-форма) построены из 4 групп PO₄ в виде тетраэдра, вершины которого занимают атомы фосфора, 6 атомов кислорода располагаются вдоль ребер, а 4 — по оси третьего порядка тетраэдра. Эта модификация легко возгоняется (360°С) и активно взаимодействует с водой. Другие модификации имеют слоистую полимерную структуру из тетраэдров PO₄, объединенные в 10-членные (О-форма) и 6-членные (О'-форма) кольца. Эти модификации имеют более высокую температуру возгонки (~580°С) и менее химически активны. H-форма переходит в О-форму при 300—360^оC.

Свойства

P₄O₁₀ очень активно взаимодействует с водой (H-форма поглощает воду даже со взрывом), образуя смеси фосфорных кислот, состав которых зависит от количества воды и других условий:

${\displaystyle {\mathsf {P_{4}O_{10}+6H_{2}O\rightarrow 4H_{3}PO_{4}}}}$

При сильном нагревании распадается на:

${\displaystyle {\mathsf {P_{4}O_{10}\rightarrow P_{4}O_{6}+2O_{2}}}}$

Он также способен извлекать воду из других соединений, представляя собой сильное дегидратирующее средство:

${\displaystyle {\mathsf {4HNO_{3}+P_{4}O_{10}\rightarrow 4HPO_{3}+2N_{2}O_{5}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {4HClO_{4}+P_{4}O_{10}\rightarrow (HPO_{3})_{4}+2Cl_{2}O_{7}}}}$

Оксид фосфора(V) широко применяется в органическом синтезе. Он реагирует с амидами, превращая их в нитрилы:

${\displaystyle {\mathsf {P_{4}O_{10}+RCONH_{2}\rightarrow P_{4}O_{9}(OH)_{2}+RCN}}}$

Карбоновые кислоты переводит в соответствующие ангидриды:

${\displaystyle {\mathsf {P_{4}O_{10}+12RCOOH\rightarrow 4H_{3}PO_{4}+6(RCO)_{2}O}}}$

Оксид фосфора(V) также взаимодействует со спиртами, эфирами, фенолами и другими органическими соединениями. При этом происходит разрыв связей P—О—P и образуются фосфорорганические соединения. Реагирует с NH₃ и с галогеноводородами, образуя фосфаты аммония и оксигалогениды фосфора:

${\displaystyle {\mathsf {P_{4}O_{10}+8PCl_{3}+O_{2}\rightarrow 12POCl_{3}}}}$

При сплавлении P₄O₁₀ с основными оксидами образует различные твёрдые фосфаты, природа которых зависит от условий реакции.

Получение

Оксид фосфора(V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода или воздуха. Технологический процесс происходит в камере сжигания и включает в себя окисление элементарного P предварительно осушенным воздухом, осаждение P₄O₁₀ и очистку отходящих газов. Очищают полученный пентаоксид возгонкой.

${\displaystyle {\mathsf {4P+5O_{2}\rightarrow P_{4}O_{10}}}}$

Технический продукт имеет вид белой снегообразной массы, состоящей из смеси разных форм P₄O₁₀.

Применение

P₄O₁₀ применяют как осушитель газов и жидкостей. Также он является промежуточным продуктом в производстве ортофосфорной кислоты H₃PO₄ термическим способом.

Широко используется в органическом синтезе в реакциях дегридратации и конденсации.

Литература

• Ахметов Н. С. «Общая и неорганическая химия» М.: Высшая школа, 2001
• Реми Г. «Курс неорганической химии» М.: Иностранная литература, 1963
• Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон «Современная неорганическая химия» М.: Мир, 1969
• Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.