Fosfor dan senyawanya. Penerapan praktis senyawa fosfor

Di antara unsur biogenik, tempat khusus harus diberikan pada fosfor. Memang, tanpanya, keberadaan senyawa vital semacam itu seperti, misalnya ATP atau fosfolipid, dan juga banyak zat organik lainnya, tidak mungkin dilakukan . Apalagi anorganik unsur ini sangat kaya akan berbagai molekul. Fosfor dan senyawanya banyak digunakan di industri, merupakan peserta penting dalam proses biologis, digunakan dalam berbagai aktivitas manusia. Karena itu, mari kita simak elemen yang diberikan, apa sih materi sederhana dan senyawa terpentingnya.

Fosfor: karakteristik umum suatu unsur

Situasi di tabel periodik dapat dijelaskan dalam beberapa paragraf.

1. Kelompok kelima, subkelompok utama.
2. Periode kecil ketiga.
3. Nomor seri adalah 15.
4. Massa atom adalah 30,974.
5. Konfigurasi elektronik atom adalah 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ³ .
6. Oksidasi yang mungkin terjadi dari -3 sampai +5.
7. Simbol kimia adalah P, pengucapan dalam formula "pe." Nama unsurnya adalah fosfor. Nama Latin adalah Fosfor.

Sejarah penemuan atom ini berakar pada abad XII yang jauh. Sudah dalam catatan para ahli alkimia ada informasi yang menunjukkan diterimanya zat "bercahaya" yang tidak diketahui. Namun, tahun 1669 merupakan tanggal resmi sintesis dan penemuan fosfor. Pedagang pedagang yang bangkrut Brand dalam usahanya mencari batu filosofis secara tidak sengaja mensintesis zat yang mampu menghasilkan cahaya dan terbakar dengan nyala api yang menyilaukan. Dia melakukan ini dengan berulang kali mengkalsinasi urin manusia.

Setelah itu, secara independen satu sama lain, dengan metode yang hampir sama, elemen ini diperoleh:

• I. Kunkel;
• R. Boyle;
• A. Marggraf;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Saat ini, salah satu cara yang paling populer untuk mensintesis zat ini adalah pulih dari mineral yang mengandung fosfor yang sesuai pada suhu tinggi di bawah pengaruh karbon monoksida dan silika. Prosesnya dilakukan di tungku khusus. Fosfor dan senyawanya sangat penting bagi makhluk hidup dan banyak sintesis di industri kimia. Oleh karena itu, kita harus mempertimbangkan unsur yang diberikan sebagai materi yang sederhana dan dimana sifatnya terkandung.

Zat fosfor sederhana

Sulit untuk menyebutkan senyawa tertentu dalam hal fosfor. Hal ini dijelaskan oleh banyak modifikasi allotropik yang dimiliki unsur ini. Ada empat tipe utama zat fosfor sederhana.

1. Putih Senyawa ini, rumusnya adalah P ₄ . Ini adalah zat volatil putih dengan bau bawang putih yang tajam dan tidak sedap. Self-dinyalakan di udara pada suhu biasa. Terbakar dengan lampu hijau pucat yang menyala. Sangat beracun dan berbahaya bagi kehidupan. Aktivitas kimia sangat tinggi, sehingga diperoleh dan disimpan di bawah lapisan air yang dimurnikan. Hal ini dimungkinkan karena kelarutannya yang buruk pada pelarut polar. Terbaik untuk fosfor putih ini cocok dengan karbon disulfida dan zat organik. Saat dipanaskan, ia bisa berubah menjadi bentuk allotropik berikutnya - fosfor merah. Saat kondensasi dan pendinginan uap bisa terbentuk jahitan. Sentuh, gemuk, lembut, mudah dipotong dengan pisau, putih (agak kekuningan). Titik lelehnya adalah 44 ⁰ C. Karena aktivitas kimia itu digunakan dalam sintesis. Tapi karena virulensinya tidak ada aplikasi industri yang luas.
2. Kuning Ini adalah bentuk fosfor putih yang dimurnikan dengan buruk. Ini bahkan lebih beracun, juga berbau bawang putih tidak menyenangkan. Ini menyala dan terbakar dengan nyala api hijau terang. Kristal kuning atau coklat ini dalam air tidak larut sama sekali, dengan oksidasi lengkap, awan asap putih dipisahkan dengan komposisi P ₄ O ₁₀ .
3. Fosfor merah dan senyawanya adalah yang paling umum dan paling sering digunakan dalam industri modifikasi zat ini. Massa merah seperti pasta, yang pada tekanan tinggi bisa masuk ke dalam bentuk kristal ungu, secara kimiawi tidak aktif. Ini adalah polimer yang bisa larut hanya pada logam tertentu dan lebih banyak lagi dalam bentuk apapun. Pada suhu 250 ^° C, ia menyublimkan, melewati modifikasi putih. Tidak beracun seperti bentuk sebelumnya. Namun, pemaparan yang berkepanjangan pada tubuh beracun. Ini digunakan dalam penerapan lapisan pembakar pada kotak korek api. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa ia tidak bisa menyala secara spontan, tapi saat meledakkan dan menggosoknya meledak (menyala).
4. Hitam Menurut data eksternal grafit sangat mirip, juga sangat berminyak saat disentuh. Ini adalah semikonduktor arus listrik. Kristal gelap, berkilau, yang tidak bisa larut dalam pelarut sama sekali. Agar api bisa terbakar, suhu sangat tinggi dan diperlukan penambahan pendahuluan.

Juga, belum lama ini, bentuk fosfor terbuka, logam, sangat menarik. Ini adalah konduktor dan memiliki kisi kristal kubik.

Sifat kimia

Sifat kimia fosfor tergantung pada bentuk di mana ia ditemukan. Seperti telah disebutkan, modifikasi kuning dan putih paling aktif. Secara umum fosfor mampu berinteraksi dengan:

• Logam, membentuk fosfida dan bertindak sebagai pengoksidasi;
• Nonmetals, bertindak sebagai zat pereduksi dan membentuk senyawa volatil dan non-volatile dari berbagai jenis;
• Oksidan kuat, lolos ke asam fosfat ;
• Dengan alkali kaustik pekat dengan jenis disproporsionasi;
• Dengan air pada suhu yang sangat tinggi;
• Dengan oksigen membentuk oksida yang berbeda.

Sifat kimia fosfor mirip dengan nitrogen. Karena dia adalah bagian dari kelompok pnictogens. Namun, aktivitasnya beberapa kali lipat lebih tinggi, karena variasi modifikasi allotropik.

Berada di alam

Sebagai unsur biogenik, fosfor sangat umum terjadi. Persentasenya di kerak bumi adalah 0,09%. Ini adalah indikator yang cukup besar. Dimana atom ini terjadi di alam? Ada beberapa tempat utama yang bisa disebutkan:

• Bagian hijau dari tanaman, biji dan buahnya;
• Jaringan hewan (otot, tulang, enamel gigi, banyak senyawa organik penting);
• Kerak bumi;
• Tanah;
• Batu dan mineral;
• Air laut

Dengan demikian, mungkin hanya berbicara tentang bentuk yang terhubung, tapi bukan tentang substansi sederhana. Bagaimanapun, dia sangat aktif, dan ini tidak memungkinkannya untuk bebas. Di antara mineral terkaya fosfor adalah:

• Bahasa inggris;
• Fluoroapatite;
• Svanbergite;
• Fosfor dan lainnya.

Signifikansi biologis dari elemen ini tidak dapat dibesar-besarkan. Bagaimanapun, ini adalah bagian dari senyawa seperti:

• Protein;
• Fosfolipid;
• DNA;
• RNA;
• Fosfoprotein;
• Enzim.

Artinya, semua itu vital dan dari mana seluruh tubuh dibangun secara keseluruhan. Norma harian untuk orang dewasa normal sekitar 2 gram.

Fosfor dan senyawanya

Seperti sangat aktif, unsur ini membentuk berbagai zat berbeda. Bagaimanapun, ini membentuk fosfida, dan bertindak sebagai agen pereduksi. Karena ini, sulit untuk memberi nama elemen yang akan menjadi inert saat bereaksi dengannya. Dan karena itu formula senyawa fosfor sangat beragam. Anda bisa membawa beberapa kelas zat dalam formasi yang merupakan peserta aktif.

1. Senyawa biner - oksida, fosfida, senyawa hidrogen yang mudah menguap, sulfida, nitrida dan lainnya. Misalnya: P ₂ O ₅ , PCL ₃ , P ₂ S ₃ , PH ₃ dan lain-lain.
2. Zat kompleks: garam dari semua jenis (sedang, asam, basa, ganda, kompleks), asam. Contoh: H ₃ PO ₄ , Na ₃ PO ₄ , H ₄ P ₂ O ₆ , Ca (H ₂ PO ₄ ) ₂ , (NH ₄ ) ₂ HPO ₄ dan lainnya.
3. Senyawa organik yang mengandung oksigen: protein, fosfolipid, ATP, DNA, RNA dan lainnya.

Sebagian besar jenis zat yang ditunjukkan memiliki signifikansi industri dan biologis yang penting. Penggunaan fosfor dan senyawanya dimungkinkan baik untuk tujuan medis maupun untuk produksi barang-barang rumah tangga biasa.

Senyawa dengan logam

Senyawa fosfor biner dengan logam dan sedikit elektronegatif non-logam disebut fosfida. Ini adalah zat mirip garam yang memiliki ketidakstabilan ekstrim saat terkena agen yang berbeda. Dekomposisi cepat (hidrolisis) disebabkan bahkan oleh air biasa.

Selain itu, di bawah pengaruh asam non-pekat, dekomposisi zat ke dalam produk yang sesuai juga terjadi. Misalnya, jika kita berbicara tentang hidrolisis kalsium fosfida, maka produknya adalah logam hidroksida dan fosfon:

Ca ₃ P ₂ + 6H ₂ O = 3Ca (OH) ₂ + 2PH ₃ ↑

Dan dengan mengekspos fosfida ke dekomposisi di bawah aksi asam mineral, kita mendapatkan garam dan fosfin yang sesuai:

Ca ₃ P ₂ + 6HCL = 3CaCL ₂ + 2PH ₃ ↑

Secara umum, nilai senyawa yang dimaksud justru sebagai akibatnya, senyawa hidrogen fosfor terbentuk, yang sifatnya akan dipertimbangkan di bawah ini.

Zat volatil berdasarkan fosfor

Ada dua yang utama:

• Fosfor putih;
• Fosfat

Tentang yang pertama kita sudah sebutkan di atas dan karakteristiknya dihasilkan. Mereka mengatakan bahwa itu adalah asap tebal putih, sangat beracun, tidak enak berbau dan menyulut sendiri dalam kondisi normal.

Tapi apa itu fosfin? Ini adalah zat volatil yang paling umum dan diketahui, yang mencakup unsur yang sedang dipertimbangkan. Ini adalah biner, dan peserta kedua adalah hidrogen. Rumus senyawa hidrogen fosfor adalah PH ₃ , namanya adalah fosfin.

Sifat-sifat zat ini dapat digambarkan sebagai berikut.

1. Gas tidak berwarna volatil
2. Sangat beracun
3. Apakah bau ikan busuk.
4. Dengan air itu tidak berinteraksi dan larut dengan sangat buruk di dalamnya. Sangat larut dalam organik.
5. Dalam kondisi normal, sangat aktif secara kimia.
6. Secara spontan menyala di udara.
7. Hal ini terbentuk selama dekomposisi fosfida logam.

Nama lain adalah fosfor. Dengan itu terhubung cerita dari zaman paling kuno. Ini semua tentang "lampu berkeliaran" yang kadang-kadang dilihat dan dilihat orang sekarang di kuburan, rawa. Lampu seperti bola atau lampu lilin yang muncul di sana-sini, menciptakan kesan gerakan, dianggap sebagai pertanda buruk dan mereka sangat takut pada orang-orang takhayul. Penyebab fenomena ini, menurut pandangan modern beberapa ilmuwan, dapat dianggap sebagai pembakaran spontan fosfin, yang terbentuk secara alami oleh dekomposisi residu organik, baik tanaman maupun hewan. Gas keluar dan menyentuh oksigen di udara, menyala. Warna dan ukuran nyala bisa bervariasi. Paling sering, ini adalah lampu terang kehijauan.

Jelas, semua senyawa volatil fosfor adalah zat beracun yang mudah dideteksi oleh bau tak sedap yang tajam. Tanda ini membantu menghindari keracunan dan konsekuensi yang tidak menyenangkan.

Senyawa dengan non-logam

Jika fosfor berperilaku sebagai zat pereduksi, maka kita harus membicarakan senyawa biner dengan nonlogam. Paling sering mereka lebih elektronegatif. Dengan demikian, beberapa jenis zat semacam ini bisa dibedakan:

• Senyawa fosfor dan sulfur - fosfor sulfida P ₂ S ₃ ;
• Fosfor klorida III, V;
• Oksida dan anhidrida;
• Bromida dan iodida dan lainnya.

Kimia fosfor dan senyawanya beragam, sehingga sulit untuk mengidentifikasi yang terpenting dari keduanya. Jika kita berbicara secara khusus tentang zat yang membentuk fosfor dan non logam, maka yang terpenting adalah oksida dan klorida dengan komposisi yang berbeda. Mereka digunakan dalam sintesis kimia sebagai agen dehidrasi, sebagai katalisator dan sebagainya.

Jadi, salah satu agen dehidrasi paling kuat adalah oksida fosfor tertinggi, P ₂ O ₅ . Ini menarik air begitu kuat sehingga, dengan kontak langsung dengannya, terjadi reaksi keras dengan iringan suara yang kuat. Zat itu sendiri adalah massa putih mirip salju, mendekati keadaan amorf dalam keadaan agregat.

Senyawa organik yang mengandung oksigen dengan fosfor

Diketahui bahwa kimia organik dengan jumlah senyawa jauh melampaui kimia anorganik. Hal ini disebabkan oleh fenomena isomerisme dan kemampuan atom karbon untuk membentuk struktur rantai atom yang berbeda, saling menutup satu sama lain. Tentu, ada urutan tertentu, yaitu klasifikasi yang menjadi dasar kimia organik. Kelas koneksi berbeda, namun, kami tertarik pada satu hal tertentu, yang berhubungan langsung dengan elemen yang dimaksud. Ini adalah senyawa yang mengandung oksigen dengan fosfor. Ini termasuk:

• Koenzim - NADP, ATP, FMN, piridoksalfosfat dan lainnya;
• Protein;
• Asam nukleat, karena residu asam fosfat merupakan bagian nukleotida;
• Fosfolipid dan fosfoprotein;
• Enzim dan katalis.

Jenis ion dimana fosfor berperan dalam pembentukan molekul senyawa ini adalah PO ₄ ^3- , yaitu residu asam asam fosfat. Dalam komposisi beberapa protein, ia masuk dalam bentuk atom bebas atau ion sederhana.

Untuk aktivitas vital normal setiap organisme hidup, unsur dan senyawa organik yang terbentuk olehnya sangat penting dan perlu. Bagaimanapun, tanpa molekul protein, tidak mungkin untuk membangun bagian struktural tubuh manapun. Dan DNA dan RNA adalah pembawa utama dan pemancar informasi turun-temurun. Secara umum, semua koneksi harus hadir tanpa gagal.

Penerapan fosfor di industri

Penggunaan fosfor dan senyawanya di industri bisa dicirikan dalam beberapa titik.

1. Digunakan dalam produksi korek api, bahan peledak, bom pembakar, beberapa jenis bahan bakar, pelumas.
2. Sebagai penyerap gas, begitu pula dalam pembuatan lampu pijar.
3. Untuk melindungi logam dari korosi.
4. Di bidang pertanian sebagai pupuk tanah.
5. Sebagai sarana untuk melembutkan air.
6. Dalam sintesis kimia dalam produksi berbagai zat.

Peran organisme hidup dikurangi untuk berpartisipasi dalam proses pembentukan enamel dan tulang gigi. Partisipasi dalam reaksi ana- katabolisme, serta menjaga penyangga lingkungan internal sel dan cairan biologis. Ini adalah dasar dalam sintesis DNA, RNA, fosfolipid.