Fosfor va uning birikmalari. Fosfor birikmalarining amaliy qo'llanilishi

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Biogen elementlar orasida fosforga alohida o'rin berilishi kerak. Darhaqiqat, ularsiz, masalan, ATP yoki fosfolipidlar, shuningdek, boshqa ko'plab organik moddalar kabi hayotiy muhim birikmalarning mavjudligi mumkin emas. Shu bilan birga, bu elementning noorganik moddasi turli molekulalarga juda boy. Fosfor va uning birikmalari sanoatda keng qo'llaniladi, biologik jarayonlarning muhim ishtirokchilari bo'lib, inson faoliyatining turli sohalarida qo'llaniladi. Shuning uchun, bu element nima ekanligini, uning oddiy moddasi va eng muhim birikmalarini ko'rib chiqing.

Fosfor: elementning umumiy xususiyatlari

Davriy jadvaldagi oʻrinni bir nechta nuqtalarda tasvirlash mumkin.

1. Beshinchi guruh, asosiy kichik guruh.
2. Uchinchi kichik davr.
3. Tartib raqami - 15.
4. Atom massasi 30, 974.
5. Atomning elektron konfiguratsiyasi 1s²2s²2p⁶3s2^3p3.
6. Mumkin oksidlanish darajasi-3 dan +5 gacha.
7. Kimyoviy belgi - P, "pe" formulalarida talaffuz. Elementning nomi fosfordir. Lotincha nomi Fosfor.

Bu atomning kashf etilishi tarixi uzoq XII asrga borib taqaladi. Hatto alkimyogarlarning yozuvlarida ham noma'lum "yorqin" moddaning olinganligini ko'rsatadigan ma'lumotlar mavjud edi. Biroq, fosforning sintezi va kashf etilishining rasmiy sanasi 1669 yil edi. Bankrot savdogar Brend faylasuf toshini qidirib, tasodifan porlashi va yorqin ko'r-ko'rona olov bilan yonishi mumkin bo'lgan moddani sintez qildi. U buni inson siydigini qayta-qayta k altsiylash orqali amalga oshirdi.

Undan keyin, bir-biridan mustaqil ravishda, bu element taxminan bir xil tarzda qabul qilindi:

• I. Kunkel;
• R. Boyl;
• A. Margrave;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Bugungi kunda ushbu moddani sintez qilishning eng mashhur usullaridan biri uglerod oksidi va kremniy oksidi ta'sirida yuqori haroratlarda tegishli fosfor o'z ichiga olgan minerallardan kamaytirishdir. Jarayon maxsus pechlarda amalga oshiriladi. Fosfor va uning birikmalari tirik mavjudotlar uchun ham, kimyo sanoatidagi ko'plab sintezlar uchun ham juda muhim moddalardir. Shuning uchun bu element oddiy modda nima ekanligini va tabiatda qayerda mavjudligini ko'rib chiqish kerak.

Oddiy moddasi fosfor

Fosfor haqida gap ketganda, muayyan birikmani nomlash qiyin. Bu ko'pligi bilan bog'liqbu elementning allotropik modifikatsiyalari. Oddiy fosfor moddasining to'rtta asosiy turi mavjud.

1. Oq. Bu formulasi R₄ boʻlgan birikma. Bu sarimsoqning o'tkir yoqimsiz hidiga ega bo'lgan oq uchuvchi moddadir. Oddiy haroratlarda havoda o'z-o'zidan yonadi. Yorqin och yashil chiroq bilan yonadi. Juda zaharli va hayot uchun xavfli. Kimyoviy faollik juda yuqori, shuning uchun u tozalangan suv qatlami ostida olinadi va saqlanadi. Bu qutbli erituvchilarda yomon eruvchanligi tufayli mumkin. Ushbu oq fosfor uchun uglerod disulfidi va organik moddalar eng mos keladi. Qizdirilganda u keyingi allotropik shaklga - qizil fosforga o'tishga qodir. Bug'larni kondensatsiyalash va sovutish paytida u qatlamlarni hosil qilishga qodir. Tegish uchun yog'li, yumshoq, pichoq bilan osongina kesilgan, oq (bir oz sarg'ish). Erish nuqtasi 44⁰C. Kimyoviy faolligi tufayli u sintezda qo'llaniladi. Ammo zaharliligi tufayli u sanoatda keng qo'llanilmaydi.
2. Sariq. Bu oq fosforning yomon tozalangan shakli. Bundan ham zaharliroq, sarimsoqdan ham yoqimsiz hid keladi. Yorqin nurli yashil olov bilan yonadi va yonadi. Bu sariq yoki jigarrang kristallar suvda umuman erimaydi, toʻliq oksidlanganda ular P₄O₁₀ tarkibidagi oq tutunni chiqaradi..
3. Qizil fosfor va uning birikmalari sanoatda ushbu moddaning eng keng tarqalgan va eng koʻp qoʻllaniladigan modifikatsiyasi hisoblanadi. Yuqori bosim ostida bo'lishi mumkin bo'lgan pastadir qizil massabinafsha kristallar shakliga o'tish, kimyoviy faol emas. Bu faqat ma'lum metallarda eriydigan polimer va boshqa hech narsa yo'q. 250⁰S haroratda u sublimatsiyalanadi va oq modifikatsiyaga aylanadi. Oldingi shakllar kabi zaharli emas. Biroq, tanaga uzoq muddatli ta'sir qilish zaharli hisoblanadi. U gugurt qutilariga yondiruvchi qoplama qo'llashda ishlatiladi. Bu o'z-o'zidan alangalana olmasligi bilan izohlanadi, lekin denotatsiya va ishqalanish vaqtida portlaydi (yonadi).
4. Qora. Tashqi ma'lumotlarga ko'ra, u grafitga juda o'xshaydi, u ham teginish uchun yog'li. Bu elektr yarimo'tkazgichdir. To'q rangli kristallar, porloq, hech qanday erituvchilarda erimaydi. Uning alanga olishi uchun juda yuqori harorat va dastlabki isitish kerak.

Shuningdek, fosforning yaqinda kashf etilgan shakli - metalli ham qiziq. U oʻtkazgich boʻlib, kubik kristall panjaraga ega.

Kimyoviy xossalari

Fosforning kimyoviy xossalari uning qanday shaklda ekanligiga bog'liq. Yuqorida aytib o'tilganidek, eng faol sariq va oq modifikatsiya. Umuman olganda, fosfor quyidagilar bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin:

• metallar, fosfidlar hosil qiluvchi va oksidlovchi vosita sifatida harakat qiladi;
• metall bo'lmaganlar, qaytaruvchi vosita sifatida ishlaydi va har xil turdagi uchuvchi va uchuvchan bo'lmagan birikmalar hosil qiladi;
• fosforik kislotaga aylanadigan kuchli oksidlovchi moddalar;
• turi boʻyicha konsentrlangan gidroksidi bilannomutanosiblik;
• juda yuqori haroratda suv bilan;
• kislorod bilan turli oksidlar hosil qiladi.

Fosforning kimyoviy xossalari azotnikiga oʻxshaydi. Axir, u pniktojen guruhining bir qismidir. Biroq, faollik allotropik modifikatsiyalarning xilma-xilligi tufayli bir necha marta yuqoriroqdir.

Tabiatda bo'lish

Ozuqa moddasi sifatida fosfor juda ko'p. Uning er qobig'idagi ulushi 0,09% ni tashkil qiladi. Bu juda katta ko'rsatkich. Bu atom tabiatda qayerda joylashgan? Bir nechta asosiy joylarni nomlash mumkin:

• o’simliklarning yashil qismi, ularning urug’lari va mevalari;
• hayvon toʻqimalari (mushaklar, suyaklar, tish emali, koʻplab muhim organik birikmalar);
• qobiq;
• tuproq;
• toshlar va minerallar;
• dengiz suvi.

Bunday holda biz faqat tegishli shakllar haqida gapirishimiz mumkin, ammo oddiy substansiya haqida emas. Axir, u juda faol va bu unga erkin bo'lishga imkon bermaydi. Fosforga eng boy minerallar orasida:

• Inglizcha;
• fluorapaptit;
• svanbergite;
• fosforit va boshqalar.

Ushbu elementning biologik ahamiyatini ortiqcha baholab boʻlmaydi. Axir, u quyidagi birikmalarning bir qismidir:

• oqsillar;
• fosfolipidlar;
• DNK;
• RNK;
• fosfoproteinlar;
• fermentlar.

Ya'ni, hayotiy bo'lgan va butun organizm qurilgan barcha narsalar. O'rtacha kattalar uchun kunlik nafaqa taxminan 2 grammni tashkil qiladi.

Fosfor va uning birikmalari

Juda faol boʻlgan bu element juda koʻp turli moddalar hosil qiladi. Axir, u ham fosfidlarni hosil qiladi va o'zi kamaytiruvchi vosita sifatida ishlaydi. Shu sababli, u bilan reaksiyaga kirishganda inert bo'ladigan elementni nomlash qiyin. Shuning uchun fosfor birikmalarining formulalari juda xilma-xildir. U faol ishtirokchi bo'lgan moddalarning bir nechta sinflari mavjud.

1. Ikkilik birikmalar - oksidlar, fosfidlar, uchuvchi vodorod birikmasi, sulfid, nitrid va boshqalar. Masalan: P₂O₅, PCL₃, P_2S3_{, PH}3 _{va boshqalar.}
2. Murakkab moddalar: barcha turdagi tuzlar (o'rta, kislotali, asosli, qo'sh, murakkab), kislotalar. Misol: N₃PO₄, Na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca(H_{2 PO}4₎2_{, (NH}4₎2 HPO₄ va boshqalar.
3. Kislorodli organik birikmalar: oqsillar, fosfolipidlar, ATP, DNK, RNK va boshqalar.

Belgilangan turdagi moddalarning aksariyati katta sanoat va biologik ahamiyatga ega. Fosfor va uning birikmalaridan tibbiy maqsadlarda ham, oddiy uy-ro'zg'or buyumlarini ishlab chiqarishda ham foydalanish mumkin.

Metallar bilan birikmalar

Fosforning metallar va kamroq elektron manfiy metallar bilan ikkilik birikmalari fosfidlar deyiladi. Bu tuzga o'xshash moddalar bo'lib, ular turli xil moddalar ta'sirida o'ta beqaror. Tez parchalanish (gidroliz) hatto sabab bo'ladioddiy suv.

Bundan tashqari, konsentratsiyalanmagan kislotalar ta'sirida modda ham tegishli mahsulotlarga parchalanadi. Misol uchun, agar biz k altsiy fosfidining gidrolizi haqida gapiradigan bo'lsak, unda mahsulotlar metall gidroksidi va fosfin bo'ladi:

Ca₃P₂ + 6H₂O=3Ca(OH) 2 _{+ 2PH}3_↑

Va fosfidni mineral kislota ta'sirida parchalash orqali biz tegishli tuz va fosfinni olamiz:

Ca₃P₂ + 6HCL=3CaCL₂ + 2PH ₃↑

Umuman olganda, koʻrib chiqilayotgan birikmalarning qiymati aynan shundan iboratki, natijada fosforning vodorod birikmasi hosil boʻladi, uning xossalari quyida koʻrib chiqiladi.

Fosforga asoslangan uchuvchi moddalar

Ikkita asosiysi bor:

• oq fosfor;
• fosfin.

Biz yuqorida birinchisini aytib o'tdik va xususiyatlarni berdik. Ular bu quyuq oq tutun, o‘ta zaharli, yomon hidli va normal sharoitda o‘z-o‘zidan alangali ekanligini aytishdi.

Lekin fosfin nima? Bu ko'rib chiqilayotgan elementni o'z ichiga olgan eng keng tarqalgan va taniqli uchuvchi moddadir. Bu ikkilik, ikkinchi ishtirokchi esa vodorod. Fosforning vodorod birikmasining formulasi pH₃, nomi fosfin.

Ushbu moddaning xossalarini quyidagicha ta'riflash mumkin.

1. Uchuvchi rangsiz gaz.
2. Juda zaharli.
3. Bu chirigan baliq hidiga o'xshaydi.
4. Suv bilan ta'sir qilmaydi va suvda juda yomon eriydi. ichida yaxshi eriydiorganik.
5. Oddiy sharoitda, juda reaktiv.
6. Havoda oʻz-oʻzidan yonadi.
7. Metal fosfidlarining parchalanishidan olingan.

Boshqa ism - Fosfan. Qadimgi davrlarning hikoyalari u bilan bog'liq. Gap odamlar ba’zan qabriston va botqoqlarda ko‘rgan va hozir ko‘radigan “ayyor chiroqlar” haqida. Bu erda va u erda paydo bo'ladigan, harakat taassurot qoldiradigan sharsimon yoki shamga o'xshash chiroqlar yomon belgi hisoblangan va xurofotli odamlar ulardan juda qo'rqishgan. Ushbu hodisaning sababini, ba'zi olimlarning zamonaviy qarashlariga ko'ra, o'simlik va hayvonlarning organik qoldiqlarining parchalanishi paytida tabiiy ravishda hosil bo'lgan fosfinning o'z-o'zidan yonishi deb hisoblash mumkin. Gaz tashqariga chiqadi va havodagi kislorod bilan aloqa qilganda yonadi. Olovning rangi va hajmi har xil bo'lishi mumkin. Ko'pincha bu yashil rangli yorqin chiroqlar.

Shubhasiz, barcha uchuvchi fosfor birikmalari zaharli moddalardir, ularni o'tkir yoqimsiz hid bilan aniqlash oson. Bu belgi zaharlanish va noxush oqibatlarning oldini olishga yordam beradi.

Nometallar bilan birikmalar

Agar fosfor qaytaruvchi sifatida harakat qilsa, unda metall bo'lmaganlar bilan ikkilik birikmalar haqida gapirish kerak. Ko'pincha ular ko'proq elektronegativdir. Shunday qilib, biz ushbu turdagi moddalarning bir nechta turlarini ajratib ko'rsatishimiz mumkin:

• fosfor va oltingugurt birikmasi - fosfor sulfid P₂S₃;
• fosfor xlorid III, V;
• oksidlar va angidrid;
• bromid va yodid vaboshqalar.

Fosfor va uning birikmalarining kimyosi xilma-xil, shuning uchun ulardan eng muhimini aniqlash qiyin. Agar fosfor va metall bo'lmagan moddalardan hosil bo'lgan moddalar haqida gapiradigan bo'lsak, unda turli xil tarkibdagi oksidlar va xloridlar eng katta ahamiyatga ega. Ular kimyoviy sintezda suvsizlantiruvchi moddalar, katalizatorlar va boshqalar sifatida ishlatiladi.

Demak, eng kuchli quritish vositalaridan biri bu eng yuqori fosfor oksidi - P₂O₅. U suvni shunchalik kuchli tortadiki, u bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilganda, kuchli shovqin hamrohligida zo'ravon reaktsiya paydo bo'ladi. Moddaning o'zi oq qorga o'xshash massa bo'lib, yig'ilish holatida amorfga yaqinroqdir.

Fosforli kislorodli organik birikmalar

Ma'lumki, organik kimyo birikmalar soni bo'yicha noorganik kimyodan ancha ustundir. Bu izomeriya hodisasi va uglerod atomlarining bir-biri bilan yopilgan turli tuzilishdagi atomlar zanjirlarini hosil qilish qobiliyati bilan izohlanadi. Tabiiyki, ma'lum bir tartib, ya'ni barcha organik kimyo bo'ysunadigan tasnif mavjud. Ulanish sinflari har xil, ammo biz ko'rib chiqilayotgan element bilan bevosita bog'liq bo'lgan aniq biriga qiziqamiz. Bular fosforli kislorodli birikmalardir. Bunga quyidagilar kiradi:

• kofermentlar - NADP, ATP, FMN, piridoksal fosfat va boshqalar;
• oqsillar;
• nuklein kislotalar, chunki fosfor kislotasi qoldig'i nukleotidning bir qismidir;
• fosfolipidlar va fosfoproteinlar;
• fermentlar va katalizatorlar.

Ion turifosfor bu birikmalarning molekulasini hosil qilishda ishtirok etadi, keyingisi PO₄^3-, ya'ni kislota qoldig'idir. fosfor kislotasi. U ba'zi oqsillarda erkin atom yoki oddiy ion sifatida mavjud.

Har bir tirik organizmning normal faoliyati uchun bu element va u hosil qilgan organik birikmalar nihoyatda muhim va zarurdir. Darhaqiqat, oqsil molekulalarisiz tananing yagona tarkibiy qismini qurish mumkin emas. DNK va RNK esa irsiy axborotning asosiy tashuvchisi va uzatuvchisi hisoblanadi. Umuman olganda, barcha ulanishlar uzluksiz bo'lishi kerak.

Sanoatda fosfordan foydalanish

Fosfor va uning birikmalaridan sanoatda foydalanishni bir necha jihatlar bilan tavsiflash mumkin.

1. Guruchlar, portlovchi birikmalar, yondiruvchi bombalar, ba'zi yoqilg'ilar, moylash materiallari ishlab chiqarishda ishlatiladi.
2. Gaz yutuvchi sifatida va cho'g'lanma lampalar ishlab chiqarishda.
3. Metallarni korroziyadan himoya qilish uchun.
4. Qishloq xoʻjaligida tuproq oʻgʻitlari sifatida.
5. Suv yumshatuvchi sifatida.
6. Har xil moddalar ishlab chiqarishda kimyoviy sintezlarda.

Tirik organizmlardagi rol tish emali va suyaklarning shakllanishida ishtirok etish uchun kamayadi. Ana- va katabolizm reaktsiyalarida ishtirok etish, shuningdek hujayraning ichki muhiti va biologik suyuqliklarning buferlanishini ta'minlash. Bu DNK, RNK, fosfolipidlar sintezida asosdir.