ฟอสฟอรัสและสารประกอบของมัน การประยุกต์ใช้สารประกอบฟอสฟอรัสในทางปฏิบัติ

ในส่วนขององค์ประกอบทางชีวภาพควรจัดให้มีฟอสฟอรัสเป็นพิเศษ หากปราศจากมันจะเป็นไปไม่ได้ที่จะมีสารประกอบสำคัญเช่น ATP หรือ phospholipids และ สารอินทรีย์ อื่น ๆ นอกจากนี้สารอนินทรีย์ของธาตุนี้ยังอุดมไปด้วยโมเลกุลต่างๆ ฟอสฟอรัสและสารประกอบของมันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเป็นผู้มีส่วนร่วมที่สำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาในหลากหลายกิจกรรมของมนุษย์ ดังนั้นให้เราพิจารณาสิ่งที่เป็นองค์ประกอบที่กำหนดสิ่งที่เป็น เรื่องธรรมดา และสารประกอบที่สำคัญที่สุด

ฟอสฟอรัส: ลักษณะทั่วไปของธาตุ

สถานการณ์ในตารางธาตุสามารถอธิบายได้ในหลายย่อหน้า

1. กลุ่มที่ห้ากลุ่มย่อยหลัก
2. ระยะเวลาสั้น ๆ ที่สาม
3. หมายเลขซีเรียลคือ 15
4. มวลอะตอมเท่ากับ 30.974
5. การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคือ 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ³ .
6. สถานะออกซิเดชั่นเป็นไปได้ตั้งแต่ -3 ถึง +5
7. สัญลักษณ์ทางเคมีคือ P การออกเสียงในสูตร "pe." ชื่อของธาตุคือฟอสฟอรัส ชื่อละตินคือฟอสฟอรัส

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบอะตอมนี้ฝังรากลึกในศตวรรษที่สิบสอง ในบันทึกของนักเล่นแร่แปรธาตุมีข้อมูลระบุว่าได้รับสาร "เรืองแสง" ที่ไม่รู้จัก อย่างไรก็ตามในปี ค.ศ. 1669 เป็นวันที่อย่างเป็นทางการสำหรับการสังเคราะห์และการค้นพบฟอสฟอรัส พ่อค้าชาวประมงที่ล้มละลายในการค้นคว้าหาหินปรัชญาโดยบังเอิญสังเคราะห์สารที่สามารถทำให้เกิดประกายไฟและการเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่สว่างสดใส เขาทำเช่นนี้โดยการปอกเปลือกปัสสาวะซ้ำ ๆ

หลังจากที่มันเป็นอิสระจากกันโดยประมาณวิธีการเดียวกันองค์ประกอบนี้ได้รับ:

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

วันนี้หนึ่งในวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการสังเคราะห์สารนี้คือการฟื้นตัวจากแร่ธาตุที่มีฟอสฟอรัสที่มีอยู่ในอุณหภูมิสูงภายใต้อิทธิพลของคาร์บอนมอนอกไซด์และซิลิกา กระบวนการนี้ดำเนินการในเตาเผาพิเศษ ฟอสฟอรัสและสารประกอบของมันเป็นสารที่สำคัญมากสำหรับทั้งสิ่งมีชีวิตและสำหรับ syntheses จำนวนมากในอุตสาหกรรมเคมี ดังนั้นเราควรพิจารณาสิ่งที่องค์ประกอบที่กำหนดให้เป็นเรื่องธรรมดาและอยู่ในลักษณะที่มีอยู่

ฟอสฟอรัสสารง่าย

เมื่อกล่าวถึงฟอสฟอรัสจะเป็นการยากที่จะตั้งชื่อสารใด ๆ นี่คือคำอธิบายโดยการปรับเปลี่ยน allotropic หลายองค์ประกอบที่มีองค์ประกอบนี้ ฟอสฟอรัสมีอยู่สี่ประเภทหลัก ๆ

1. ขาว สารประกอบนี้มีสูตรคือ P ₄ เป็นสารระเหยขาวที่มีกลิ่นอันไม่พึงประสงค์จากกระเทียม ติดไฟได้เองในอากาศที่อุณหภูมิปกติ เบิร์นที่มีแสงสีเขียวอ่อนที่เร่าร้อน เป็นพิษและเป็นอันตรายต่อชีวิต กิจกรรมทางเคมีสูงมากดังนั้นจึงได้รับและเก็บไว้ใต้ชั้นของน้ำบริสุทธิ์ นี้เป็นไปได้เนื่องจากการละลายที่ไม่ดีในตัวทำละลายขั้วโลก ฟอสฟอรัสขาวเหมาะกับคาร์บอนซัลไฟด์และสารอินทรีย์ เมื่อถูกทำให้ร้อนสามารถผ่านเข้าไปในรูปแบบ allotropic ถัดไป - ฟอสฟอรัสแดง เมื่อการควบแน่นและการระบายความร้อนของไอระเหยสามารถก่อให้เกิดตะเข็บได้ เพื่อสัมผัสไขมันนุ่มตัดได้ง่ายด้วยมีดสีขาว (สีเหลืองเล็กน้อย) จุดหลอมเหลวคือ 44 ^องศา เซลเซียสเนื่องจากมีการใช้สารเคมีในการสังเคราะห์ แต่เนื่องจากความรุนแรงที่ไม่มีการประยุกต์ใช้ในวงกว้าง
2. สีเหลือง ฟอสฟอรัสสีขาวนี้บริสุทธิ์ มันเป็นพิษมากยิ่งขึ้นนอกจากนี้ยังมีกลิ่นของกระเทียมอย่างไม่ราบรื่น เปลวเพลิงและแผดเผาด้วยเปลวไฟสีเขียวสว่างจ้า เหล่านี้ผลึกสีเหลืองหรือสีน้ำตาลในน้ำไม่ละลายอย่างสมบูรณ์ด้วยการออกซิเดชันที่สมบูรณ์เมฆเมฆสีขาวจะถูกแยกออกด้วยองค์ประกอบ P ₄ O ₁₀
3. ฟอสฟอรัสแดงและสารประกอบของมันเป็นส่วนใหญ่และใช้บ่อยที่สุดในการดัดแปรสารเคมีในอุตสาหกรรมนี้ มวลสีแดงคล้ายวางที่แรงดันสูงสามารถผ่านเข้าไปในรูปของผลึกสีม่วงได้โดยไม่ใช้สารเคมี เป็นพอลิเมอร์ที่สามารถละลายได้เฉพาะในโลหะบางชนิดและมากขึ้นเท่านั้น ที่อุณหภูมิ 250 ^องศา เซลเซียสให้พองตัวและผ่านการดัดแปลงสีขาว ไม่เป็นพิษเป็นรูปแบบก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตามการสัมผัสกับร่างกายเป็นเวลานานเป็นพิษ ใช้ในการประยุกต์ใช้การลอบวางเพลิงบนกล่องไม้ขีดไฟ นี่เป็นคำอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่ามันไม่สามารถลุกเป็นไฟได้เอง แต่เมื่อมันเกิดการระเบิดและพ่นมันจะระเบิด (สว่างขึ้น)
4. สีดำ ตามข้อมูลภายนอกแกรไฟต์คล้ายกันมากนอกจากนี้ยังเป็นไขมันในการสัมผัส เป็นเซมิคอนดักเตอร์ของกระแสไฟฟ้า ผลึกสีเข้มเงาซึ่งไม่สามารถละลายในตัวทำละลายใด ๆ เลย เพื่อให้สามารถเกิดเพลิงไหม้ได้จำเป็นต้องมีอุณหภูมิสูงมากและจำเป็นต้องมีการส่องแสงเบื้องต้น

นอกจากนี้เมื่อไม่นานมานี้ยังมีรูปแบบฟอสฟอรัสที่เป็นโลหะซึ่งเป็นที่สนใจ มันเป็นตัวนำและมีลูกบาศก์คริสตัลตาข่าย

สมบัติทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของฟอสฟอรัสขึ้นอยู่กับรูปแบบที่พบ ดังกล่าวแล้วการปรับเปลี่ยนสีเหลืองและสีขาวที่ใช้งานมากที่สุด โดยทั่วไปฟอสฟอรัสสามารถโต้ตอบกับ:

• โลหะก่อตัวเป็นฟอสไฟด์และทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์
• อโลหะทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์และสร้างสารประกอบระเหยและไม่ระเหยหลายชนิด
• สารออกซิแดนท์ที่แข็งแกร่งผ่าน กรดฟอสฟอรัส
• มีความเข้มข้นของสารกัดกร่อนตามประเภทของการไม่สมส่วน
• ด้วยน้ำที่อุณหภูมิสูงมาก
• กับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์ที่แตกต่างกัน

คุณสมบัติทางเคมีของฟอสฟอรัสมีความคล้ายคลึงกับคุณสมบัติของไนโตรเจน เพราะเขาเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่ม pnictogens อย่างไรก็ตามกิจกรรมนี้เป็นคำสั่งที่มีขนาดสูงกว่าเนื่องจากความหลากหลายของการปรับเปลี่ยน allotropic

อยู่ในธรรมชาติ

เป็นองค์ประกอบของแบคทีเรียฟอสฟอรัสเป็นเรื่องปกติมาก เปอร์เซ็นต์ของมันในเปลือกโลกคือ 0.09% นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่ค่อนข้างใหญ่ อะตอมนี้เกิดขึ้นในธรรมชาติ? มีหลายสถานที่สำคัญที่จะกล่าวถึง:

• ส่วนที่เป็นสีเขียวของพืชเมล็ดและผลไม้ของพวกเขา;
• เนื้อเยื่อสัตว์ (กล้ามเนื้อกระดูกฟันเคลือบสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญหลายชนิด);
• เปลือกโลก
• ดิน
• หินและแร่ธาตุ;
• น้ำทะเล

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะพูดเฉพาะเกี่ยวกับรูปแบบที่เชื่อมต่อ แต่ไม่เกี่ยวกับสารที่เรียบง่าย เพราะเขาเป็นคนที่กระตือรือร้นและไม่ยอมให้เขาเป็นอิสระ ในบรรดาแร่ที่ร่ำรวยที่สุดในฟอสฟอรัสคือ

• Inglish;
• ftorapaptit;
• svanbergite;
• ฟอสเฟอร์ไรท์และอื่น ๆ

ความสำคัญทางชีวภาพของธาตุนี้ไม่สามารถประเมินค่าเกินได้ หลังจากทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของสารดังกล่าวเป็น:

• โปรตีน;
• ฟอสโฟ;
• ดีเอ็นเอ
• อาร์เอ็นเอ;
• fosfoproteidy;
• เอนไซม์

นั่นคือทั้งหมดที่มีความสำคัญและจากการที่ทั้งร่างกายถูกสร้างขึ้นโดยรวม บรรทัดฐานต่อวันสำหรับผู้ใหญ่ปกติประมาณ 2 กรัม

ฟอสฟอรัสและสารประกอบของมัน

สารนี้มีความหลากหลายของสารต่างๆ หลังจากทั้งหมดจะฟอร์ม phosphides และทำหน้าที่เป็นตัวลด ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องยากที่จะตั้งชื่อองค์ประกอบที่จะเฉื่อยชาเมื่อทำปฏิกิริยากับมัน ดังนั้นสูตรของสารประกอบฟอสฟอรัสมีความหลากหลายมาก คุณสามารถนำชั้นของสารหลายอย่างในการก่อตัวของการที่เขาเป็นผู้เข้าร่วมงาน

1. สารประกอบบิวทิล - ออกไซด์ฟอสไฟด์ไฮโดรเจนระเหยสารประกอบซัลไฟด์ไนไตรด์และสารอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น P ₂ O ₅ , PCL ₃ , P ₂ S ₃ , PH ₃ และอื่น ๆ
2. สารประกอบเชิงซ้อน: เกลือทุกประเภท (ปานกลางเป็นกรด, เบส, คู่, ซับซ้อน), กรด ตัวอย่าง: 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 และอื่น ๆ
3. สารประกอบอินทรีย์ที่มีออกซิเจน: โปรตีน phospholipids เอทีพีดีเอ็นเออาร์เอ็นเอและอื่น ๆ

สารประเภทที่ระบุไว้ส่วนใหญ่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมและทางชีววิทยา การใช้ฟอสฟอรัสและสารประกอบของมันเป็นไปได้ทั้งเพื่อการแพทย์และสำหรับการผลิตของใช้ในครัวเรือนค่อนข้างสามัญ

สารประกอบโลหะ

สารประกอบฟอสฟอรัสไบนารีกับโลหะและโลหะที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่ไม่เกี่ยวกับไฟฟ้าเรียกว่าฟอสไฟด์ สารเหล่านี้เป็นสารคล้ายเกลือที่มีความไม่เสถียรมากเมื่อสัมผัสกับสารต่างๆ การย่อยสลายอย่างรวดเร็ว (การไฮโดรไลซิส) เกิดจากน้ำธรรมดา

นอกจากนี้ภายใต้อิทธิพลของกรดไม่มีความเข้มข้นการสลายตัวของสารในผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องยังเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นถ้าเราพูดถึงการย่อยสลายของแคลเซียมฟอร์ไฟด์ผลิตภัณฑ์จะเป็นโลหะไฮดรอกไซด์และฟอฟีน:

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

และโดยการเปิดเผย phosphide เพื่อการสลายตัวภายใต้การกระทำของกรดแร่ที่เราได้รับเกลือที่สอดคล้องกันและ phosphine:

Ca ₃ P ₂ + 6 HCL = 3CaCL ₂ + 2PH ₃ ↑

โดยทั่วไปแล้วค่าของสารประกอบที่เป็นปัญหานั้นเป็นผลให้เกิดสารประกอบไฮโดรเจนของฟอสฟอรัสขึ้นซึ่งจะมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้

สารระเหยจากฟอสฟอรัส

มีสองสิ่งสำคัญ:

• ฟอสฟอรัสขาว;
• ฟอสฟีน

เกี่ยวกับเรื่องแรกที่เราได้กล่าวมาแล้วข้างต้น พวกเขากล่าวว่าเป็นควันสีขาวหนาและมีพิษสูงไม่ติดไฟและติดไฟเองในสภาพปกติ

แต่ phosphine คืออะไร? นี่คือสารระเหยที่พบมากที่สุดและเป็นที่รู้จักซึ่งรวมถึงองค์ประกอบที่อยู่ระหว่างการพิจารณา เป็นไบนารีและผู้เข้าร่วมที่สองคือไฮโดรเจน สูตรของสารประกอบไฮโดรเจนของฟอสฟอรัสคือ PH ₃ ชื่อว่า phosphine

คุณสมบัติของสารนี้สามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้

1. ก๊าซไม่มีสีระเหย
2. เป็นพิษมาก
3. มีกลิ่นของปลาเน่าเสีย
4. ด้วยน้ำมันไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์และมันละลายได้ไม่ดีมากในนั้น ละลายได้ดีในสารอินทรีย์
5. ภายใต้สภาวะปกติจะมีการใช้สารเคมีมาก
6. จางลงในอากาศ
7. มันถูกสร้างขึ้นในระหว่างการสลายตัวของโลหะฟอสไฟด์

อีกชื่อหนึ่งคือฟอสฟอรัส ด้วยเหตุนี้เรื่องราวเหล่านี้จึงเชื่อมโยงกันตั้งแต่สมัยโบราณกาล ทุกอย่างบางครั้งเห็นและเห็นในสุสานหนองน้ำ แสงเหมือนลูกหรือเหมือนเทียนที่ปรากฏที่นี่และที่นั่นสร้างความประทับใจให้กับการเคลื่อนไหวถือเป็นลางร้ายและพวกเขาก็กลัวคนที่เชื่อโชคลาง สาเหตุของปรากฏการณ์นี้ตามมุมมองที่ทันสมัยของนักวิทยาศาสตร์บางคนสามารถพิจารณาการเผาไหม้ของธรรมชาติของฟอสฟอรัสซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยการสลายตัวของสารอินทรีย์ทั้งพืชและสัตว์ ก๊าซจะออกมาและสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ สีและขนาดของเปลวไฟอาจแตกต่างกัน ส่วนใหญ่มักเป็นสีเขียวสว่าง

เห็นได้ชัดว่าสารประกอบระเหยทั้งหมดของฟอสฟอรัสเป็นสารที่เป็นพิษซึ่งสามารถตรวจจับได้ง่ายโดยกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ เครื่องหมายนี้ช่วยในการหลีกเลี่ยงการเป็นพิษและผลกระทบอันไม่พึงประสงค์

สารประกอบที่ไม่เป็นโลหะ

ถ้าฟอสฟอรัสเป็นตัวรีดิวซ์เราควรพูดถึงสารประกอบไบนารีด้วยอโลหะ ส่วนใหญ่มักเป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวกับไฟฟ้ามากขึ้น ดังนั้นหลายประเภทของสารชนิดนี้สามารถโดดเด่น:

• ฟอสฟอรัสและสารประกอบกำมะถัน - ฟอสฟอรัสซัลไฟด์ P ₂ S ₃ ;
• ฟอสฟอรัสคลอไรด์ III, V;
• ออกไซด์และแอนไฮไดรด์
• โบรไมด์และสารประกอบไอโอไดด์และอื่น ๆ

สารเคมีของฟอสฟอรัสและสารประกอบของมันมีความหลากหลายดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะระบุถึงสิ่งที่สำคัญที่สุดของพวกเขา ถ้าเราพูดถึงเฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับสารที่เป็นฟอสฟอรัสและอโลหะของพวกเขาแล้วสิ่งที่สำคัญที่สุดคือออกไซด์และคลอไรด์ที่มีองค์ประกอบแตกต่างกัน พวกเขาจะใช้ในการสังเคราะห์ทางเคมีเป็นตัวแทน dehydrating เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและอื่น ๆ

ดังนั้นหนึ่งในตัวแทนที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการคายน้ำคือ ฟอสฟอรัสออกไซด์ที่ สูงที่สุด P ₂ O ₅ มันดึงน้ำอย่างแรงเพื่อให้มีการสัมผัสโดยตรงกับมันมีปฏิกิริยารุนแรงกับเสียงดัง สารตัวเองคือมวลสีขาวคล้ายหิมะคล้ายคลึงกับสถานะอสัณฐานในสภาวะรวม

สารประกอบอินทรีย์ ที่มีออกซิเจนกับฟอสฟอรัส

เป็นที่ทราบกันดีว่าสารเคมีอินทรีย์โดยจำนวนสารประกอบไกลเกินกว่าเคมีอนินทรีย์ นี่เป็นเพราะปรากฏการณ์ของ isomerism และความสามารถของอะตอมของคาร์บอนในรูปแบบของโครงสร้างของอะตอมที่แตกต่างกันปิดด้วยกัน ธรรมชาติมีคำสั่งบางอย่างนั่นคือการจำแนกประเภทสารเคมีอินทรีย์ทั้งหมด คลาสการเชื่อมต่อต่างกันอย่างไรก็ตามเราสนใจเฉพาะเรื่องหนึ่งที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับองค์ประกอบที่เป็นปัญหา เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีออกซิเจนกับฟอสฟอรัส ซึ่งรวมถึง:

• Coenzymes - NADP, ATP, FMN, pyridoxalphosphate และอื่น ๆ ;
• โปรตีน;
• กรดนิวคลีอิกเนื่องจากกากกรดฟอสฟอริกเป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์
• phospholipids และ phosphoproteins;
• เอนไซม์และตัวเร่งปฏิกิริยา

ชนิดของไอออนที่ฟอสฟอรัสมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโมเลกุลของสารเหล่านี้คือ PO ₄ ^3- นั่นคือกรดของกรดฟอสฟอรัส ในองค์ประกอบของโปรตีนบางชนิดมันจะเข้าสู่รูปแบบของอะตอมอิสระหรือไอออนที่เรียบง่าย

สำหรับกิจกรรมที่สำคัญตามปกติของสิ่งมีชีวิตแต่ละองค์ประกอบนี้และสารประกอบอินทรีย์ที่เกิดขึ้นจากมันมีความสำคัญและจำเป็นอย่างมาก หลังจากที่ไม่มีโมเลกุลโปรตีนเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างส่วนใดส่วนหนึ่งของโครงสร้างของร่างกาย และดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอเป็นผู้ให้บริการหลักและผู้ส่งข้อมูลทางพันธุกรรม โดยทั่วไปการเชื่อมต่อทั้งหมดต้องอยู่โดยไม่ต้องล้มเหลว

การใช้ฟอสฟอรัสในอุตสาหกรรม

การใช้ฟอสฟอรัสและสารประกอบในอุตสาหกรรมสามารถระบุได้หลายจุด

1. ใช้ในการผลิตไม้ขีดไฟระเบิดวัตถุระเบิดน้ำมันเชื้อเพลิงน้ำมันหล่อลื่น
2. เป็นตัวดูดซับก๊าซรวมทั้งในการผลิตหลอดไส้
3. เพื่อป้องกันโลหะจากการกัดกร่อน
4. ในการเกษตรเป็นปุ๋ยดิน
5. เป็นวิธีการสำหรับการทำให้น้ำอ่อน
6. ในการสังเคราะห์ทางเคมีในการผลิตสารต่างๆ

บทบาทในสิ่งมีชีวิตลดลงเพื่อมีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างฟันและกระดูกฟัน การมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาของ ana และ catabolism เช่นเดียวกับการรักษาสภาพแวดล้อมภายในของเซลล์และของเหลวทางชีวภาพ buffering เป็นพื้นฐานในการสังเคราะห์ DNA, RNA, phospholipids