§ 39. Кислородсодержащие соединения фосфора
Оксиды фосфора
Взаимодействие кислорода с фосфором приводит к образованию оксидов, состав которых зависит от условий проведения реакции.
При сжигании фосфора в чистом кислороде, как указано на с. 201, получается оксид фосфора(V) P2O5, а при недостатке кислорода — оксид фосфора(III) P2O3.
Белый фосфор являлся одним из первых дымообразующих веществ, при сжигании которого во время военных действий образовывалась дымовая завеса из частиц P2O5. Дым — дисперсная система, состоящая из твёрдых взвешенных частиц в газовой среде.
Оксид фосфора(V) считают самым эффективным осушителем. Причём осушителем является и образующаяся при этом кислота. Обращаться с P2O5 следует крайне осторожно, так как при попадании на кожу оксид вызывает сильнейшие ожоги, одна из причин — обезвоживание тканей.
Оксид фосфора(V) — высший оксид фосфора, и ему соответствует гидроксид
— фосфорная (или ортофосфорная) кислота.
P2O5 — белое твёрдое вещество (Tпл. = 420 °С). Является типичным кислотным оксидом: реагирует с водой (1), основными оксидами (2) и щелочами (3), широко используется в органическом синтезе. Рассмотрим особенности этих реакций:
1. Конечным продуктом реакции оксида фосфора(V) с водой является фосфорная кислота H3PO4:
3H2O + P2O5 = 2H3PO4.
Оксид фосфора(V) не только растворяется в воде, но и «жадно» поглощает пары воды из воздуха, то есть гигроскопичен, используется в качестве осушителя.
2. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами приводит к образованию солей:
3СаО + P2O5 = Са3(РО4)2;
3ZnО + P2O5 = Zn3(РО4)2.
3. При растворении P2O5 в щелочах могут образовываться как средние, так и кислые соли (в зависимости от соотношения реагентов). Например, при взаимодействии с гидроксидом натрия могут образоваться Na3PO4, Na2HPO4 или NaH2PO4:
P2O5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O;
P2O5 + 4NaOH = 2Na2HPO4 + H2O;
P2O5 + 2NaOH + H2O = 2NaH2PO4.