Photpho pentoxit – Wikipedia

Posted on by lordneo

Phospho pentoxide là một hợp chất hóa học có công thức phân tử P 4 O 10 (với tên chung được lấy từ công thức thực nghiệm của nó, P 2 O 5 ). Chất rắn kết tinh màu trắng này là anhydrid của axit photphoric. Nó là một chất hút ẩm và khử nước mạnh mẽ.

Cấu trúc [ chỉnh sửa ]

Photpho pentoxit kết tinh ở ít nhất bốn dạng hoặc đa hình. Loại quen thuộc nhất, một dạng siêu bền, [1] được hiển thị trong hình, bao gồm các phân tử của P 4 O 10 . Các lực yếu van der Waals giữ các phân tử này lại với nhau trong một mạng lục giác (Tuy nhiên, mặc dù có tính đối xứng cao của các phân tử, bao bì tinh thể không phải là một bao bì kín [2]). Cấu trúc của P 4 O 10 lồng gợi nhớ đến adamantane với T d nhóm điểm đối xứng. [3] Nó có liên quan chặt chẽ với nhóm điểm đối xứng. anhydride tương ứng của axit photpho, P 4 O 6 . Thứ hai thiếu các nhóm oxo cuối cùng. Mật độ của nó là 2,30 g / cm 3 . Nó sôi ở 423 ° C dưới áp suất khí quyển; nếu làm nóng nhanh hơn nó có thể thăng hoa. Dạng này có thể được tạo ra bằng cách ngưng tụ hơi photpho pentoxit nhanh chóng, kết quả là một chất rắn cực hút ẩm. [4]

Các dạng đa hình khác là polyme, nhưng trong mỗi trường hợp, các nguyên tử phốt pho bị ràng buộc bởi một tứ diện của các nguyên tử oxy, một trong số đó hình thành một liên kết P = O cuối cùng liên quan đến việc tặng các electron p-orbital oxy cuối cùng cho các liên kết đơn photpho-oxy chống tăng. Dạng đa phân tử có thể được tạo ra bằng cách đun nóng hợp chất trong một ống kín trong vài giờ và duy trì sự tan chảy ở nhiệt độ cao trước khi làm nguội chảy chất rắn. [4] Dạng trực giao siêu bền, dạng "O" (mật độ 2,72 g / cm 3 điểm nóng chảy 562 ° C), sử dụng cấu trúc phân lớp gồm các vòng P 6 O 6 không giống với cấu trúc được thông qua bởi các polysilates nhất định . Dạng ổn định là pha mật độ cao hơn, cũng là trực giao, dạng được gọi là dạng O '. Nó bao gồm khung 3 chiều, mật độ 3,5 g / cm 3 . [1][5] Dạng đa hình còn lại là dạng thủy tinh hoặc vô định hình; nó có thể được thực hiện bằng cách hợp nhất bất kỳ của những người khác.

Phospho-pentoxide-sheet-from-xtal-3D-Balls.png &quot;src =&quot; http://upload.wik hè.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/Phospho-pentoxide-sheet-from- xtal-3D-Balls.png / 300px-Phospho-pentoxide-sheet-from-xtal-3D-Balls.png &quot;decoding =&quot; async &quot;width =&quot; 300 &quot;height =&quot; 210 &quot;srcset =&quot; // tải lên.wiktionary. org / wikipedia / commons / thumb / 1/15 / Phospho-pentoxide-sheet-from-xtal-3D-Balls.png / 450px-Phospho-pentoxide-sheet-from-xtal-3D-ball.png 1.5x, // tải lên.wikidan.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/Phospho-pentoxide-sheet-from-xtal-3D-balls.png/600px-Phospho-pentoxide-sheet-from-xtal-3D-balls.png 2x &quot;data-file-width =&quot; 1100 &quot;data-file-height =&quot; 770 &quot;/&gt; </center></td> <td><center><img alt=
một phần của một o ′ – (P 2 O 5 ) ∞ lớp
o ′ – (P 2 O 5 ) ∞ Chuẩn bị [ chỉnh sửa ]

P 4 O 10 được điều chế bằng cách đốt cháy tetraphospho với lượng oxy cung cấp đủ:

P 4 + 5 O 2 → P 4 O 10

Trong hầu hết thế kỷ 20, photpho pentoxit đã được sử dụng để cung cấp một nguồn cung cấp axit photphoric tinh khiết. Trong quá trình nhiệt, photpho pentoxit thu được bằng cách đốt phốt pho trắng đã được hòa tan trong axit photphoric loãng để tạo ra axit đậm đặc. [6] Những cải tiến trong công nghệ lọc đang dẫn đến &quot;quá trình axit photphoric ướt&quot; tiếp quản quá trình nhiệt, làm mất đi quá trình nhiệt. cần phải sản xuất phốt pho trắng làm nguyên liệu ban đầu. [7] Việc khử axit photphoric để cung cấp photpho pentoxit là không thể vì khi đun nóng axit metaphosphoric sẽ sôi mà không mất nước.

Ứng dụng [ chỉnh sửa ]

Photpho pentoxit là một tác nhân khử nước mạnh như được chỉ ra bởi bản chất tỏa nhiệt của quá trình thủy phân:

P 4 O 10 + 6 H 2 O → 4 H 3 PO 4 (- 177 kJ)

Tuy nhiên, tiện ích của nó để làm khô bị hạn chế phần nào bởi xu hướng hình thành lớp phủ nhớt bảo vệ, ngăn chặn sự mất nước thêm bởi vật liệu không rõ ràng. Một dạng hạt của P 4 O 10 được sử dụng trong bình hút ẩm.

Phù hợp với khả năng hút ẩm mạnh mẽ của nó, P 4 O 10 được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ để khử nước. Ứng dụng quan trọng nhất là để chuyển đổi các amit chính thành nitriles: [8]

P 4 O 10 + RC (O) NH 2 → P 4 O 9 (OH) 2 + RCN

Bản sao được chỉ định P 4 9 (OH) 2 là một công thức lý tưởng hóa cho các sản phẩm không xác định do sự hydrat hóa của P 4 O 10 .

Ngoài ra, khi kết hợp với axit cacboxylic, kết quả là anhydride tương ứng: [9]

P 4 O 10 + RCO 2 H → P 4 O 9 (OH) 2 + [RC(O)] 2 O

&quot;, Một giải pháp của P 4 O 10 trong DMSO, được sử dụng cho quá trình oxy hóa rượu. [10] Phản ứng này gợi nhớ đến quá trình oxy hóa Swern.

Khả năng hút ẩm của P 4 O 10 đủ mạnh để chuyển đổi nhiều axit khoáng thành anhydrid của chúng. Ví dụ: HNO 3 được chuyển đổi thành N 2 O 5 ; H 2 SO 4 được chuyển đổi thành SO 3 ; HClO 4 được chuyển đổi thành Cl 2 O 7 ; CF 3 SO 3 H được chuyển đổi thành (CF 3 ) 2 S 2 O 5 .

Các oxit phốt pho có liên quan [ chỉnh sửa ]

Giữa P quan trọng về mặt thương mại P 4 O 6 và P O 10 oxit phốt pho được biết đến với các cấu trúc trung gian. [11]

Ôxit phốt pho: P4O6, P4O7, P4O8, P4 </span><span class= [ chỉnh sửa ]

Photpho pentoxit không bắt lửa. Giống như lưu huỳnh trioxide, nó phản ứng mạnh mẽ với nước và các chất có chứa nước như gỗ hoặc bông, giải phóng nhiều nhiệt và thậm chí có thể gây cháy. Nó ăn mòn kim loại và rất khó chịu – nó có thể gây bỏng nặng cho mắt, da, màng nhầy và đường hô hấp ngay cả ở nồng độ thấp tới 1 mg / m 3 . [12]

Tiểu thuyết [19659003] [ chỉnh sửa ]

Xem thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ] a b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Hóa học của các nguyên tố (tái bản lần 2). Butterworth-Heinemann. Sđt 0-08-037941-9.
  2. ^ Cruickshank, D.W.J. (1964). &quot;Các sàng lọc của các cấu trúc có liên kết giữa Si, P, S hoặc Cl và O hoặc N: V. P 4 O 10 &quot;. Acta Crystallogr . 17 (6): 677 Ảo9. doi: 10.1107 / S0365110X64001669.
  3. ^ D. E. C. Corbridge &quot;Photpho: Sơ lược về hóa học, hóa sinh và công nghệ&quot; Phiên bản thứ 5 Elsevier: Amsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
  4. ^ a b . Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). &quot;Chương 15: Nhóm 15 yếu tố&quot;. Hóa vô cơ, tái bản lần thứ 3 . Pearson. tr. 473. ISBN 976-0-13-175553-6.
  5. ^ D. Stachel, I. Svoboda và H. Fuess (tháng 6 năm 1995). &quot;Photpho Pentoxide ở 233 K&quot;. Acta Crystallogr. C . 51 (6): 1049 Ảo1050. doi: 10.1107 / S0108270194012126.
  6. ^ Threlfall, Richard E., (1951). Câu chuyện về 100 năm sản xuất phốt pho: 1851 – 1951 . Oldbury: Albright & Wilson Ltd
  7. ^ Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: 50 năm qua . Studley: Sách về bia. ISBN 1-85858-223-7
  8. ^ Meier, MS &quot;Phospho (V) Oxide&quot; trong Encyclopedia of Reagents for Organic Synt tổng hợp (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, Newyork. doi: 10.1002 / 047084289.
  9. ^ Joseph C. Salamone, ed. (1996). Bách khoa toàn thư về vật liệu polyme: C, Tập 2 . Báo chí CRC. tr. 1417. ISBN 0-8493-2470-X.
  10. ^ Tidwell,  T. T. &quot;Dimethyl Sulfoxide, Phospho Pentoxide&quot; trong bách khoa toàn thư về thuốc thử tổng hợp hữu cơ (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi: 10.1002 / 047084289.
  11. ^ Luer, B.; Jansen, M. &quot;Sàng lọc cấu trúc tinh thể của Tetraphospho Nonaoxide, P 4 O 9 &quot; Zeitschrift fur Kristallographie 1991, tập 197, trang 247-8.
  12. pentoxide MSDS

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]