Загрузил ygina01

соединения фосфора

реклама
Урок по химии в 9 классе по теме «Фосфор и его соединения»
Цель урока: рассмотреть соединения фосфора, значение фосфора.
Задачи:
1. Образовательные:
 способствовать формированию у учащихся представления о фосфоре как о наиболее
активном неметалле;
 повторить и закрепить понятие аллотропии, умение расставлять коэффициенты
методом электронного баланса.
2. Развивающие:
 содействовать развитию у учащихся исследовательских умений в процессе обучения в
сотрудничестве,
 развивать познавательный интерес, используя в содержании урока элементов новизны
знаний и умений, устанавливая причинно-следственные связи.
3. Воспитательные:
 способствовать созданию условий для самореализации личности, для взаимопомощи и
индивидуальной ответственности каждого в группе,
 поддерживать интерес к изучению химии через самостоятельную работу,
 воспитывать сотрудничество,
 продолжить формирование культуры общения и коммуникативных умений учащихся.
Тип урока: интегрированный урок (химия + биология)
Дидактические и материальные оснащения: интерактивная доска, мультимедейный
проектор, компьютерная презентация по теме «Фосфор и его соединения»
Ход урока.
Здравствуйте ребята, тема нашего сегодняшнего урока «Фосфор и его
соединения»
Первое что мы рассмотрим СОЕДИНЕНЕНИЕ ФОСФОРА В СТЕПЕНИ
ОКИСЛЕНИЯ -3 т.е. фосфин
Фосфин – фосфористый водород, ядовитый газ с чесночным запахом
Это вещество образуется при гниении отмерших растительных и животных
организмов. Подобные огни наблюдал немецкий астроном Ф.В.Бессель, изучал
киевский профессор Кнорре, австрийский исследователь Лист.
Обратите внимание, что с водородом фосфор непосредственно не реагирует.
Способы получения фосфина
1)В лаборатории фосфин получают водным гидролизом фосфидов – бинарных
соединений фосфора и металлов. (не солеобразные!)
Например, фосфин образуется при водном гидролизе фосфида кальция:
(это аналог аммиака)
Ca3P2 + 6H2O → 3Са(ОН)2 + 2PH3
ВИДЕО
2)Или при кислотном гидролизе, например, фосфида магния в соляной кислоте:
Mg3P2 + 6HCl → 3MgCl2 + 2PH3↑
3)Еще один лабораторный способ получения фосфина – диспропорционирование
фосфора в щелочах.
Например, фосфор реагирует с гидроксидом калия с образованием гипофосфита
калия и фосфина:
4P + 3KOH + 3H2O → 3KH2PO2 + PH3↑
Химические свойства фосфина
1. В водном растворе фосфин проявляет очень слабые основные свойства (за счет
неподеленной электронной пары), поэтому он практически не реагирует с кислотами.
Основные свойства фосфина гораздо слабее основных свойств аммиака. Проявляются
при взаимодействии с безводными кислотами.
Например, фосфин реагирует с йодоводородной кислотой:
PH3 + HI → PH4I
Соли фосфония неустойчивые, легко гидролизуются.
2. Фосфин PH3 – сильный восстановитель за счет фосфора в степени окисления -3. На
воздухе самопроизвольно самовоспламеняется:
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
Поэтому огни на болотах и свежих могилах – это не выдумка. В теплые темные ночи
на свежих могилах наблюдаются бледно – голубоватые огоньки – «горит» фосфин. Это
является причиной редкого природного явления – «блуждающих огней», породивших
суеверные рассказы о душах умерших, вышедших из могил.
Оксид фосфора (V)
Оксид фосфора (V) P2O5 – белый порошок, является кислотным оксидом, растворим
в воде. Очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и жидкостей).
Способы получения.
Оксид фосфора (V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода.
4P + 5O2 → 2P2O5
Химические свойства.
1. Оксид фосфора (V) – очень гигроскопичное вещество, которое используется для
осушения газов. Обладая высоким сродством к воде, оксид фосфора
(V) дегидратирует (лишает воды) до ангидридов неорганические и органические
кислоты.
Например, оксид фосфора (V) дегидратирует(лишает
воды) серную, азотную и уксусную кислоты:
P2O5 + H2SO4 → 2HPO3 + SO3
P2O5 + 2HNO3 → 2HPO3 + N2O5
P2O5 + 2CH3COOH → 2HPO3 + (CH3CO)2O
- Ребята, предлагаю вам написать реакции P2O5
- с одной из предложенных кислот
- с водой до образования метафосфорной кислоты
- с основанием
- с основным оксидом
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ P2O5 C ВОДОЙ (ВИДЕО)
Р2О5 – применяют как осушающее или водопоглощающее средство.
Многие органические вещества обугливаются при воздействии Р2О5 . При попадании
на кожу может вызвать сильные ожоги.
Фосфор в степени окисления +5 образует несколько кислот: орто-фосфорную H3PO4,
мета-фосфорную HPO3, пиро-фосфорную H4P2O7.
Н3РО4 – нелетучее, твердое, бесцветное кристаллическое вещество, растворима в воде.
При комнатной температуре 100% - ная фосфорная кислота может существовать как
льдоподобное вещество (так называемая ледяная фосфорная кислота).
Обратите внимание,что эта кислота 3-х основная.
Способы получения
Наибольшее практическое значение из фосфорных кислот имеет орто-фосфорная
кислота.
1. Получить орто-фосфорную кислоту можно взаимодействием оксида фосфора (V) с
водой:
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
2.Промышленный способ получения фосфорной кислоты обработка фосфорита
концентрированной серной кислотой:
Ca3(PO4)2(тв) + 3H2SO4(конц) → 2H3PO4 + 3CaSO4
3. Фосфорную кислоту также можно получить жестким окислением соединений
фосфора в водном растворе в присутствии кислот.
Например, концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной
кислоты:
5HNO3
+ P → H3PO4 + 5NO2↑ + H2O
Химические свойства
Фосфорная кислота – это кислота средней силы (по второй и третьей ступени
слабая).
1. Фосфорная кислота частично и ступенчато диссоциирует в водном растворе.
H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4–
H2PO4– ⇄ H+ + HPO42–
HPO42– ⇄ H+ + PO43–
2. Реагирует с металлами, расположенными в вытеснительном ряду до водорода:
6Nа+2Н3РО4 ———>2Nа3РО4+ЗН2
3. Реагирует с основными оксидами:
ЗСаО+2Н3РО4 ———>Са3(РО4)2+ЗН2О
4. Реагирует с основаниями и аммиаком; если кислота взята в избытке, то
образуются кислые соли:
Н3РО4+3NaОН ———>Nа3РО4+ЗН2О
Н3РО4+2NН3———>(NН4)2НРО4
Н3РО4+NаОН ———>NаН2РО4+Н2О
5. Реагирует с солями слабых кислот:
2Н3РО4+ЗNа2СО3 ——>2Nа3РО4+ЗСО2+ЗН2О
4. При нагревании H3PO4 до 200°С происходит отщепление от нее молекулы воды с
образованием пирофосфорной кислоты H2P2O7:
2H3PO4 → H2P2O7 + H2O
Соли фосфорной кислоты — фосфаты
Как мы уже говорили H3PO4- 3-х основная кислота,у неё кроме средних солей
(фосфаты) образуются кислые соли (гидрофосфаты и дигидрофосфаты)
Кислые соли вы встречали когда изучали серную кислоту, сероводородную.
В избытке многоосновных кислот образуются кислые соли!
Получение
1.Качественная реакция на фосфаты — взаимодействие с нитратом серебра. При
этом образуется желтый осадок фосфата серебра.
Эта реакция с фосфорной кислотой не пойдёт.
Почему?
Потому что – H3PO4 как кислота средней силы по 3 ступени диссоциирует крайне
незначительно, фосфат-ион не даёт.
Поэтому чтобы увидеть жёлтый осадок фосфата серебра нужно взять фосфорную
кислоту, слегка её подщелочить, т.е. перевести в фосфат, чтобы образовались фосфатионы и только потом добавлять нитрат серебра. (Эксперимент нужно проделывать
заранее, иначе можно получить чёрный осадок оксида серебра-если щёлочь
перебрали.)
2. Нерастворимые фосфаты растворяются под действием сильных кислот, либо под
действием фосфорной кислоты.
Например, фосфат кальция реагирует с фосфорной кислотой с образованием
дигидрофосфата кальция:
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2
Фосфат кальция растворяется под действием серной кислоты:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
3. За счет фосфора со степенью окисления +5 фосфаты проявляют
слабые окислительные свойства и могут взаимодействовать с восстановителями.
Например, фосфат кальция при сплавлении реагирует с углеродом с образованием
фосфида кальция и угарного газа:
Ca3(PO4)2 + 8C → Ca3P2 + 8CO
Фосфат кальция также восстанавливается алюминием при сплавлении:
3Ca3(PO4)2 + 16Al → 3Ca3P2 + 8Al2O3
4. Гидрофосфаты могут взаимодействовать и с более сильными кислотами, и
с щелочами. Под действием фосфорной кислоты гидрофосфаты переходят в
дигидрофосфаты.
Например,
гидрофосфат
калия
взаимодействует
с фосфорной
кислотой с образованием дигидрофосфата калия:
K2HPO4 + H3PO4 → 2KH2PO4
Под действием едкого кали гидрофосфат калия образует более среднюю соль —
фосфат калия:
K2HPO4 + KOH → K3PO4 + H2O
5. Дигидрофосфаты
могут
взаимодействовать
с более
сильными
кислотами и щелочами, но не реагируют с фосфорной кислотой.
Например, дигидрофосфат натрия взаимодействует с избытком гидроксида натрия с
образованием фосфата:
NaH2PO4 + 2NaOH → Na3PO4 + 2H2O
Как же разлагается фосфорная кислота?
При осторожном нагревании разлагается сначала до пирофосфорной кислоты, а затем
до метафосфорной.
Метафосфорная кислота далее в оксид фосфора не превращается!
P2O5-гигроскопичное вещество, активно поглощающее воду, поэтому довести его
до состояния без воды невозможно.
Вывод:Соединения фосфора – обязательная составляющая растительных и животных
организмов. В растениях фосфор накапливается в семенах и плодах; в организме
человека и животных - в скелете, мышечной и нервной тканях.
Скачать