Реферат по теме "Фосфор"
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (9 класс)
Материал предназначен для учеников 9 класса. Может быть использован для подготовки к ГИА.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
referat_fosfor.docx | 217.52 КБ |
Предварительный просмотр:
Фосфор и его аллотропные модификации. |
Реферат |
В реферате подробно рассмотрены аллотропные модификации фосфора, получение, его физические и химические свойства, применение. |
Наталья Бородина |
14.04.2019 |
Оглавление
- Получение.
- Физические свойства.
- Белый фосфор.
- Желтый фосфор.
- Красный фосфор.
- Черный фосфор.
- Металлический фосфор.
- Химические свойства.
- Применение.
I.Получение
Фосфор получают из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:
- Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 → 2P + 5CO + 3CaSiO3.
Образующиеся пары белого фосфора конденсируются в приёмнике под водой. Вместо фосфоритов восстановлению можно подвергнуть и другие соединения, например, метафосфорную кислоту:
- 4HPO3 + 12C → 4P + 2H2 + 12CO.
II.Физические свойства
Элементарный фосфор в обычных условиях представляет собой несколько устойчивых аллотропических модификаций; вопрос аллотропии фосфора сложен и до конца не решён. Обычно выделяют четыре модификации простого вещества — белую, красную, черную и металлический фосфор. Иногда их ещё называют главными аллотропными модификациями, подразумевая при этом, что все остальные являются разновидностью указанных четырёх. В обычных условиях существует только три аллотропных модификаций фосфора, а в условиях сверхвысоких давлений — также металлическая форма. Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим характеристикам; заметна тенденция к резкому убыванию химической активности при переходе от белого к металлическому фосфору и нарастанию металлических свойств.
Аллотропные модификации фосфора
III.Белый фосфор
Внешний вид:
бесцветн. кубические кристаллы
Кристаллические модификации, цвет растворов и паров:
Белый фосфор (на фото, под слоем воды) или альфа-фосфор или фосфор-III - это белая прозрачная воскообразная масса (при охлаждении становится хрупкой) или прозрачные кристаллы похожие на алмазы. При -76,9 С переходит в бета-модификацию белого фосфора (фосфор-IV) с гексагональной решеткой (плотность 1,88 г/см3, теплота перехода из фосфора-III в фосфор-IV = 0,522 кДж/моль). Молекула тетраэдрическая P4. Выше 800 С диссоциирует на P2. Расплав легко переохлаждается.
Брутто-формула (система Хилла): P4
Формула в виде текста: P4
Белый фосфор представляет собой белое вещество (из-за примесей может иметь желтоватый оттенок) с температурой плавления 44,1 °С. По внешнему виду он очень похож на очищенный воск или парафин, легко режется ножом и деформируется от небольших усилий. Отливаемый в инертной атмосфере в виде палочек (слитков), он сохраняется в отсутствии воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах. Химически белый фосфор чрезвычайно активен. Например, белый фосфор медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре и светится (бледно-зелёное свечение). Явление такого рода свечения вследствие химических реакций окисления называется хемилюминесценцией (иногда ошибочно фосфоресценцией). Белый фосфор не только активен химически, но и весьма ядовит (вызывает поражение костей, костного мозга, некроз челюстей) и легкорастворим в органических растворителях. Летальная доза белого фосфора для взрослого мужчины составляет 0,05—0,1 г. Растворимостью белого фосфора в сероуглероде пользуются для промышленной очистки его от примесей. Плотность белого фосфора из всех его модификаций наименьшая и составляет около 1823 кг/м³.
IV.Жёлтый фосфор
Неочищенный белый фосфор обычно называют «жёлтый фосфор». Сильноядовитое (ПДК 0,03 мг/м³), огнеопасное кристаллическое вещество от светло-жёлтого до тёмно-бурого цвета. Удельный вес 1,83 г/см³, плавится при +34 °C, кипит при +280 °C. В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется. Горит ослепительным ярко-зеленым пламенем с выделением густого белого дыма — мелких частичек декаоксида тетрафосфора P4O10. Несмотря на то, что в результате реакции между фосфором и водой (4Р + 6Н2О → РН3 + 3Н3РО2) выделяется ядовитый газ фосфин (РН3), для тушения фосфора используют воду в больших количествах (для снижения температуры очага возгорания и перевода фосфора в твердое состояние) или раствор сульфата меди (медного купороса), после гашения фосфор засыпают влажным песком. Для предохранения от самовозгорания желтый фосфор хранится и перевозится под слоем воды (раствора хлорида кальция).
V.Красный фосфор
Красный фосфор имеет формулу (Р4)n и представляет собой полимер со сложной структурой. В зависимости от способа получения и степени дробления красного фосфора, имеет оттенки от пурпурно-красного до фиолетового, а в литом состоянии — тёмно-фиолетовый с медным оттенком металлический блеск. Химическая активность красного фосфора значительно ниже, чем у белого; ему присуща исключительно малая растворимость. Растворить красный фосфор возможно лишь в некоторых расплавленных металлах (свинец и висмут), чем иногда пользуются для получения крупных его кристаллов. Так, например, немецкий физико-химик И. В. Гитторф в 1865 году впервые получил прекрасно построенные, но небольшие по размеру кристаллы (фосфор Гитторфа). На воздухе красный фосфор воспламеняется при высоких температурах (при переходе в белую форму во время возгонки), и у него полностью отсутствует явление хемолюминесценции. Ядовитость его в тысячи раз меньше, чем у белого, поэтому он применяется гораздо шире, например, в производстве спичек (составом на основе красного фосфора покрыта тёрочная поверхность коробков). Плотность красного фосфора также выше, и достигает 2400 кг/м³ в литом виде. При хранении на воздухе красный фосфор в присутствии влаги постепенно окисляется, образуя гигроскопичный оксид, поглощает воду и отсыревает («отмокает»), образуя вязкую фосфорную кислоту; поэтому его хранят в герметичной таре. При «отмокании» — промывают водой от остатков фосфорных кислот, высушивают и используют по назначению.
VI.Чёрный фосфор
Чёрный фосфор — это наиболее стабильная термодинамически и химически наименее активная форма элементарного фосфора. Впервые чёрный фосфор был получен в 1914 году американским физиком П. У. Бриджменом из белого фосфора в виде чёрных блестящих кристаллов, имеющих высокую (2690 кг/м³) плотность. Для проведения синтеза чёрного фосфора Бриджмен применил давление в 2·109 Па (20 тысяч атмосфер) и температуру около 200 °С. Начало быстрого перехода лежит в области 13 000 атмосфер и температуре около 230 °С.
Чёрный фосфор представляет собой чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, и с полностью отсутствующей растворимостью в воде или органических растворителях. Поджечь чёрный фосфор можно, только предварительно сильно раскалив в атмосфере чистого кислорода до 400 °С. Удивительным свойством чёрного фосфора является его способность проводить электрический ток и свойства полупроводника. Температура плавления чёрного фосфора 1000 °С под давлением 18·105 Па.
VII.Металлический фосфор
При 8,3·1010 Па чёрный фосфор переходит в новую, ещё более плотную и инертную металлическую фазу с плотностью 3,56 г/см³, а при дальнейшем повышении давления до 1,25·1011 Па — ещё более уплотняется и приобретает кубическую кристаллическую решётку, при этом его плотность возрастает до 3,83 г/см³. Металлический фосфор очень хорошо проводит электрический ток.
VIII.Химические свойства
Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Химические свойства фосфора во многом определяются его аллотропной модификацией. Белый фосфор очень активен, в процессе перехода к красному и чёрному фосфору химическая активность резко снижается. Белый фосфор на воздухе светится в темноте, свечение обусловлено окислением паров фосфора до низших оксидов.
В жидком и растворенном состоянии, а также в парах до 800 °С фосфор состоит из молекул Р4. При нагревании выше 800 °С молекулы диссоциируют: Р4 = 2Р2. При температуре выше 2000 °С молекулы распадаются на атомы.
Взаимодействие с простыми веществами
Фосфор легко окисляется кислородом:
- 4P + 5O2 → 2P2O5 (с избытком кислорода),
- 4P + 3O2 → 2P2O3 (при медленном окислении или при недостатке кислорода).
Взаимодействует со многими простыми веществами — галогенами, серой, некоторыми металлами, проявляя окислительные и восстановительные свойства:
с металлами — окислитель, образует фосфиды:
- 2P + 3Ca → Ca3P2,
- 2P + 3Mg → Mg3P2.
с неметаллами — восстановитель:
- 2P + 3S → P2S3,
- 2P + 3Cl2 → 2PCl3.
Не взаимодействует с водородом.
Взаимодействие с водой
Взаимодействует с водой, при этом диспропорционирует:
- 4Р + 6Н2О → РН3 + 3Н3РО2 (фосфорноватистая кислота).
Взаимодействие со щелочами
В растворах щелочей диспропорционирование происходит в большей степени:
- 4Р + 3KOH + 3Н2О → РН3 + 3KН2РО2.
Восстановительные свойства
Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:
- 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO;
- 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O.
Реакция окисления также происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль:
- 6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5
IX.Применение
Вещества | Область применения |
1.Белый фосфор | Получение красного фосфора, зажигательных и дымообразующих веществ в металлургии. |
2. Красный фосфор | В производстве спичек. |
3.Оксид фосфора (V) | Получение фосфорной кислоты. |
4.Фосфорная кислота | Получение фосфорных солей и удобрений. |
5. Соли фосфорной кислоты(фосфаты, гидрофосфаты, дигидрофосфаты) | Используются в качестве фосфорных удобрений в сельском хозяйстве. |
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
реферат "Фигурные числа"
реферативная работа ученика 6 класса для ознакомления на внеурочных занятиях...
Реферат "Метод проектов на уроках английского языка".
Выполнение проектов на уроках способствует реализации основных целей и задач обучения иноязычной культуре,предоставляет возможность участия каждого обучающегося в создании общего продукта деятельности...
Учимся писать тезисы, конспекты и рефераты.9 класс.
На данном уроке подробно рассматриваются структура и требования к оформлению реферата....
РЕФЕРАТ СПЕЦИФИКА ЛОГОПЕДИЧЕСКОЙ РАБОТЫ С ДЕТЬМИ, ИМЕЮЩИМИ НАРУШЕНИЯ ЗРЕНИЯ
В реферате раскрыта актуальность данной темы, её цели и задачи. Дано объяснение тому, что специфика, содержание занятий, формы организации, приемы, способы и средства коррекционного воздействия, опред...
Реферат
Требования к содержанию, оформлению реферата. Что должно быть в реферате, а чего там быть не должно. Рефераты зачастую создаются не только в старших классах, поэтому ресурс будет полезен для школьнико...
Реферат Формирование ИКТ - компетенций на уроках информатики
Содержание в название....
Реферат "Принцип ситуативности как необходимое условие формирования коммуникативной компетенции в предметной области "иностранный язык"
Принцип ситуативности как необходимое условие формирования коммуникативной компетенции в предметной области "иностранный язык"Основное назначение иностранного языка как предметной области школьного об...