Реферат по теме "Фосфор"
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (9 класс)

Бородина Наталья Евгеньевна

Материал предназначен для учеников 9 класса. Может быть использован для подготовки к ГИА.

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл referat_fosfor.docx217.52 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

  1. Получение.
  2. Физические свойства.
  3. Белый фосфор.
  4. Желтый фосфор.
  5. Красный фосфор.
  6. Черный фосфор.
  7. Металлический фосфор.
  8. Химические свойства.
  9. 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.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/PhosphComby.jpg

http://ru.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png

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.phosphor-belyi

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

P,15.jpg

magnify-clip

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

http://lusana.ru/files/25181/653/34.jpg

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 "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...