Fosfor və onun birləşmələri. Fosfor birləşmələrinin praktiki tətbiqi

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Biogen elementlər arasında fosfora xüsusi yer verilməlidir. Həqiqətən, onsuz, məsələn, ATP və ya fosfolipidlər kimi həyati vacib birləşmələrin, eləcə də bir çox digər üzvi maddələrin mövcudluğu mümkün deyil. Eyni zamanda, bu elementin qeyri-üzvi maddəsi müxtəlif molekullarla çox zəngindir. Fosfor və onun birləşmələri sənayedə geniş istifadə olunur, bioloji proseslərin mühüm iştirakçılarıdır və insan fəaliyyətinin müxtəlif sahələrində istifadə olunur. Buna görə də, bu elementin nə olduğunu, onun sadə maddəsinin və ən vacib birləşmələrinin nə olduğunu düşünün.

Fosfor: elementin ümumi xüsusiyyətləri

Dövri cədvəldəki mövqe bir neçə nöqtədə təsvir edilə bilər.

1. Beşinci qrup, əsas altqrup.
2. Üçüncü kiçik dövr.
3. Nömrə nömrəsi - 15.
4. Atom kütləsi 30, 974-dür.
5. Atomun elektron konfiqurasiyası 1s²2s²2p⁶3s2^3p3.
6. Mümkün oksidləşmə vəziyyəti-3 - +5.
7. Kimyəvi simvol - P, "pe" düsturlarında tələffüz. Elementin adı fosfordur. Latın adı Phosphorus.

Bu atomun kəşfinin tarixi uzaq XII əsrə gedib çıxır. Hətta kimyagərlərin qeydlərində naməlum "işıqlı" maddənin alınmasını göstərən məlumatlar var idi. Bununla belə, fosforun sintezi və kəşfi üçün rəsmi tarix 1669-cu ildir. Müflis olan tacir Brand, filosof daşını axtararkən təsadüfən parıltı yayan və parlaq, göz qamaşdıran alovla yanan bir maddə sintez etdi. O, bunu insan sidiyini dəfələrlə kalsinasiya etməklə edib.

Bundan sonra, bir-birindən asılı olmayaraq, bu element təxminən eyni üsullarla qəbul edildi:

• I. Kunkel;
• R. Boyle;
• A. Margrave;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Bu gün bu maddənin sintezinin ən məşhur üsullarından biri dəm qazı və silisium oksidinin təsiri altında yüksək temperaturda müvafiq fosfor tərkibli minerallardan reduksiya edilməsidir. Proses xüsusi sobalarda aparılır. Fosfor və onun birləşmələri həm canlılar üçün, həm də kimya sənayesində bir çox sintezlər üçün çox vacib maddələrdir. Buna görə də, bu elementin sadə maddə kimi nə olduğunu və təbiətdə harada olduğunu düşünmək lazımdır.

Sadə maddə fosfor

Fosfora gəldikdə, konkret birləşmənin adını çəkmək çətindir. Bu, çoxsaylı olması ilə əlaqədardırbu elementin malik olduğu allotropik dəyişikliklər. Sadə fosforun dörd əsas növü var.

1. Ağ. Bu, düsturu R₄ olan birləşmədir. Sarımsağın kəskin xoşagəlməz qoxusu olan ağ uçucu maddədir. Normal temperaturda havada öz-özünə alovlanır. Parlaq solğun yaşıl işıqla yanır. Çox zəhərli və həyat üçün təhlükəlidir. Kimyəvi aktivlik son dərəcə yüksəkdir, buna görə də təmizlənmiş su təbəqəsi altında əldə edilir və saxlanılır. Bu, qütb həlledicilərdə zəif həll olması səbəbindən mümkündür. Karbon disulfid və üzvi maddələr bu ağ fosfor üçün ən uyğundur. Qızdırıldıqda o, növbəti allotrop formaya - qırmızı fosfora çevrilməyə qadirdir. Buxarları yoğuşdurduqda və soyuduqda laylar əmələ gətirə bilir. Toxunmaq üçün yağlı, yumşaq, bıçaqla asanlıqla kəsilmiş, ağ (bir az sarımtıl). Ərimə nöqtəsi 44⁰C. Kimyəvi aktivliyinə görə sintezdə istifadə olunur. Lakin toksikliyinə görə geniş sənaye tətbiqinə malik deyil.
2. Sarı. Bu, ağ fosforun zəif təmizlənmiş formasıdır. Daha da zəhərlidir, sarımsaq da xoşagəlməz iyi gəlir. Parlaq parlaq yaşıl alovla alovlanır və yanır. Bu sarı və ya qəhvəyi kristallar suda qətiyyən həll olunmur, tam oksidləşdikdə P₄O₁₀ tərkibli ağ tüstü buraxırlar..
3. Qırmızı fosfor və onun birləşmələri sənayedə bu maddənin ən çox yayılmış və ən çox istifadə edilən modifikasiyasıdır. Artan təzyiq altında ola bilən pastavari qırmızı kütləbənövşəyi kristallar formasına keçmək, kimyəvi cəhətdən təsirsizdir. Bu, yalnız müəyyən metallarda həll oluna bilən bir polimerdir, başqa heç bir şey yoxdur. 250⁰С temperaturda o, ağ modifikasiyaya çevrilərək sublimasiya edir. Əvvəlki formalar kimi zəhərli deyil. Ancaq bədənə uzun müddət məruz qalma zəhərlidir. Kibrit qutularına yandırıcı örtük tətbiq etmək üçün istifadə olunur. Bu onunla izah olunur ki, o, öz-özünə alov ala bilmir, lakin denotasiya və sürtünmə zamanı partlayır (alovlanır).
4. Qara. Xarici məlumatlara görə, qrafitlə çox oxşardır, toxunuşda da yağlıdır. Bu elektrik yarımkeçiricidir. Heç bir həlledicidə həll oluna bilməyən tünd kristallar, parlaqdır. Onun alov alması üçün çox yüksək temperatur və ilkin isitmə lazımdır.

Həmçinin maraqlı olan bu yaxınlarda aşkar edilmiş fosfor forması - metaldir. O, keçiricidir və kub kristal şəbəkəsinə malikdir.

Kimyəvi xassələri

Fosforun kimyəvi xassələri onun hansı formada olmasından asılıdır. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, ən aktiv sarı və ağ modifikasiya. Ümumiyyətlə, fosfor aşağıdakılarla qarşılıqlı əlaqə qura bilir:

• metallar, fosfidlər əmələ gətirir və oksidləşdirici agent kimi fəaliyyət göstərir;
• qeyri-metallar, azaldıcı agent kimi fəaliyyət göstərir və müxtəlif növ uçucu və uçucu olmayan birləşmələr əmələ gətirir;
• fosfor turşusuna çevrilən güclü oksidləşdirici maddələr;
• növlərinə görə qatılaşdırılmış kaustik qələvilərləqeyri-mütənasiblik;
• çox yüksək temperaturda su ilə;
• oksigenlə müxtəlif oksidlər əmələ gətirir.

Fosforun kimyəvi xassələri azotun xüsusiyyətlərinə bənzəyir. Axı o, pnictogen qrupunun bir hissəsidir. Bununla belə, aktivlik allotropik modifikasiyaların müxtəlifliyinə görə bir neçə dəfə yüksəkdir.

Təbiətdə olmaq

Qida elementi olaraq fosfor çox boldur. Yer qabığında onun faizi 0,09% təşkil edir. Bu kifayət qədər böyük göstəricidir. Bu atom təbiətdə harada yerləşir? Ad vermək üçün bir neçə əsas yer var:

• bitkilərin yaşıl hissəsi, onların toxumları və meyvələri;
• heyvan toxumaları (əzələlər, sümüklər, diş minası, bir çox mühüm üzvi birləşmələr);
• qabıq;
• torpaq;
• daşlar və minerallar;
• dəniz suyu.

Bu halda biz yalnız əlaqəli formalardan danışa bilərik, sadə substansiya haqqında isə yox. Axı o, həddindən artıq aktivdir və bu, onun azad olmasına imkan vermir. Fosforla ən zəngin minerallar arasında:

• İngilis;
• fluorapaptit;
• svanbergit;
• fosforit və başqaları.

Bu elementin bioloji əhəmiyyətini çox qiymətləndirmək olmaz. Axı o, kimi birləşmələrin bir hissəsidir:

• proteinlər;
• fosfolipidlər;
• DNT;
• RNA;
• fosfoproteinlər;
• fermentlər.

Yəni həyati əhəmiyyət kəsb edən və bütün orqanizmin qurulduğu hər şey. Bir yetkin üçün gündəlik norma təxminən 2 qramdır.

Fosfor və onun birləşmələri

Çox aktiv olan bu element çoxlu müxtəlif maddələr əmələ gətirir. Axı o, həm də fosfidlər əmələ gətirir və özü də reduksiyaedici kimi çıxış edir. Buna görə, onunla reaksiya verərkən təsirsiz olacaq bir elementi adlandırmaq çətindir. Buna görə də fosfor birləşmələrinin düsturları son dərəcə müxtəlifdir. Onun əmələ gəlməsində aktiv iştirakçısı olduğu bir neçə sinif maddələr var.

1. İkili birləşmələr - oksidlər, fosfidlər, uçucu hidrogen birləşmələri, sulfidlər, nitridlər və s. Məsələn: P₂O₅, PCL₃, P_2S3_{, PH}3 _{və başqaları.}
2. Mürəkkəb maddələr: bütün növ duzlar (orta, turşu, əsas, ikiqat, kompleks), turşular. Misal: N₃PO₄, Na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca(H_{2 PO}4₎2_{, (NH}4₎2 HPO₄ və başqaları.
3. Oksigen tərkibli üzvi birləşmələr: zülallar, fosfolipidlər, ATP, DNT, RNT və başqaları.

Təyin edilmiş maddələr növlərinin əksəriyyəti böyük sənaye və bioloji əhəmiyyətə malikdir. Fosfor və onun birləşmələrinin istifadəsi həm tibbi məqsədlər üçün, həm də olduqca adi məişət əşyalarının istehsalı üçün mümkündür.

Metallarla birləşmələr

Fosforun metallarla və daha az elektronmənfi qeyri-metallarla ikili birləşmələrinə fosfidlər deyilir. Bunlar müxtəlif agentlərə məruz qaldıqda son dərəcə qeyri-sabit olan duza bənzər maddələrdir. Sürətli parçalanma (hidroliz) hətta səbəb olurdüz su.

Bundan əlavə, konsentrasiya olunmamış turşuların təsiri altında maddə də müvafiq məhsullara parçalanır. Məsələn, kalsium fosfidin hidrolizi haqqında danışırıqsa, məhsullar metal hidroksid və fosfin olacaq:

Ca₃P₂ + 6H₂O=3Ca(OH) 2 _{+ 2PH}3_↑

Və fosfidi mineral turşunun təsiri altında parçalanmaya məruz qoyaraq, müvafiq duz və fosfin əldə edirik:

Ca₃P₂ + 6HCL=3CaCL₂ + 2PH ₃↑

Ümumiyyətlə, nəzərdən keçirilən birləşmələrin dəyəri məhz ondan ibarətdir ki, nəticədə fosforun hidrogen birləşməsi əmələ gəlir, onun xassələri aşağıda nəzərdən keçiriləcək.

Fosfora əsaslanan uçucu maddələr

İki əsas var:

• ağ fosfor;
• fosfin.

Birincisini yuxarıda qeyd etdik və xüsusiyyətləri verdik. Dedilər ki, bu qalın ağ tüstüdür, çox zəhərlidir, pis qoxuludur və normal şəraitdə öz-özünə alovlanır.

Bəs fosfin nədir? Bu, sözügedən elementi ehtiva edən ən çox yayılmış və tanınmış uçucu maddədir. O, ikili, ikinci iştirakçı isə hidrogendir. Fosforun hidrogen birləşməsinin formulu pH₃, adı fosfindir.

Bu maddənin xassələri aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər.

1. Uçucu rəngsiz qaz.
2. Çox zəhərli.
3. Çürük balıq kimi iyidir.
4. Su ilə qarşılıqlı təsir göstərmir və suda çox zəif həll olunur. Yaxşı həll olunurüzvi.
5. Normal şəraitdə çox reaktivdir.
6. Havada öz-özünə alovlanır.
7. Metal fosfidlərin parçalanmasından istehsal edilmişdir.

Başqa bir ad Fosfandır. Qədim dövrlərdən gələn hekayələr onunla əlaqələndirilir. Söhbət insanların bəzən qəbiristanlıqlarda və bataqlıqlarda gördükləri və indi gördükləri “sərgərdan işıqlar”dan gedir. Orada-burda görünən, hərəkət təəssüratı yaradan sferik və ya şama bənzər işıqlar pis əlamət sayılır və mövhumatçılar onlardan çox qorxurdular. Bu hadisənin səbəbi, bəzi alimlərin müasir baxışlarına görə, həm bitki, həm də heyvan mənşəli üzvi qalıqların parçalanması zamanı təbii şəkildə əmələ gələn fosfinin öz-özünə yanması hesab edilə bilər. Qaz çıxır və havadakı oksigenlə təmasda olduqda alovlanır. Alovun rəngi və ölçüsü fərqli ola bilər. Çox vaxt bunlar yaşılımtıl parlaq işıqlardır.

Aydındır ki, bütün uçucu fosfor birləşmələri kəskin xoşagəlməz qoxu ilə asanlıqla aşkar edilən zəhərli maddələrdir. Bu işarə zəhərlənmədən və xoşagəlməz nəticələrdən qaçmağa kömək edir.

Qeyri-metallarla birləşmələr

Fosfor azaldıcı kimi davranırsa, onda qeyri-metallarla ikili birləşmələr haqqında danışmalıyıq. Çox vaxt onlar daha çox elektronegativ olurlar. Beləliklə, bu cür maddələrin bir neçə növünü ayırd edə bilərik:

• fosfor və kükürdün birləşməsi - fosfor sulfid P₂S₃;
• fosfor xlorid III, V;
• oksidlər və anhidrid;
• bromid və yodid vədigərləri.

Fosforun və onun birləşmələrinin kimyası müxtəlifdir, ona görə də onlardan ən vacibini müəyyən etmək çətindir. Xüsusilə fosfor və qeyri-metallardan əmələ gələn maddələr haqqında danışsaq, onda müxtəlif tərkibli oksidlər və xloridlər ən böyük əhəmiyyət kəsb edir. Onlar kimyəvi sintezlərdə susuzlaşdırıcı maddələr, katalizatorlar və s. kimi istifadə olunur.

Beləliklə, ən güclü quruducu vasitələrdən biri ən yüksək fosfor oksididir - P₂O₅. Suyu o qədər güclü cəlb edir ki, onunla birbaşa təmasda olduqda, güclü səs-küy müşayiəti ilə şiddətli reaksiya baş verir. Maddənin özü ağ qar kimi kütlədir, yığılma vəziyyətində amorfa daha yaxındır.

Fosforlu oksigenli üzvi birləşmələr

Məlumdur ki, üzvi kimya birləşmələrin sayına görə qeyri-üzvi kimyanı xeyli üstələyir. Bu, izomerizm fenomeni və karbon atomlarının bir-biri ilə bağlanaraq müxtəlif quruluşlu atomların zəncirlərini yaratmaq qabiliyyəti ilə izah olunur. Təbii ki, bütün üzvi kimyanın tabe olduğu müəyyən bir nizam, yəni təsnifat var. Bağlantı sinifləri fərqlidir, lakin biz birbaşa sözügedən elementlə əlaqəli bir xüsusi ilə maraqlanırıq. Bunlar fosforlu oksigen tərkibli birləşmələrdir. Bunlara daxildir:

• koenzimlər - NADP, ATP, FMN, piridoksal fosfat və başqaları;
• proteinlər;
• nuklein turşuları, çünki fosfor turşusu qalığı nukleotidin bir hissəsidir;
• fosfolipidlər və fosfoproteinlər;
• fermentlər və katalizatorlar.

Tərkibində olan ion növüfosfor bu birləşmələrin molekulunun əmələ gəlməsində iştirak edir, növbətisi PO₄^3-, yəni turşu qalığıdır. fosfor turşusu. Bəzi zülallarda sərbəst atom və ya sadə ion şəklində mövcuddur.

Hər bir canlı orqanizmin normal fəaliyyəti üçün bu element və onun əmələ gətirdiyi üzvi birləşmələr son dərəcə vacib və zəruridir. Həqiqətən, zülal molekulları olmadan bədənin tək bir struktur hissəsini qurmaq mümkün deyil. Və DNT və RNT irsi məlumatın əsas daşıyıcıları və ötürücüləridir. Ümumiyyətlə, bütün bağlantılar mütləq mövcud olmalıdır.

Sənayedə fosforun istifadəsi

Fosforun və onun birləşmələrinin sənayedə istifadəsini bir neçə məqamda xarakterizə etmək olar.

1. Kibritlərin, partlayıcı birləşmələrin, yandırıcı bombaların, bəzi yanacaqların, sürtkü yağlarının istehsalında istifadə olunur.
2. Qaz absorber kimi və közərmə lampalarının istehsalında.
3. Metalları korroziyadan qorumaq üçün.
4. Kənd təsərrüfatında torpaq gübrəsi kimi.
5. Su yumşaldıcı kimi.
6. Müxtəlif maddələrin istehsalında kimyəvi sintezlərdə.

Canlı orqanizmlərin rolu diş minasının və sümüklərin əmələ gəlməsində iştiraka qədər azalır. Ana- və katabolizm reaksiyalarında iştirak, həmçinin hüceyrənin daxili mühitinin və bioloji mayelərin tamponlanmasını təmin etmək. DNT, RNT, fosfolipidlərin sintezində əsasdır.