Формула гидроксида фосфора

Определение и формула гидроксида фосфора

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Гидроксид фосфора — это сложное химическое соединение, неорганические кислоты фосфора в различных степенях окисления.

Существует несколько кислот, в которых фосфор проявляет различные степени окисления.

Фосфорноватистая кислота

Химическая формула – $H(PH_2O_2)$

Молярная масса равна $66,00$ г/моль.

Сильный восстановитель, и соответственно слабый окислитель.

Физические свойства – белое или бесцветное кристаллическое вещество.

Хорошо растворяется в воде.

Химические свойства

Как типичная кислота реагирует с щелочами с образованием солей:
$H(PH_2O_2) + NaOH = Na(PH_2O_2) + H_2O$
Вступает в окислительно-восстановительное взаимодействие с оксидом мышьяка:
$3H(PH_2O_2) + As_2O_3 = 2As + 3H_2(PHO_3)$
При нагревании распадается на ортофосфорную кислоту и фосфин:
$2H(PH_2O_2) = H_3PO_4 + PH_3$

Получение

Данную кислоту можно получить при взаимодействии фосфина с водой и иодом:

$PH_3 + 2H_2O + 2I_2 = H(PH_2O_2) + 4HI$

Фосфористая кислота

Формула – $H_2(PHO_3)$

Молярная масса равна $82,00$ г/моль.

Физические свойства – белые или бесцветные кристаллы.

Разлагается при нагревании.

Очень хорошо растворяется в воде.

Химические свойства

При температуре $170^{\circ} \text{C}$ разлагается на ортофосфорную кислоту и фосфин:
$4H_2(PHO_3) = 3H_3PO_4 + PH_3$
Вступает в реакции окисления-восстановления:
$H_2(PHO_3) + 2AgNO_3 + H_2O = 2Ag \downarrow + H_3PO_4 + 2HNO_3$
Вступает в реакции обмена с гидроксидом натрия:
$H_2(PHO_3) + 2NaOH = Na_2(PHO_3) + 2H_2O$

Получение

Один из способов получения фосфористой кислоты основан на взаимодействии фосфина с концентрированной серной кислотой:

$PH_3 + 3H_2SO_4 = H_2(PHO_3) + 3SO_2 \uparrow + 3H_2O$

Метафосфорная кислота

Формула – $HPO_3$

Молярная масса равна $79,98$ г/моль.

Физические свойства – аморфное (стекловидное) вещество белого цвета, гигроскопичная.

Сублимируется при сильном нагревании.

Слабая одноосновная кислота.

Хорошо растворяется в воде.

Химические свойства

Метафосфорная кислота растворяется в воде с образованием ортофосфорной кислоты:
$HPO_3 + H_2O = H_3PO_4$
Взаимодействует с $NaOH$ с образованием солей различного состава в зависимости от условий:
$HPO_3 + NaOH = NaPO_3 + H_2O$

Ортофосфорная кислота

Формула – $H_3PO_4$

Молярная масса равна $97,99$ г/моль.

Физические свойства – бесцветное гигроскопичное кристаллическое вещество.

Кислота средней силы.

Хорошо растворяется в воде.

Химические свойства

Реагирует с щелочами, проявляя кислотные свойства:
$H_3PO_4 + 3KOH = K_3PO_4 + 3H_2O$
При взаимодействии с металлом он вытесняет водород из фосфорной кислоты:
$2H_3PO_4 + 3Mg = Mg_3(PO_4)_2 \downarrow + 3H_2 \uparrow$
Вступает в реакции обмена с солями:
$H_3PO_4 + 3AgNO_3 = Ag_3PO_4 \downarrow + 3HNO_3$

Получение

Один из способов получения фосфорной кислоты основан взаимодействии пентахлорида фосфора с водой:

$PCl_5 + 4H_2O = H_3PO_4 + 5HCl$

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Найти массу ортофосфорной кислоты, которая может быть получена из $1000$ г апатита, содержащего $62 \%$ фосфата кальция.

Решение

Запишем уравнения химических реакций, сопровождающих процесс:

$2Ca_3(PO_4)_2 + 10C + 6SiO_2 = 4P + 10CO + 6CaSiO_3$

$4P + 5O_2 = P_4O_{10}$

$P_4O_{10} + 6H_2O = 4H_3PO_4$

Весь фосфор, входящий в состав апатита, идет на образование ортофосфорной кислоты. Согласно уравнениям химических реакций, из 1 моль $Ca_3(PO_4)_2$ образуется 2 моль фосфорной кислоты.