Phosphoroxid (v) -Struktur, Eigenschaften, Gewinnung, Verwendung, Risiken

Das Phosphoroxid (v) Es ist ein anorganischer Feststoff, der aus Phosphor (P) und Sauerstoff (O) gebildet wird. Seine empirische Formel lautet P._zweiODER₅, während seine korrekte Summenformel P ist₄ODER₁₀. Es ist ein sehr hygroskopischer weißer Feststoff, das heißt, er kann sehr leicht Wasser aus der Luft aufnehmen und reagiert sofort damit. Die Reaktion kann gefährlich sein, da sie einen schnellen Temperaturanstieg verursacht.

Seine hohe Neigung, Wasser zu absorbieren, hat dazu geführt, dass es als Trockenmittel in chemischen Labors sowie als Dehydrator einiger Verbindungen verwendet wird, dh um Wasser aus seinen Molekülen zu entfernen..

Phosphoroxid (v) wird auch verwendet, um die Bindungsreaktionen verschiedener Kohlenwasserstoffmoleküle zu beschleunigen, eine Reaktion, die als Kondensation bezeichnet wird. Darüber hinaus können bestimmte organische Säuren in Ester umgewandelt werden.

Es wurde zum Beispiel verwendet, um Benzin zu raffinieren, um Phosphorsäure H herzustellen₃PO₄, Verbindungen zu erhalten, die dazu dienen, das Feuer zu verzögern, unter anderem Glas für Vakuumanwendungen herzustellen.

Phosphoroxid (v) sollte in dicht verschlossenen Behältern aufbewahrt werden, um zu verhindern, dass es mit Luftfeuchtigkeit in Kontakt kommt. Es ist ätzend und kann Augen, Haut und Schleimhäute schädigen..

Artikelverzeichnis

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 Eigenschaften
  • 3.1 Physikalischer Zustand
  • 3.2 Molekulargewicht
  • 3.3 Schmelzpunkt
  • 3.4 Sublimationstemperatur
  • 3.5 Dichte
  • 3.6 Löslichkeit
  • 3.7 Chemische Eigenschaften
  • 3.8 Andere Eigenschaften
• 4 Erhalten
  • 4.1 Präsenz in der Natur
• 5 Verwendungen
  • 5.1 Als Dehydratisierungs- und Trocknungsmittel
  • 5.2 In organischen chemischen Reaktionen
  • 5.3 Bei der Kraftstoffraffinierung
  • 5.4 In verschiedenen Anwendungen
• 6 Risiken
• 7 Referenzen

Struktur

Phosphoroxid (v) besteht aus Phosphor (P) und Sauerstoff (O), wobei Phosphor eine Wertigkeit von +5 und Sauerstoff -2 hat. Das Phosphoroxidmolekül (v) hat vier Phosphor- und zehn Sauerstoffatome und deshalb lautet seine korrekte Molekülformel P.₄ODER₁₀.

Es liegt in drei kristallinen Formen vor, als amorphes Pulver und in glasartiger Form (als Glas). In der hexagonalen kristallinen Form befindet sich jedes der Phosphoratome an den Eckpunkten eines Tetraeders..

Nomenklatur

- Phosphoroxid (v)

- Phosphorpentoxid

- Diphosphoriges Pentoxid

- Phosphorpentoxid

- Phosphorsäureanhydrid

- Tetraphosphor-Decaoxid

Eigenschaften

Körperlicher Status

Kristalliner weißer Feststoff. Die häufigste Form ist die von hexagonalen Kristallen.

Molekulargewicht

283,89 g / mol

Schmelzpunkt

562 ºC

Sublimationstemperatur

360 ºC bei 1 Atmosphärendruck. Dies bedeutet, dass es bei dieser Temperatur von fest zu gasförmig geht, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen.

Dichte

2,30 g / cm³

Löslichkeit

Sehr gut wasserlöslich. Löslich in Schwefelsäure. Unlöslich in Aceton und Ammoniak.

Chemische Eigenschaften

Phosphoroxid (v) absorbiert und reagiert extrem schnell mit Wasser in der Luft unter Bildung von Phosphorsäure H.₃PO₄. Diese Reaktion ist exotherm, was bedeutet, dass während der Reaktion Wärme erzeugt wird..

Die Reaktion von P.₄ODER₁₀ mit Wasser entsteht ein Gemisch von Phosphorsäuren, deren Zusammensetzung von der Wassermenge und den Bedingungen abhängt.

Die Reaktion mit Alkoholen führt in Abhängigkeit von den Versuchsbedingungen zur Bildung von Estern der Phosphorsäure oder der Polymersäure..

P.₄ODER₁₀ + 6 ROH → 2 (RO)_zweiPO.OH + 2 RO.PO (OH)_zwei

Mit basischen Oxiden bildet es feste Phosphate.

Es ist ätzend. Kann gefährlich mit Ameisensäure und anorganischen Basen wie Natriumhydroxid (NaOH), Calciumoxid (CaO) oder Natriumcarbonat Na reagieren_zweiCO₃.

Wenn Sie eine Lösung von Perchlorsäure HClO gießen₄ und Chloroform CHCl₃ in Phosphoroxid (v) P.₄ODER₁₀ es kommt zu einer heftigen Explosion.

Andere Eigenschaften

Es ist nicht brennbar. Es fördert nicht die Verbrennung. Die Reaktion mit Wasser ist jedoch so heftig und exotherm, dass Brandgefahr besteht..

Erhalten

Es kann durch direkte Oxidation von Phosphor in einem trockenen Luftstrom hergestellt werden. Phosphor oxidiert bei Kontakt mit überschüssigem Sauerstoff unter Bildung von Phosphoroxid (v).

P.₄ + 5 O._zwei → P.₄ODER₁₀

Präsenz in der Natur

Phosphor (v) oxid ist in Mineralien wie Ilmenit, Rutil und Zirkon enthalten.

Ilmenit ist ein Mineral, das Eisen und Titan enthält und manchmal Phosphor (v) oxid in Konzentrationen enthält, die zwischen 0,04 und 0,33 Gew .-% variieren. Rutil ist ein Titanoxidmineral und kann etwa 0,02 Gew .-% P enthalten_zweiODER₅.

Zirkonsande (ein Mineral des Elements Zirkonium) haben Phosphoroxid (v) in 0,05 bis 0,39 Gew .-%.

Anwendungen

Als Dehydratisierungs- und Trocknungsmittel

Aufgrund seiner großen Gier nach Wasser ist es eines der bekanntesten Dehydratisierungsmittel und bei Temperaturen unter 100 ° C sehr wirksam..

Es kann Wasser aus Substanzen extrahieren, die selbst als Dehydratisierungsmittel gelten. Zum Beispiel können Sie Wasser aus Schwefelsäure H entfernen_zweiSW₄ es in SO verwandeln₃ und Salpetersäure HNO₃ es in N verwandeln_zweiODER₅.

Grundsätzlich kann es alle Flüssigkeiten und Gase trocknen, mit denen es nicht reagiert, sodass Feuchtigkeitsspuren aus Vakuumsystemen entfernt werden können.

In organischen chemischen Reaktionen

Phosphoroxid (v) dient zum Schließen von Ringen organischer Verbindungen und anderer Kondensationsreaktionen.

Es ermöglicht die Veresterung organischer Säuren mit der Möglichkeit, zwischen primären aliphatischen Carbonsäuren (Kohlenstoffkette ohne Ringe mit der -COOH-Gruppe an einem Ende) und aromatischen Säuren (-COOH-Gruppe am Benzolring) zu unterscheiden, da letztere nicht reagieren.

Es dient auch dazu, ein Molekül von H zu entfernen_zweiO der Amide R (C = O) NH_zwei und wandelt sie in R-CN-Nitrile um. Darüber hinaus katalysiert oder beschleunigt es die Oxygenierungs-, Dehydrierungs- und Polymerisationsreaktionen von Bitumen.

Bei der Kraftstoffraffinierung

Seit den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts zeigten bestimmte Studien, dass Phosphor (v) oxid eine raffinierende Wirkung auf Benzin ausübte und dessen Oktanzahl erhöhte.

Die Verfeinerungswirkung von P.₄ODER₁₀ Es ist hauptsächlich auf Kondensationsreaktionen (Vereinigung verschiedener Moleküle) und nicht auf Polymerisation (Vereinigung gleicher Moleküle) zurückzuführen..

Die p₄ODER₁₀ beschleunigt die direkte Alkylierung aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Olefinen, die Umwandlung von Olefinen zu Naphthenen und deren teilweise Polymerisation. Die Alkylierungsreaktion erhöht die Oktanzahl von Benzin.

Auf diese Weise wird ein hochwertiges raffiniertes Benzin erhalten.

In verschiedenen Anwendungen

Phosphoroxid (v) wird verwendet, um:

- Bereiten Sie Phosphorsäure H vor₃PO₄

- Erhalten Sie Acrylatester und Tenside

- Bereiten Sie Phosphatester vor, die als Flammschutzmittel, Lösungsmittel und Verdünnungsmittel verwendet werden

- Umwandlung von Phosphortrichlorid zu Phosphoroxychlorid

- Laborreagenz

- Stellen Sie Spezialglas für Vakuumröhren her

- Erhöhen Sie den Schmelzpunkt von Asphalt

- Als Standardmolekül bei der Bestimmung von Phosphor oder Phosphaten in Phosphatgestein, Düngemitteln und Portlandzement in Form von P dienen_zweiODER₅

- Verbessern Sie die Bindungen zwischen bestimmten Polymeren und der Elfenbeinschicht der Zähne

Risiken

Phosphor (v) oxid sollte in verschlossenen Behältern und an kühlen, trockenen und gut belüfteten Orten aufbewahrt werden.

Dies dient dazu, zu verhindern, dass es mit Wasser in Kontakt kommt, da es heftig mit Wasser reagieren und viel Wärme erzeugen kann, bis brennbare Materialien in der Nähe verbrannt werden..

Phosphor (v) oxidstaub reizt die Augen und die Atemwege und wirkt ätzend auf die Haut. Kann Augenverbrennungen verursachen. Verschlucken verursacht tödliche innere Verbrennungen.

Verweise

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