Na2HPO4 + MgCl2 + NH4OH = MgNH4PO4↓ + 2NaCl + H2O

↑

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Доклад на тему

«Химические элементы. Фосфор.»

Подготовила студентка 1 курса

стоматологического факультета,

 группа 168,

Виноградова Екатерина Сергеевна

Преподаватель: Кадомцева А. В.

Содержание:

1. Введение

2. Аллотропные модификации фосфора

3. Химические свойства Фосфора

4. Применение фосфора и его соединений

5. История открытия элемента

6. Электронно-графическая структура

7. Биологическая роль

8. Дефицит фосфора

9. Избыток фосфора

10. Лекарственные препараты

11. Аналитические реакции

12. Литература

Введение

Фо́сфор (от др.-греч. φῶς — свет и φέρω — несу; φωσφόρος — светоносный; лат. Phosphorus) — химический элемент главной подгруппы пятой группы третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 15.Фосфор — один из распространённых элементов земной коры: его содержание составляет 0,08—0,09 % её массы. Концентрация в морской воде 0,07 мг/л. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Образует около 190 минералов. Элементарный фосфор при нормальных условиях существует в виде нескольких устойчивых аллотропических модификаций. Традиционно различают 3 его модификации: белый, красный, чёрный фосфор.

Аллотропные модификации фосфора

1. Белый фосфор –белое кристаллическое вещество со своеобразным запахом.

t_пл = 44 °С, t_кип = 280 °С. Существует в виде молекул Р₄.

Нерастворим в воде. Мягкий. Летучий. Легко воспламеняется (уже при 40 °С). Окисление на воздухе сопровождается свечением. ОЧЕНЬ ЯДОВИТ (даже через кожу)! Он способен аккумулироваться в организме и вызывать некроз костных тканей (особенно челюстей). Смертельная доза – 0,05…0,15 г.

Очень активен химически, поэтому его хранят под водой и в темноте.

Получается при быстром охлаждении паров красного фосфора.

2. Красный фосфор –красно-фиолетовое мелкокристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Не токсичен, не светится. Менее реакционноспособен. Воспламеняется только при температуре 210 °С. Обладает полимерной структурой Р_n.

Получается при длительном (50 ч) нагревании белого фосфора (»280 °С).

3. Черный фосфор –наиболее устойчивая форма элемента – черное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, и с полностью отсутствующей растворимостью в воде или органических растворителях. Поджечь черный фосфор можно, только предварительно сильно раскалив в атмосфере чистого кислорода до 400 °С. Черный фосфор проводит электрический ток и имеет свойства полупроводника. Температура плавления черного фосфора – 1000 °С под давлением 18·10⁵ Па. Воспламеняется при температуре 500 °С. Не ядовит, малоактивен.

Получается из белого фосфора при 220 °С и давлении 1,2 ГПа (13000 атм)

Химические свойства Фосфора

Конфигурация внешних электронов атома Фосфор 3s²3p³; в соединениях наиболее характерны степени окисления +5, +3, и -3. Подобно азоту, Фосфор в соединениях главным образом ковалентен. Ионных соединений, подобных фосфидам Na₃P, Са₃Р₂, очень мало. В отличие от азота, Фосфор обладает свободными 3d-орбиталями с довольно низкими энергиями, что приводит к возможности увеличения координационного числа и образованию донорно-акцепторных связей.

Фосфор химически активен, наибольшей активностью обладает белый Фосфор; красный и черный Фосфор в химических реакциях гораздо пассивнее. Окисление белого Фосфора происходит по механизму цепных реакций. Окисление Фосфора обычно сопровождается хемилюминесценцией. При горении Фосфора в избытке кислорода образуется оксид (V) Р₄O₁₀ (или Р₂О₅), при недостатке - в основном оксид (III) Р₄О₆ (или Р₂О₃). Спектроскопически доказано существование в парах P₄O₇, Р₄O₈, Р₂О₆, РО и других оксидов фосфора. Оксид Фосфора (V) получают в промышленного масштабах сжиганием элементарного Фосфора в избытке сухого воздуха. Последующая гидратация Р₄O₁₀ приводит к получению орто- (Н₃РО₄) и поли-(Н_n+2Р_nО_3n+1) фосфорных кислот. Кроме того, Фосфор образует фосфористую кислоту Н₃РО₃, фосфорноватую кислоту Н₄Р₂О₆ и фосфорноватистую кислоту Н₃РО₂, а также надкислоты: надфосфорную Н₄Р₂О₈ и мононадфосфорную Н₃РО₅. Широкое применение находят соли фосфорных кислот (фосфаты), в меньшей степени - фосфиты и гипофосфиты.

Фосфор непосредственно соединяется со всеми галогенами с выделением большого количества тепла и образованием тригалогенидов (РХ₃, где X - галоген), пентагалогенидов (РХ₅) и оксигалогенидов (например, РОХ₃). При сплавлении Фосфора с серой ниже 100 °С образуются твердые растворы на основе Фосфора и серы, а выше 100 °С происходит экзотермическая реакция образования кристалличических сульфидов P₄S₃, P₄S₅, P₄S₇, P₄S₁₀, из которых только P₄S₅ при нагревании выше 200 °С разлагается на P₄S₃ и P₄S₇, а остальные плавятся без разложения. Известны оксисульфиды фосфора: P₂O₃S₂, P₂O₂S₃, P₄O₄S₃, P₆O₁₀S₅ и P₄O₄S₃. Фосфор по сравнению с азотом менее способен к образованию соединений с водородом. Фосфористый водород фосфин РН₃ и дифосфин Р₂Н₄ могут быть получены только косвенным путем. Из соединений Фосфора с азотом известны нитриды PN, P₂N₃, P₃N₅ - твердые, химически устойчивые вещества, полученные при пропускании азота с парами Фосфора через электрическую дугу; полимерные фосфонитрилгалогениды - (PNX₂)_n(например, полифосфонитрилхлорид), полученные взаимодействием пентагалогенидов с аммиаком при различных условиях; амидоимидофосфаты - соединения, как правило, полимерные, содержащие наряду с Р-О-Р связями Р-NH-Р связи.

При температурах выше 2000°С Фосфор реагирует с углеродом с образованием карбида РС₃- вещества, не растворяющегося в обычных растворителях и не взаимодействующего ни с кислотами, ни со щелочами. При нагревании с металлами Фосфор образует фосфиды.

Применение фосфора и его соединений

Белый фосфор широкого применения не имеет, обычно его используют для образования дымовых завес, красный фосфор используют в производстве спичек, черный фосфор применяют очень редко.

Оксид фосфора (V) является осушителем газов и жидкостей, используется для производства фосфорной кислоты, применяется в производстве поверхностно-активных веществ, фосфатных стекол и др.

Фосфорная кислота применяется для получения фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов, синтетических моющих средств и водоумягчающих средств. В металлообрабатывающей промышленности фосфорная кислота применяется для фосфатирования поверхности металлов, в текстильной – для обработки и крашения шерсти, натуральных и синтетических волокон. Фосфорная кислота также используется в медицине и пищевой промышленности.

История открытия элемента

По некоторым литературным данным, способ получения Фосфора был известен еще арабским алхимикам 12 века. Но общепринятой датой открытия Фосфора считается 1669 год, когда X. Бранд (Германия) при прокаливании с песком сухого остатка от выпаривания мочи и последующей перегонкой без доступа воздуха получил светящееся в темноте вещество, названное сначала "холодным огнем", а позднее Фосфором от греч. phosphoros - светоносный. Вскоре способ получения Фосфора стал известен немецким химикам - И. Крафту, И. Кункелю; в 1682 году об этом способе было опубликовано. В 1743 году А. С. Маргграф разработал следующий способ получения Фосфора: смесь хлорида свинца с мочой выпаривалась досуха и нагревалась до прекращения выделения летучих продуктов; остаток смешивали с древесным углем в порошке и подвергали перегонке в глиняной реторте; пары Фосфора конденсировались в приемнике с водой. Наиболее простой метод получения Фосфора прокаливанием костяной золы с углем был предложен лишь в 1771 году К. Шееле. Элементарную природу Фосфора установил А. Лавуазье. Во 2-й половине 19 века возникло промышленное производство Фосфора из фосфоритов в ретортных печах; в начале 20 века они были заменены электрическими печами.

Электронно-графическая структура

Электронная формула, показывающая распределение электронов в атоме по энергетическим подуровням : ₁₅P 1s²2s²2p⁶3s²3p³. Она также показывает, что фосфор относится к элементам р-семейства, а также число валентных электронов — на внешнем энергетическом уровне находится 5 электронов (3s²3p³).

Биологическая роль

Фосфор (Р) – биохимический элемент, необходимый для нормального функционирования организма. Соединения фосфора и его производные присутствуют практически в каждой клетке тела и принимают участие во всех физиологических химических реакциях.

Фосфор относится к структурным (тканеобразующим) макроэлементам, его содержание в организме взрослого человека составляет около 700 г.
Большая часть фосфора (85-90%) находится в костях и зубах, остальное – в мягких тканях и жидкостях. Около 70% общего фосфора в плазме крови входит в органические фосфолипиды, около 30% - представлено неорганическими соединениями (10% соединения с белком, 5% комплексы с кальцием или магнием, остальное – анионы ортофосфата).

Функции в организме человека:

· Входит в состав нуклеиновых кислот, участвующих в процессах роста и деления клеток, хранения и использования генетической информации.

· В составе костей скелета содержится примерно 85% от всего фосфора, находящегося в организме.

· Обеспечивает нормальную и здоровую структуру десен и зубов.

· Существенно влияет на правильную работу почек и сердца.

· Принимает участие в процессах накопления и освобождения энергии в клетках.

· Задействован в передаче нервных импульсов.

· Способствует обмену жиров и крахмалов.

· Остатки фосфорной кислоты входят в состав буферной системы крови, регулируя ее значение рН.

· Фосфолипиды являются основным компонентом мембран всех клеток в организме человека.

· В организме фосфор содержится в виде соединений – липидов, неорганических фосфатов, нуклеотидов.

Содержание фосфора в организме способствует регулированию паратгормона, кальцитонина и витамина Д.

Дневная норма потребления

Мужчины

мг

Мужчины старше 60 лет

мг

Женщины

мг

Женщины старше 60 лет

мг

Беременные (2-я половина)

мг

Кормящие (1-6 мес.)

мг

Кормящие (7-12 мес.)

мг

Младенцы (0-3 мес.)

мг

Младенцы (4-6 мес.)

мг

Младенцы (7-12 мес.)

мг

Дети (1-3 года)

мг

Дети (3-7 лет)

мг

Дети (7-11 лет)

мг

Мальчики (11-14 лет)

мг

Девочки (11-14 лет)

мг

Юноши (14-18 лет)

мг

Девушки (14-18 лет)

мг

Наиболее важными источниками фосфора являются продукты с высоким содержанием белка (мясо, молоко, яйца и злаковые – составляют 60% всего потребляемого фосфора, еще 20% это злаковые и бобовые; 10% – фрукты и соки, 7% - напитки). Также важным источником фосфора является рыба. Следует отметить, что усвояемость фосфора из зерновых продуктов невысока в связи с большим содержанием фитиновых соединений.

Дефицит фосфора

Причины дефицита фосфора:

· период активного роста детей

· у женщин в период лактации (ежедневно с молоком выводится до 160 мг фосфора)

· недостаточное поступление с пищевыми продуктами (малое потребление белка)

· избыток соединений магния, кальция, алюминия

· различные хронические заболевания

· наркомания, алкоголизм

· болезни почек, щитовидной и паращитовидных желез

· искусственное вскармливание детей

Последствия дефицита фосфора:

• снижение внимания, слабость, повышенная утомляемость
• остеопороз, боли в мышцах
• нарушения функции печени
• угнетение иммунитета, иммунодефицитные состояния
• дистрофические изменения в миокарде
• кровоизлияния на коже и слизистых оболочках

· У новорожденных детей дефицит фосфора может привести к рахиту, это скорее всего связано с плохой усвояемостью и наблюдается чаще при искусственном вскармливании.

Избыток фосфора

Встречается редко - важно соблюдение оптимального соотношения фосфора с кальцием (1:1).
Чрезмерное количество фосфора особо опасно для детей в первые месяцы жизни, что может привести к нефропатии.

Причины избытка фосфора

• избыточное поступление фосфора (например, при чрезмерном потреблении белка)
• работа во вредных условиях труда

Последствия избытка фосфора

• отложение фосфора в различных тканях в виде фосфатов
• почечнокаменная болезнь
• патология печени
• расстройства желудочно-кишечного тракта
• кровотечения, кровоизлияния, анемия
• декальцинация костной ткани

Лекарственные препараты

Кальция глицерофосфат

Применяют как общеукрепляющее, тонизирующее средство при переутомлении, истощении, рахите. Основное действие его связано с усилением анаболических процессов.

Кислота клодроновая (бонефос, синдронат) подавляет резорбцию костей в метастазах, уменьшает активность остеокластов, вызывает повреждения их строения, уменьшение размера, количества.

Показания: остеолиз при злокачественных опухолях (метастазах) костей, гиперкальциемия, которая наблюдается при опухолях.

Аналитические реакции

Аналитическое определение фосфора (аниона HPO₄^2-):

· Для открытия фосфат-ионов используют магнезиальную смесь
(смесь MgCI2, NH4CI и NH4OH). С фосфат-ионами она образует
белый кристаллический осадок MgNH4PO4·6H2O, растворимый в
HCI и CH3COOH, но нерастворимый в водном аммиаке:

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры