Оксид фосфора(V). Ортофосфорная кислота и ее соли. Минеральные удобрения

Цели урока: знать строение, свойства и применение соединений фосфора; знать классификацию минеральных удобрений, условия их хранения, рационального использования, время внесения и особенности их влияния на растения.

Ход урока

1. Организационный момент урока.

2. Изучение нового материала.

Оксид фосфора (V) – фосфорный ангидрид

Физические свойства: Оксид фосфора (V) Р2О5 — белый гигроскопичный порошок (поглощает воду), следует хранить в плотно закрытых сосудах.

Получение: Получается при горении фосфора в избытке воздуха или кислорода

4P + 5O2 = 2P2O5

Применение: Оксид фосфора (V) очень энергично соединяется с водой, а также отнимает воду от других соединений. Применяется как осушитель газов и жидкостей.

Химические свойства: Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид, взаимодействует, подобно другим кислотным оксидам с водой, основными оксидами и основаниями.

Фосфорный ангидрид особым образом взаимодействует с водой, взаимодействуя с водой при обычных условиях (без нагревания), образует в первую очередь метафосфорную кислоту НРО3:

P2O5 + H2O = HPO3

при нагревании образуется ортофосфорная кислота H3PO4:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (t°C)

При нагревании H3PO4 можно получить пирофосфорную кислоту H4P2O7:

2H3PO4 = H2O + H4P2O7 (t°C)

Ортофосфорная кислота

Наибольшее практическое значение имеет ортофосфорная кислота Н3РO4.

Строение молекулы: В молекуле фосфорной кислоты атомы водорода соединены с атомами кислорода:

Физические свойства: Фосфорная кислота представляет собой бесцветное, гигроскопичное твердое вещество, хорошо растворимое в воде.

Получение:

1) Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой при нагревании:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 (t°C)

2) Взаимодействие природной соли – ортофосфата кальция с серной кислотой при нагревании:

Сa3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4 (t°C)

3) При взаимодействии фосфора с концентрированной азотной кислотой

3P + 5HNO3+ 2H2O = 3H3PO4+ 5NO

Химические свойства:

Свойства, общие с другими кислотами

Специфические свойства

1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов на красный: Ортофосфорная кислота диссоциирует ступенчато: H3PO4 ↔ H+ + H2PO4-(дигидроортофосфат-ион) H2PO4- ↔ H+ + HPO42-(гидроортофосфат-ион) HPO42- ↔ H+ + PO43-(ортофосфат-ион) 2. Взаимодействует с металлами в ряду активности до (Н2): металл+ H3PO4=соль+Н2↑ 3. Взаимодействует с основными оксидами: оксид металла + H3PO4 = соль + Н2О 4. Взаимодействует с основаниями Ме(ОН)n: основание + H3PO4 = соль + Н2О если кислота в избытке, то образуется кислая соль: H3PO4(изб) + NaOH = NaH2PO4+ H2O или H3PO4(изб) + 2NaOH =Na2HPO4 + 2H2O 5. Реагирует с аммиаком (по донорно-акцепторному механизму), если в избытке кислота, образуются кислые соли: H3PO4 + NH3 = NH3H2PO4 H3PO4 + 2NH3 = (NH3)2HPO4 H3PO4 + 3NH3 = (NH3)3PO4 6. Реагирует с солями слабых кислот: 2H3PO4+3Na2CO3 = 2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2↑

1. При нагревании ортофосфорная кислота постепенно превращается в метафосфорную кислоту: 2H3PO4 (t˚C) → H2O + H4P2O7 H4P2O7 (t˚C)→ H2O + 2HPO3 2. Качественная реакция наPO43- - фосфат ион. Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра — образуетсяжёлтый осадок: Н3РО4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓+ 3HNO3 3. Играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав АТФ. При разложении АТФ выделяется большое количество энергии, что очень важно для живых организмов.

Применение:

В основном для производства минеральных удобрений.

А также, используется при пайке, для очищения от ржавчины металлических поверхностей. Также применяется в составе фреонов, в промышленных морозильных установках как связующее вещество. Ортофосфорная кислота зарегистрирована в качестве пищевой добавки E338. Применяется как регулятор кислотности в газированных напитках.

3. Закрепление изученного материала

№ 1. Составьте уравнения реакций оксида фосфора (V) с

1. Na2O;

2. NaOH;

3. H2O при нагревании;

4. H2O без нагревания.

Для 2 реакции запишите полное и краткое ионное уравнение.

№ 2. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций ортофосфорной кислоты с:

1. калием;

2. оксидом калия;

3. гидроксидом калия;

4. сульфитом калия.

№ 3. Осуществите превращения по схеме:

Сa3(PO4)2 → P → PH3 → P2O5 → H3PO4 → Ca3(PO4)2

Назовите вещества.

№ 4. Вычислите (в %), какое из фосфорных удобрений: двойной суперфосфат или преципитат богаче фосфором? Химические формулы удобрений найдите в схеме самостоятельно.

4. Домашнее задание.

П. 22-23, упр. 6-10 на стр. 69. Анализ таблицы 20.