Презентация по теме "Фосфор"

Фосфор и его соединения

Повторение пройденной темы

1. Написать взаимодействие концентрированной азотной кислоты с медью.
2. Написать взаимодействие разбавленной азотной кислоты с медью.

3)  Согласны ли вы со следующими утверждениями.
1.Азотная кислота является сильным окислителем
2. Азотная кислота взаимодействует только с растворимыми основаниями.   
3.Азотная кислота разлагается на свету.
4.Соли азотной кислоты называются нитритами.
5.  Азотная кислота взаимодействует только с металлами стоящими в ряду активности до водорода .
6.   Селитры – это азотные удобрения.
7. Нитраты, содержащиеся в овощах и фруктах наносят вред организму человека.
8.При взаимодействии азотной кислоты с металлами водород не выделяется.  

Чудовище лежало перед нами…
Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, подняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.
- Фосфор, – сказал я».

Цели урока:
Рассмотреть особенности строения атома фосфора, его свойства,аллотропные видоизменения элемента;
Дать сведения о значении фосфора для живой природы;
Развить у школьников способности к самостоятельному мышлению

Я светоносный элемент.
Я спичку вам зажгу в момент.
Сожгут меня – и под водой
Оксид мой станет кислотой.

История открытия

Считается, что фосфор открыл в 1669 году алхимик из Гамбурга Хеннинг Бранд. Он был разорившимся купцом и пытался разбогатеть с помощью алхимии.
Предполагая, что физиологические продукты могут содержать «первичную материю», которая считалась основой философского камня, Бранд заинтересовался человеческой мочей.

История открытия

Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм и выпаривал ее до образования сиропообразной жидкости. Эту жидкость он вновь дистиллировал и получил тяжелое красное «уринное   масло», которое перегонялось с образованием твердого остатка. Нагревая последний, без доступа воздуха, он заметил образование белого дыма, оседавшего на стенках сосуда и ярко светившего в темноте.
Бранд назвал полученное им вещество фосфором, что в переводе с греческого означает «светоносец».

И лишь 1777 году К.В. Шееле разработал способ получения фосфора из рогов и костей животных.

+1, +3, +5, -3

Природные соединения

Из-за большой химической активности встречается в природе только в виде соединений.

Важнейшими минералами фосфора являются:

Природные соединения

Залежи фосфоритов находятся в районе гор Каратау.

Нахождение в природе

Фосфор входит в состав всех живых организмов. А именно он встречается в соединениях:

1. Белковых веществ, содержащихся в генеративных органах растений;
2. Нервной и костной тканей организмов животных и человека;
3. Мозговых клеток.

Реакция организма на недостаток и избыток фосфора

Недостаток фосфора
Развивается заболевание рахит, снижается умственная и мышечная деятельность.

Избыток фосфора
Развивается мочекаменная болезнь, соединения фосфора высоко токсичны (летальная доза 60 мг.).

Получение

Фосфор производят в электрических печах, восстанавливая апатит углем в присутствии кремнезема:

Ca3(PO4)2+3SiO2+5C=3CaSiO3+5CO+P2

Пары фосфора при этой температуре почти полностью состоят из молекул Р2, которые при охлаждении конденсируются в молекулы Р4.

Печь для добывания фосфора

Аллотропные модификации фосфора

Физические свойства

Элементарный фосфор в обычных условиях представляет собой несколько устойчивых аллотропических модификаций; вопрос аллотропии фосфора сложен и до конца не решён. Обычно выделяют четыре модификации простого вещества — белый, красный, черный и металлический фосфор.

Аллотропные модификации

Горение белого фосфора

Белый фосфор окисляется кислородом уже при обычных условиях, а в тонкоизмельченном состоянии самовоспламеняется, поэтому его хранят под водой. Окисление фосфора сопровождается свечением. Химическая энергия непосредственно превращается в световую.

Хранение белого фосфора

Химические свойства

В химических реакциях проявляет окислительно-восстановительную двойственность.
Как окислитель взаимодействует со многими металлами, образуя фосфиды.
Фосфор непосредственно с водородом не реагирует, фосфин получают косвенным путем.
Как восстановитель взаимодействует с более электроотрицательными неметаллами.
При недостатке кислорода или при комнатной температуре окисляется до оксида фосфора (III).
При сгорании фосфора в кислороде или на воздухе образуется оксид фосфора (V).

Химические свойства

При длительном нагревании белого фосфора без доступа воздуха он желтеет и постепенно превращается в красный фосфор. При нагревании красного фосфора в тех же условиях он превращается в пар, при конденсации которого образуется белый фосфор.
Фосфор проявляет окислительные и восстановительные свойства.
Фосфор – окислитель:
2Р + 3Mg = Mg3P2
Получение фосфина:
Mg3P2+HCl=MgCl2+PH3
Фосфор – восстановитель:
3Сl2 + 2P = 2PCl3 PСl3 + Cl2 = PCl5

5О2 (изб.) + 4Р = 2Р2О5
3О2 (недост.) + 4Р = 2Р2О3

Оксид фосфора (V)

Р2О5 – белый порошок, очень гигроскопичен (самый эффективный осушитель).
Является типичным кислотным оксидом.
Взаимодействует с основаниями и основными оксидами.
Оксиду фосфора (V) соответствует ортофосфорная кислота.

Химические свойства P2O5

Проявляет свойства кислотного оксида.

1) реагирует с водой:
P2O5 + H2O 2HPO3
P2O5 + 3H2O t 2H3PO4
2) реагирует с основными оксидами:
P2O5 + 3К2O 2К3РО4
3) реагирует с основаниями:
P2O5 + 6NaOH 2Na3РО4 + 3H2O

Ортофосфорная кислота

Получение.

Р2O5 + 3H2O=2H3PO4

Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой при нагревании.

Этим способом получают чистую фосфорную кислоту, которую используют в пищевой промышленности как добавку к безалкогольным напиткам.

Ортофосфорная кислота

Получение.

Ca3(PO4)2+3H2SO4=3CaSO4+2H3PO4

Вытеснение природных фосфатов более сильной кислотой при нагревании.
Фосфорная кислота, полученная переработкой природных фосфатов, идёт на производство минеральных удобрений.

Ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота –
кристаллическое,
нелетучее,
твердое,
бесцветное вещество.

Смешивается с водой в любых отношениях.
Проявляет все свойства кислот.
Не является сильной в водном растворе.

Как трехосновная кислота, диссоциирует ступенчато.
Н3РО4 ↔ Н+ + Н2РО4― (дигидрофосфат-ион)
Н2РО4― ↔ Н+ + НРО42―(гидрофосфат-ион)
НРО42― ↔ Н+ + РО42―(фосфат-ион)

Фосфаты почти всех металлов в воде не растворимы.
Дигидрофосфаты всех металлов хорошо растворимы в воде.
Гидрофосфаты по растворимости занимают промежуточное положение.
Все нерастворимые в воде фосфаты растворяются

Круговорот фосфора в природе

Применение фосфора

Около 80%  от всего производства белого фосфора идет на синтез чистой ортофосфорной кислоты. Она используется для получения полифосфатов натрия (их применяют для снижения жесткости питьевой воды) и пищевых фосфатов. Оставшаяся часть белого фосфора расходуется для создания дымообразующих веществ и зажигательных смесей.

Применение фосфора: спички

Первые фосфорные спички – с головкой из белого фосфора – были созданы лишь 1827 г. Такие спички загорались при трении о любую поверхность, что нередко приводило к пожарам. Кроме того, белый фосфор очень ядовит. Описаны случаи отравления фосфорными спичками как из-за неосторожного обращения, так и с целью самоубийства: для этого достаточно было съесть несколько спичечных головок. Вот почему на смену фосфорным спичкам пришли безопасные, которые верно служат нам и по сей день. Промышленное производство безопасных спичек началось в Швеции в 60-х гг. XIX века.

Применение фосфора: спички

Зажигательная поверхность спичечного коробка покрыта смесью красного фосфора и порошка стекла. В состав спичечной головки входят окислители (PbO2, KСlO3, BaCrO4) и восстановители (S, Sb2S3). При трении от зажигательной поверхности смесь, нанесенная на спичку, воспламеняется.

Применение фосфора

Немало ортофосфорной кислоты потребляет пищевая промышленность. Дело в том, что на вкус разбавленная ортофосфорная кислота очень приятна и небольшие ее добавки в мармелады, лимонады и сиропы заметно улучшают их вкусовые качества. Этим же свойством обладают и некоторые соли фосфорной кислоты. Гидрофосфаты кальция, например, с давних пор входят в хлебопекарные порошки, улучшая вкус булочек и хлеба.

Применение фосфора

Интересны и другие применения ортофосфорной кислоты в промышленности. Например, было замечено, что пропитка древесины самой кислотой и ее солями делают дерево негорючим. На этой основе сейчас производят огнезащитные краски, негорючие фосфодревесные плиты, негорючий фосфатный пенопласт и другие строительные материалы.

Простой суперфосфат
Ca (H2 PO4)2 · CaSO4 (20% P2O5)
Двойной суперфосфат
Ca (H2 PO4)2 (40-50% P2O5)
Аммофосы
NH4H2 PO4
(NH4)2H PO4
Фосфоритная мука