Фосфор и его соединения
|
|до водорода: |[pic] |
|[pic] |желтый |
|3. Реагирует с основными оксидами: |осадок |
|[pic] |[pic] |
|4. Реагирует с основаниями и |3. Ортофосфорная кислота играет |
|аммиаком; если кислота взята в |большую роль в жизнедеятельности |
|избытке, то образуются кислые соли: |животных и растений. Ее остатки |
|[pic] |входят в состав |
|[pic] |аденозинтрифосфорной кислоты АТФ. |
|гидрофосфат натрия |При разложении АТФ выделяется |
| |большое количество энергии. |
|[pic] | |
|дигидрофосфат натрия | |
| | |
|[pic] | |
|5. Реагирует с солями слабых кислот:| |
| | |
|[pic] | |
Ортофосфаты. Ортофосфорная кислота образует три ряда солей. Если
обозначить атомы металлов буквами Me, то можно изобразить в общем виде
состав ее солей (табл.3).
Таблица 3
Химические формулы ортофосфатов, содержащих металлы
|одновалентные |двухвалентные |трехвалентные |
| |Ортофосфаты |Ме3РО4 |
|Ме3РО4 |Ме3(РО4)2 | |
| |Гидроортофосфаты | |
|Ме2НРО4 |МеНРО4 |Ме2(НРО4)3 |
| |Дигидроортофосфаты | |
|МеН2РО4 |Ме(Н2РО4)2 |Ме(Н2РО4)3 |
Вместо одновалентного металла в состав молекул ортофосфатов может
входить группа аммония: (NH4)3PO4 - ортофосфат аммония;
(NH4)2HPO4—гидроортофосфат аммония; NH4H2PO4 – дигидро-ортофосфат
аммония.
Ортофосфаты и гидроортофосфаты кальция и аммония широко используют в
качестве удобрений, ортофосфат и гидроортофосфат натрия — для осаждения из
воды солей кальция.
Фосфор в организме человека
В теле человека массой 70 кг. Содержится около 780 г. фосфора. В виде
фосфатов кальция фосфор присутствует в костях человека и животных. Входит
он и в состав белков, фосфолипидов, нуклеиновых кислот; соединения фосфора
участвуют в энергетическом обмене (аденизинтрифосфорная кислота, АТФ).
Ежедневная потребность человеческого организма в фосфоре составляет 1,2 г.
Основное его количество мы потребляем с молоком и хлебом (в 100 г. хлеба
содержится примерно 200 мг. фосфора). Наиболее богаты фосфором рыба, фасоль
и некоторые виды сыра.
Интересно, что для правильного питания необходимо соблюдать баланс
между количеством потребляемого фосфора и кальцием: оптимальное соотношение
в этих элементах пищи составляет 1,5(1. Избыток богатой фосфором пищи
приводит к вымыванию кальция из костей, а при избытке кальция развивается
мочекаменная болезнь.
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:
[pic]
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.
Фосфорные удобрения
Минеральные удобрения – источник различных питательных элементов для
растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора и калия, а затем
кальция, магния, серы, железа.
Фосфор входит в состав многих органических соединений в растениях.
Фосфорное питание регулирует рост и развитие растений.
Сырьем для производства фосфорных удобрений, фосфора и всех фосфорных
соединений служат апатитовые и фосфоритовые руды. Состав апатитов чаще
всего выражается формулой Са5(РО4)3F (фторапатит). Фосфориты отличаются от
фторапатитов тем, что в них вместо ионов F- содержатся ионы ОН- или [pic].
Фосфориты обычно содержат больше примесей, чем фторапатит.
В дореволюционной России были известны и разрабатывались лишь
маломощные месторождения фосфоритов низкого качества. Поэтому событием
огромного народнохозяйственного значения было открытие в 20-х годах
месторождения апатита на Кольском полуострове в Хибинах. Здесь построена
крупная обогатительная фабрика, которая разделяет добываемую горную породу
на концентрат с высоким содержанием фосфора и примеси – «нефелиновые
хвосты», используемые для производства алюминия, соды, поташа и цемента.
Мощные месторождения фосфоритов открыты в Южном Казахстане, в горах
Каратау.
Самое дешевое фосфорное удобрение – это тонко измельченный фосфорит –
фосфоритная мука. Фосфор содержится в ней в виде нерастворимого в воде
фосфата кальция Са3(РО4)2. Поэтому фосфориты усваиваются не всеми
растениями и не на всех почвах. Основную массу добываемых фосфорных руд
перерабатывают химическими методами в вещества, доступные всем растениям на
любой почве. Это водорастворимые фосфаты кальция:
Двойной суперфосфат (цвет и внешний вид сходен с простым суперфосфатом
– серый мелкозернистый порошок).
Получается при действии на природный фосфат фосфорной кислоты:
[pic]
По сравнению с простым суперфосфатом он не содержит СаSО4 и является
значительно концентрированным удобрением (содержит до 50% Р2О5).
Преципитат – содержит 35-40% Р2О5.
Получается при нейтрализации фосфорной кислоты раствором гидроксида
кальция:
[pic]
Применяется на кислых почвах.
Аммофос – сложное удобрение, содержащее азот (до 15% N) и фосфор (до
58% Р2О5) в виде NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4. Получается при нейтрализации
фосфорной кислоты аммиаком.
Раньше в течение более 100 лет в качестве фосфорного удобрения широко
использовали так называемый простой суперфосфат, который образуется при
действии серной кислоты на природный фосфат кальция:
[pic]
В этом случае в реакцию с фосфатом кальция вступает относительно меньше
серной кислоты, чем при получении из него фосфорной кислоты. Получается
смесь дигидрофосфата кальция и сульфата кальция. Это удобрение с массовой
долей Р2О5 не выше 20%. Сейчас простой суперфосфат производится в
сравнительно небольших масштабах на ранее построенных заводах.
Примеры фосфорных удобрений даны в табл.4.
Таблица 4
Удобрения, содержащие фосфор
|Название удобрения |Химический состав |
|Простые |
|Суперфосфат двойной |[pic] |
|Суперфосфат простой |[pic] |
|Фосфоритная мука |[pic] |
|Костяная мука |[pic] |
|Преципитат |[pic] |
|Шлак мартеновский печей|Сложный состав. Содержит P,Ca, Si, C, Fe и др. |
| |элементы |
|Комплексные |
|Аммофос |[pic] |
|Аммофоска |[pic] |
|Нитроаммофос |[pic] |
Заключение
1. Значение фосфора
Фосфорная кислота имеет большое значение как один из важнейших
компонентов питания растений. Фосфор используется растениями для построения
своих самых жизненно важных частей - семян и плодов.
Производные ортофосфорной кислоты очень нужны не только растениям, но и
животным. Кости, зубы, панцири, когти, иглы, шипы у большинства живых
организмов состоят, в основном, из ортофосфата кальция. Кроме того,
ортофосфорная кислота, образуя различные соединения с органическими
веществами, активно участвуют в процессах обмена веществ живого организма с
окружающей средой. В результате этого производные фосфора содержатся в
костях, мозге, крови, в мышечных и соединительных тканях организмов
человека и животных. Особенно много ортофосфорной кислоты в составе нервных
(мозговых) клеток, что позволило А.Е. Ферсману[1], известному геохимику,
назвать фосфор "элементом мысли". Весьма отрицательно (заболевание животных
рахитом, малокровие, и др.) сказывается на состоянии организма понижени
| |  скачать работу |
Фосфор и его соединения |
