意味
リン-周期表の15番目の要素。 指定-ラテン語の「リン」からのP。 VAグループの第3期に位置します。 非金属を指します。 核電荷は15です。
リンはかなり一般的な元素の1つです。 地殻中のその含有量は約0.1%(wt。)です。 遊離状態のリンは酸化しやすいため、自然界では発生しません。
天然のリン化合物の中で最も重要なのはリン酸カルシウムCa3(PO 4)2で、これはミネラルホスホリンの形で大きな沈着物を形成することがあります。 ミネラルアパタイトもよく見られ、Ca 3(PO 4)2に加えて、CaF2またはCaCl2も含まれています。
リンの原子量と分子量
意味
物質の相対分子量(M r)は、特定の分子の質量が炭素原子の質量の1/12より大きい回数を示す数値です。 元素の相対原子質量(A r)-化学元素の平均原子量が炭素原子の質量の1/12を超える回数。
リンの原子量と分子量の値は一致しています; それらは30.9737に等しい。
リンの同素体および同素体修飾
リンはいくつかの同素体修飾を形成します。
白リンは、リン蒸気を急速に冷却することにより、固体状態で得られます。 その密度は1.83g/cm3です。 純粋な形では、白リンは完全に無色透明です(図1)。 寒さでは脆いですが、15℃以上になると柔らかくなり、ナイフで簡単に切ることができます。
空気中では、白リンは非常に速く酸化し、暗闇で光ります。 単純な摩擦で十分な低暖房では、リンが発火して燃え尽きます。 それは分子結晶格子を持ち、そのノードには四面体分子P4があります。 強い毒。
米。 1.リンの同素体修飾。 外観。
白リンが250〜300℃の温度に加熱されると、赤紫の色をした別の修飾になり、赤リンと呼ばれます。 この変換は非常にゆっくりと、光の影響下で発生します。
赤リンは、その特性が白とは大きく異なります。空気中でゆっくりと酸化し、暗闇では光らず、260°Cでのみ点灯し、毒性がありません。
強く加熱すると、赤リンは溶けずに蒸発(昇華)します。 蒸気を冷却すると白リンが得られます。
非常に高い圧力下で200〜220°Cに加熱すると、白から黒リンが形成されます。 それはグラファイトのように見え、手触りが脂っこく、他の変更よりも重いです。 半導体。
リンの同位体
リンは自然界で単一の同位体31P(23.99%)の形で発生することが知られています。 質量数は31です。リン同位体31Pの原子核には、15個の陽子と16個の中性子が含まれています。
質量数が24から46のリンの人工同位体があり、その中で最も安定しているのは32 Pで、半減期は14日です。
リンイオン
リン原子の外部エネルギーレベルには、原子価である5つの電子があります。
1s 2 2s 2 2p 6 3s 23p3。
化学的相互作用の結果として、リンはその価電子を失う可能性があります。 それらのドナーになり、正に帯電したイオンに変わるか、別の原子からの電子を受け取ります。 彼らの受容体になり、負に帯電したイオンに変わります:
P0-5e→P5+;
P0-3e→P3+;
P0-1e→P1+;
P 0+3e→P3-。
リンの分子と原子
リン分子は単原子です-R。リンの原子と分子を特徴付けるいくつかの特性を与えましょう。
問題解決の例
例1
例2
エクササイズ | ホスフィンは、リン酸カルシウムに塩酸を作用させることで得られます。 9.1 gのリン化カルシウムから形成されるホスフィン(N.O.)の体積を計算します。 生成物収率の質量分率は90%です。 |
決断 | 二リン化カルシウムからホスフィンを得る反応式を書いてみましょう。 Ca 3 P 2 + 6HCl \ u003d 2PH 3 +3CaCl2。 二リン化カルシウム物質の量を計算します(モル質量-182 g / mol): n(PH 3)= m(PH 3)/ M(PH 3); n(PH 3)\ u003d 9.1 / 182 \ u003d0.05mol。 反応方程式n(PH 3):n(Ca 3 P 2)= 2:1によると、次のようになります。 n(PH 3)= 2×n(Ca 3 P 2); n(PH 3)\u003d2×0.05\u003d0.1mol。 次に、放出されるホスフィンの量は次のようになります。 V(PH 3)= n(PH 3)×V m; V(PH 3)\u003d0.1×22.4\u003d2.24リットル。 反応生成物の収率を考えると、ホスフィンの量は次のとおりです。 V(PH 3)= V(PH 3)×η/ 100%; V(PH 3)\ u003d2.24×90/100%\ u003d2.016l。 |
答え | ホスフィンの量は2.016リットルです |
- 指定-P(リン);
- 期間-III;
- グループ-15(Va);
- 原子量-30.973761;
- 原子番号-15;
- 原子の半径=128pm;
- 共有結合半径=106pm;
- 電子分布-1s22s 2 2p 6 3s 2 3p 3;
- 溶融t=44.14°C;
- 沸点=280°C;
- 電気陰性度(ポーリングによる/アルプレドとロホフによる)= 2.19 / 2.06;
- 酸化状態:+ 5、+ 3、+ 1、0、-1、-3;
- 密度(n.a.)\ u003d 1.82 g / cm 3(白リン);
- モル体積=17.0cm 3/mol。
リン化合物:
リン(光を運ぶ)は、12世紀にアラブの錬金術師AhadBehilによって最初に入手されました。 ヨーロッパの科学者の中で、ドイツのヘニングブラントは1669年に人間の尿から金を抽出する実験中にリンを最初に発見しました(科学者は尿の黄金色は金粒子の存在によって引き起こされたと信じていました) 。 やや後に、リンはI.KunkelとR.Boyleによって入手されました。後者は彼の記事「人間の尿からリンを調製する方法」(10/14/1680;この研究は1693年に出版されました)で説明しています。 Lavoisierは後にリンが単体であることを証明しました。
地殻中のリンの含有量は0.08質量%です。これは、地球上で最も一般的な化学元素の1つです。 活性が高いため、遊離状態のリンは自然界には存在しませんが、約200の鉱物の一部であり、その中で最も一般的なのはCa 5(PO 4)3(OH)アパタイトとCa 3(PO 4)2です。リン鉱石。
リンは、動物、植物、人間の生活に重要な役割を果たしています。リン脂質などの生物学的化合物の一部であり、タンパク質やDNAやATPなどの他の重要な有機化合物にも存在します。
米。 リン原子の構造。
リン原子は15個の電子を含み、窒素(3s 2 3p 3)と同様の外部原子価レベルの電子配置を持っていますが、リンは窒素に比べて非金属特性がそれほど顕著ではありません。これは、自由なd軌道の存在によって説明されます。 、原子半径が大きく、イオン化エネルギーが低い。
他の化学元素と反応すると、リン原子は+5から-3の酸化状態を示す可能性があります(最も一般的な酸化状態は+5で、残りは非常にまれです)。
- +5-酸化リンP2O 5(V); リン酸(H 3 PO 4); リン酸塩、ハロゲン化物、リンVの硫化物(リン酸の塩);
- +3-P 2 O 3(III); 亜リン酸(H 3 PO 3); リンIIIの亜リン酸塩、ハロゲン化物、硫化物(亜リン酸の塩);
- 0-P;
- -3-ホスフィンPH3; 金属リン化物。
基底(励起されていない)状態では、リン原子は、外部エネルギー準位で、sサブレベルに2つの対電子+ p軌道(d軌道は自由)に3つの不対電子を持っています。 励起状態では、sサブレベルからの1つの電子がd軌道に渡され、リン原子の原子価の可能性が広がります。
米。 リン原子の励起状態への遷移。
P2
約1000℃の温度で2つのリン原子が結合してP2分子になります。
低温では、リンは4原子分子P 4と、より安定したポリマー分子P∞に存在します。
リンの同素体修飾:
- 白リン-非常に有毒(成人の白リンの致死量は0.05〜0.15 g)で、ニンニクの匂いがあり、色がなく、暗闇で明るい(P 4 O 6の酸化プロセスが遅い)ワックス状の物質。 白リンの高い反応性は、弱いP-P結合(白リンは、リン原子が位置するノードに式P 4の分子結晶格子を持っています)によって説明されます。これは、非常に簡単に破壊され、その結果、白リンが生成されます。 、加熱した場合、または長期保管中に、より安定したポリマー修飾(赤リンと黒リン)に移行します。 これらの理由から、白リンは、精製水の層の下または特別な不活性媒体に空気を通さずに保管されます。
- 黄リン-可燃性で毒性の高い物質で、水に溶けず、空気中で酸化しやすく、自然発火しますが、明るい緑色のまばゆいばかりの炎で燃え、濃い白い煙が出ます。
- 赤リン-複雑な構造を持ち、反応性が最も低い高分子の水不溶性物質。 赤リンは毒性が少ないため、工業生産で広く使用されています。 戸外では、水分を吸収した赤リンが吸湿性酸化物(「湿った」)を形成して徐々に酸化し、粘稠なリン酸を形成するため、赤リンは密閉容器に保管されます。 浸漬の場合、リン酸残留物から水で洗浄することにより赤リンを精製し、乾燥させて本来の目的に使用します。
- 黒リン-触ると脂っこい、半導体特性を備えた灰黒色のグラファイトのような物質-平均的な反応性を持つリンの最も安定した修飾。
- 金属リン高圧下で黒リンから得られます。 金属リンは電気を通します。
リンの化学的性質
リンのすべての同素体修飾の中で、最も活性なのは白リン(P 4)です。 多くの場合、化学反応の方程式では、P 4ではなく、単にPと記述します。 リンは、窒素と同様に酸化状態にさまざまなバリエーションがあるため、相互作用する物質に応じて、酸化剤である反応もあれば、還元剤である反応もあります。
酸化性リンは、加熱されてリン化物を形成するときに発生する金属との反応で特性を示します。
3Mg + 2P \ u003d Mg 3P2。
リンは 還元剤反応で:
- より電気陰性度の高い非金属(酸素、硫黄、ハロゲン)の場合:
- リン(III)化合物は酸化剤の欠如で形成されます
4P + 3O 2 \ u003d 2P 2 O 3 - リン(V)化合物-過剰:酸素(空気)
4P + 5O 2 \ u003d 2P 2 O 5
- リン(III)化合物は酸化剤の欠如で形成されます
- ハロゲンと硫黄を使用すると、リンは試薬の比率に応じて、3価または5価のリンのハロゲン化物と硫化物を形成します。
- 2P + 3Cl 2(週)\ u003d 2PCl 3-塩化リン(III)
- 2P + 3S(週)\ u003d P 2 S 3-硫化リン(III)
- 2P + 5Cl2(例)\ u003d 2PCl 5-塩化リン(V)
- 2P + 5S(例)\ u003d P 2 S 5-硫化リン(V)
- 濃硫酸で:
2P + 5H 2 SO 4 \ u003d 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O - 濃硝酸を使用:
P + 5HNO 3 \ u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O - 希硝酸で:
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \ u003d 3H 3 PO 4 + 5NO
リンは、反応において酸化剤と還元剤の両方として機能します 不均化加熱するとアルカリの水溶液で、次亜リン酸(次亜リン酸の塩)を形成し、特徴のない酸化状態+1を示します。
4P 0 + 3KOH + 3H 2 O \ u003d P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2
注意:上記の反応を除いて、他の酸では、リンは反応しません。
リンの入手と使用
工業的には、リンは、リン酸カルシウムを含むリン鉱石(フルオロアパテート)からのコークスで、石英砂を添加して1600°Cの温度で電気炉で煆焼することによって生成されます。
Ca 3(PO 4)2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P+5CO。
反応の最初の段階では、高温の影響下で、酸化ケイ素(IV)がリン酸から酸化リン(V)を置き換えます。
Ca 3(PO 4)2 + 3SiO 2 \ u003d 3CaSiO 3 + P 2O5。
次に、酸化リン(V)が石炭によって還元されて遊離リンになります。
P 2 O 5 + 5C \ u003d 2P+5CO。
リンの使用:
- 農薬;
- 一致;
- 洗剤;
- 塗料;
- 半導体。
リンの原子の構造
リンはIII期にあり、メインサブグループ「A」の5番目のグループのシリアル番号15の下にあります。 相対原子質量Ar(P)=31。
R +15)2)8)5
1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3、リン:p-元素、非金属
トレーナー番号1。 「D.I.メンデレーエフの元素の周期表における位置によるリンの特性化」リン原子は自由軌道を持っているので、リンの原子価能力は窒素原子の原子価能力よりも広い。 したがって、3S 2-電子のデペアリングが発生する可能性があり、そのうちの1つが3d-軌道に移動する可能性があります。 この場合、リンの3番目のエネルギー準位に5つの不対電子があり、リンは原子価Vを示すことができます。
自由状態では、リンはいくつかの割り当てを形成します岩の多い変更:白、赤、黒のリン
リンは、オルトリン酸およびピロリン酸の形で生細胞に存在します。リンは、ヌクレオチド、核酸、リン酸化タンパク質、リン脂質、補酵素、および酵素の一部です。 人間の骨はヒドロキシアパタイト3Ca3(PO 4)3・CaF2で構成されています。 歯のエナメル質の組成には、フルオロアパタイトが含まれています。 人間と動物のリン化合物の変換における主な役割は肝臓によって果たされます。 リン化合物の交換はホルモンとビタミンDによって調節されています。リンの1日あたりの人間の必要量は800-1500mgです。 体内のリンが不足すると、さまざまな骨の病気が発症します。
リンの毒物学
· 赤リン実質的に無毒です。 赤リンのほこりが肺に入り込み、慢性的な作用を伴う肺炎を引き起こします。
· 白リン非常に毒性があり、脂質に溶けます。 白リンの致死量は50-150mgです。 白リン弾は皮膚に付着すると重度の火傷を引き起こします。
急性リン中毒は、口や胃の灼熱感、頭痛、脱力感、嘔吐によって現れます。 2〜3日後、黄疸が発症します。 慢性型は、カルシウム代謝の違反、心臓血管系および神経系への損傷を特徴としています。 急性中毒の応急処置-胃洗浄、下剤、浣腸洗浄、ブドウ糖の静脈内投与。 皮膚のやけどの場合は、硫酸銅またはソーダの溶液で患部を治療してください。 空気中のリン蒸気のMPCは0.03mg/m³です。
リンの入手
リンは、1600°Cの温度でのコークスおよびシリカとの相互作用の結果として、アパタイトまたはリン鉱石から得られます。
2Ca 3(PO 4)2 + 10C +6SiO2→P4+ 10CO +6CaSiO3。
結果として生じる白リン蒸気は、水中でレシーバー内で凝縮します。 リン鉱石の代わりに、メタリン酸などの他の化合物を還元することができます。
4HPO 3+12C→4P+2H 2+12CO。
リンの化学的性質
酸化剤 | 還元剤 |
1.金属-酸化剤、フォーム リン化物: 2P+3Ca→Ca3P 2 「リン化カルシウムの入手」を体験してください 2P+3Mg→Mg3P2。 リン化物は分解しますホスフィンガスを形成するための酸と水 Mg 3 P 2 + 3H 2 SO 4(p-p)\ u003d 2PH 3 + 3MgSO 4 「リン化カルシウムの加水分解」を体験 ホスフィンの特性- PH 3 + 2O 2 \ u003d H 3PO4。 PH 3 + HI = PH 4 I | 1.リンは酸素によって簡単に酸化されます。 「リンの燃焼」 「水中での白リン弾の燃焼」 4P +5O2→2P2O 5(過剰酸素を含む)、 4P +3O2→2P2O 3(酸化が遅い、または酸素が不足している)。 |
2.非金属の場合-還元剤: 2P+3S→P2S 3、 2P +3Cl2→2PCl3。 ! 水素と相互作用しません . |
|
3.強力な酸化剤は、リンをリン酸に変換します。 3P + 5HNO 3 + 2H2O→3H3PO 4 + 5NO; 2P + 5H 2SO4→2H3PO 4 + 5SO 2 +2H2O。 |
|
4.マッチが点火されたときにも酸化反応が起こり、ベルトレー塩は酸化剤として機能します。 6P +5KClO3→5KCl+3P 2 O 5 |
リンの応用
リンは最も重要な生体元素であると同時に、産業で非常に広く使用されています。
おそらく、人間が彼に奉仕したリンの最初の特性は、可燃性です。 リンの可燃性は非常に高く、同素体修飾に依存します。
最も活性が高く、化学的に毒性があり、可燃性 白(「黄色」)リンしたがって、非常に頻繁に使用されます(焼夷弾など)。
赤リン-業界によって生成および消費される主な変更。 マッチの製造に使用され、細かく粉砕されたガラスと接着剤とともに、箱の側面に塗布され、塩素酸カリウムと硫黄を含むマッチヘッドをこするときに発火します。 赤リンは、爆発物、焼夷弾、燃料の製造にも使用されます。
リン(リン酸塩の形で)は、ATPの合成に関与する3つの最も重要な生体要素の1つです。 生成されたリン酸のほとんどは、過リン酸石灰、沈殿物などのリン酸肥料を得るために使用されます。
補強のためのタスク
No.1。 赤リンは、産業によって生産および消費される主な改質物です。 マッチの製造に使用され、細かく粉砕されたガラスと接着剤とともに、箱の側面に塗布され、塩素酸カリウムと硫黄を含むマッチヘッドをこするときに発火します。
反応があります:
P + KClO 3 \ u003d KCl + P 2 O 5
電子天秤を使用して係数を調整し、酸化剤と還元剤、酸化と還元のプロセスを示します。
2番。 スキームに従って変換を実行します。
P-> Ca 3 P 2-> PH 3-> P 2 O 5
最後の反応についてPH 3-> P 2 O 5 電子天びんを作成し、酸化剤と還元剤を示します。
No.3。 スキームに従って変換を実行します。
Ca 3(PO 4)2-> P-> P 2 O 5
リンは原子番号15の化学元素で、D.I。のグループVにあります。 メンデレーエフ。 リンRの化学式。
リンはギリシャ語のリンにちなんで名付けられました。これは「光を帯びる」という意味です。
リンは地球の地殻で非常に一般的です。 その含有量は、地球の地殻の全質量の0.08〜0.09%です。 そして海水では、リンは0.07mg/lを含んでいます。
リンは化学活性が高いため、遊離状態では発生しません。 しかしその一方で、それはほぼ190の鉱物を形成します。 リンは生命の要素と呼ばれています。 緑の植物、動物組織、タンパク質、その他の必須化合物に含まれています。
リンの修飾
一部の化学元素は、構造や性質が異なる2つ以上の単純な物質の形で存在する可能性があることが知られています。 この現象は同素体と呼ばれます。 したがって、リンにはいくつかの同素体修飾があります。 これらの変更はすべて、プロパティが異なります。 最も一般的なのは白リン、黄リン、赤リン、黒リンです。
白リン -単純な白い物質。 その分子式はP4です。 外観上、白リンはパラフィンに似ています。 少しの努力でも変形し、ナイフで簡単に切ることができます。 暗闇の中で、リンから発する淡い緑色の輝きが目立ちます。 この現象は化学発光と呼ばれます。
白リンは化学的に活性な物質です。 酸素により酸化されやすく、有機溶剤に溶けやすい。 したがって、化学反応を起こさない特殊な不活性媒体に保存されます。 白リンは+44.1°Cで溶けます。 白リンは毒性の高い物質です。
黄リン -これは粗白リン、または不純物を含む白リンです。 融点+34°C、沸点+280°C。 白のように、黄色のリンは水に不溶性です。 空気中で酸化し、可燃性です。 彼はまた化学発光の現象を持っています。
赤リン 白リンを高温に加熱して得られます。 赤リンの式Рn。 複雑なポリマーです。 製造条件に応じて、赤リンの色は明るい赤から暗い茶色まで変化します。 化学的には、赤リンは白よりもはるかに活性が低いです。 溶融鉛とビスマスにのみ溶解します。 空気中では発火しません。 これは、白色のリンに昇華したときに240〜250°Cに加熱した場合にのみ発生する可能性があります。 ただし、衝撃や摩擦により自然に発火する可能性があります。 赤リンの化学発光現象は見られません。 水、ベンゼン、二硫化炭素に不溶です。 三臭化リンにのみ可溶。 空気中に保存すると、徐々に酸化します。 したがって、密閉容器に保管してください。
赤リンはほとんど無毒です。 したがって、マッチの製作に使用されるのは彼です。
黒リン グラファイトのように見えます。 黒リンは、1914年に、圧力2万気圧(2 10 9 Pa)、温度200℃の白リンから初めて得られました。黒リンは、温度1000℃、圧力18で溶融します。 105Pa。 黒リンは水や有機溶剤に溶けません。 純酸素中で+400℃の温度に加熱された場合にのみ燃焼を開始します。 黒リンは半導体材料の性質を持っています。
リン元素の化学的性質
1.元素リンは酸素によって酸化されます
過剰な酸素のある環境で
4P +5O2→2P2O 5
酸素が不足している
4P +3O2→2P2O 3
2.金属と反応し、加熱するとリン化物を形成します
3Mg+2P→Mg3P 2
3.非金属と反応します
2P +5Cl2→2PCl5
4.+500°Cの温度で水蒸気と相互作用します
8P + 12H2O→5RN3+ 3H 3 RO 4
リンの使用
リンの主な消費者は農業です。 得られた大量のすべてのリンは、リン鉱石、単純および二重過リン酸石灰、複雑な窒素-リン肥料などのリン酸肥料の生産に使用されます。 リンは、天然繊維および合成繊維の加工および染色用の合成洗剤、リン酸塩ガラスの製造に広く使用されています。 医学では、リン製剤が薬として使用されます。
リン、P、周期表のグループVの要素。 原子量31.03; リンの同位体は発見されていません。 化合物では、リンは3価および5価です。 水素との最も高い関係はPH3です。 酸素を使用すると、酸化物P 2 O 3、P 2O4およびP2O5が得られます。 原子価と化合物の種類の点では、リンは窒素に似ていますが、特性(リンとその化合物の両方)では、窒素とは完全に異なります。 自然界で一般的であり、ほとんどすべての岩石に鉱物アパタイトの結晶の含有物の形で見られます。 リンは、リン鉱石とアパタイトの鉱物の蓄積の形で発見されます。 アパタイトが大量に発生することはめったになく、ソ連のヒビヌイツンドラにあるこの鉱物の巨大な堆積物は例外です。 リン鉱石は、ジョージア州、フロリダ州、ノースカロライナ州とサウスカロライナ州、テネシー州、アルジェリア、チュニジア、および大洋のいくつかの島で知られています。 ソ連はリン鉱石が非常に豊富で、その堆積物はモスクワ地域、ウラル、カザフスタン、ウクライナ、チュヴァシ共和国、ポジーリャ、北コーカサスなどで知られています。ビビアナイトFe3などの鉱物(PO 4)2 8H 2 Oおよびターコイズ(Al 2 O 3)2 P 2 O 5 5H2Oはリン鉱石の水性塩です。 リンは、生物の組織の一部である必須成分です。 リンとレシチンを含むタンパク質は、筋肉、神経、脳の一部です。 骨にはリン酸の三カルシウム塩の形でリンが含まれています。
リンは、いくつかの同素体修飾で得ることができます。 白リン(通常、黄色)は、無色透明のガラス質物質または白い小さな結晶です。 純粋な白リンは、酸素と水分がない状態で暗闇の中でのみ得ることができます。 分別蒸留または分別結晶化により、完全に純粋なリンが生成され、光の中ですぐに黄色に変わります。 このような黄変は、リンの表面に赤色の修飾の薄膜が形成されることによって説明されます。 通常のリンに強い光を長時間当てると、完全に赤に変わることがあります。 酸素がない状態で150°Cでは、通常のリンは色を変えずに昇華します。 白リン弾には、αとβの2つの修飾が知られています。 1つ目は正しいシステム(比重1.84)で結晶化し、2つ目(通常のリン)は六角形(比重1.88)で結晶化します。 α-リンからβ-リンへの転移は、以下の条件下で起こります。
リンのモース硬度は0.5です。 その可塑性は温度の上昇とともに増加します。 溶融リンはガラスをほとんど濡らしません。 表面張力132.1°Cで35.56D/ cm、78.3°Cで43.09 D/cm。 リンの対応する比重は1.665と1.714です。 100〜500atmの通常のリンの圧縮率は0.0000199cm 2/kgです。 通常のリンの0°Cから40°までの膨張係数=0.000125、44°Cでの体積は0°Cでの体積の1.017倍です。 白リンの熱容量(0-51°C)0.183 cal / g; 融解熱5.03cal/g。 1リットルのリン蒸気の重量は2.805g(ウィリアムソン)です。 313°Cから赤熱までの温度範囲でのモル重量は128から119.8の範囲です。 したがって、この区間の分子の構造はP4に対応します。 高温では、部分的にP2に解離します。 溶液中では、その分子は式P4に対応します。 通常のリンの融点44.5°C; 40℃でゆっくりと昇華し、常温で蒸発します。 5°Cでの通常の固体リンの蒸気圧-0.03mm、40°Cで-0.50mm。 リンの水への溶解度:15°Cで水100gあたり0.0003g。 さまざまな溶媒がほぼリンを溶解します(溶媒の100時間で):二硫化炭素25、ガソリン1.5、アーモンドオイル1.00、濃酢酸1.00、エーテル0.45、エチルアルコール(比重0.822)0.25、グリセリン0.17時間。水素は特に放電中のリン。 水素はstatunascendiのリンと反応することができます。 放出されたガスはもはやこの能力を持っていません。 フッ素は常温で発火せずにリンと反応し、過剰なリンとPF 3、過剰なフッ素とPF5を形成します。 リンは酸素と激しく結合し、試薬の量に応じて、リンまたはリン酸無水物を形成します。 ハイドロキノン、砂糖、グリセリン、ヒ酸ナトリウムは、リンの酸化反応を遅くします。 リンは大気中の酸素と結合して発火するため、水中で保管する必要があります。 空気中、酸素中、または等量の二酸化炭素で希釈された空気中のリンの発火温度は45.0〜45.2°Cです。 通常のリンの発火は、空気の希薄化によって促進され、圧縮によって防止されます。 大気中にオゾンと水分が存在すると、発火温度が上昇します。 二硫化炭素の雰囲気では、リンの発火温度は87°C、テレビン油-18°です。 リンは、静止している場合、点火せずに205°Cまで加熱できます。 わずかな攪拌でも45℃でも発火します。 通常のリンは、純粋な融合アルミニウムと接触すると20秒以内に発火します。 窒素はリンに吸収されますが、反応しません。 白リンは、大気中の酸素と接触すると暗闇で光ります。 輝きの強さは、酸素の濃度に依存します。 27°C未満の純酸素では、リンは発光せず、酸化しません。 白リンは有毒であり、0.15gの用量は致命的です。 リンが脂肪に溶解する能力を考慮すると、中毒の場合、脂肪の多い食品や牛乳は、体内へのリンの吸収を促進するため、まったく受け入れられません。
赤リンは、白リンとは物理的および化学的性質が大きく異なる修飾です。 赤リンは、放電が後者の蒸気を通過するときに通常から形成されます。 白リンの三臭化リン溶液を170〜190℃の温度で加熱することにより、いわゆる分離することができます。 ラズベリーの品種リン。 この品種はコロイド構造を持ち、通常のリンと赤リンの間で移行します。 三ヨウ化リンの存在は反応を(3倍)加速します。 通常のリンを硫黄または硫化物と加熱し、得られた混合物をアルカリまたはアンモニアの水溶液で処理することにより、赤リンも得ることができます。 技術における赤リンは、空気を含まない通常のリンを240〜250°Cの温度で加熱することによって得られます。 反応は熱の放出を伴います。 赤リンの色は、調製品の温度によって変化します。 低温では深紅色、高温では紫または紫になります。 セレンは白リンから赤への移行を促進します。 赤から通常のリンの混合物の分離は、二硫化炭素で250〜260℃で50時間、または10%アルカリナトリウム溶液で2時間処理することによって行われます。 二硫化炭素と塩化カルシウム溶液の混合物で比重1.349〜1.384のリンを洗浄することも可能です。 この場合、通常のリンは二硫化炭素に溶解し、赤は塩化カルシウムの溶液に沈殿します。 リンの白と赤の修飾は化学的に異なるという仮定があります。 この位置の証拠は、溶融した黄色と赤のリンが混合されたときに、最初のリンから2番目のリンへの遷移が観察されないことです。 280〜400°Cの範囲で加熱すると、赤リンの蒸気が部分的に濃くなり、いわゆるものになります。 金属リン。 蒸気の急速な冷却により、部分的に赤リンが形成され、その量が多いほど、凝固前の温度が高くなります。 レシーバーの表面は、赤リンの形成に触媒的に作用します。 加熱時間はプロセスに影響を与えませんが、冷却は迅速に行う必要があります。 赤リンは、解離したリン分子同士または非解離分子との組み合わせの結果として形成され、P4黄リン分子の形成は赤リン分子。 蒸気状態からの赤リンの凝縮は、液体の黄リンの存在とは無関係です。 温度1200°C、圧力5 mmの蒸気を冷却して得られる赤リンには、1%以下の黄リンが含まれています。 したがって、P2およびP4分子が赤リンの形成に関与することになります。 この形成は、方程式mР2 + nP 4 = P 2 m +4nに従う可能性があります。 溶融リンには、平衡状態にある黄リンのP4分子と赤リンのPn分子が含まれているという提案があります。
赤リンの融点(592.5°C、他の情報源によると589.5°C)を超えると、ほとんどの分子がP 4の形になるため、急速に冷却すると白い品種が形成されますが、ゆっくりと冷却すると平衡状態になります。右にシフトすると、凝固中に赤リンが放出されます。 赤リンの比重は2.05から2.3の範囲であり、2つの修飾の混合物と見なされます。 赤リンはその結晶構造が単斜晶系であるという仮定があります。 赤リンの圧縮率(100〜500 atm)は0.0000092 cm 2/kgです。 赤リンの融点は加熱速度に依存し、±0.5°C以内で変化します。 230°C-0mm、360°C-0.1 mm、500°C-9気圧での赤リンの蒸気圧。 赤リンは二硫化炭素に不溶です。 熱を放出して得られる赤リンは、白リンよりもエネルギーが少なく、活性がはるかに低くなります。 赤リンは有毒ではなく、空気中で発火しないため、保管はそれほど危険ではありません。 赤リンは衝撃で発火します。 Gittorfは、320°Cの温度では赤リンから黄色への遷移は観察されないと主張していますが、後者は358°Cで形成されます。 密閉管内では、450〜610℃の温度で赤リンが強くなります。
結晶性または紫色のリン結晶構造を持ち、結晶は軸比a:c = 1:1.1308の三角形です。 これは、溶融鉛またはビスマスからの結晶化、およびナトリウムの存在下で500 kg /cm2の圧力下で白リンを加熱することによって得られます。 二硫化炭素に不溶性; 紫リンの比重2.34; 690.9°Cで昇華します。 43.1気圧の圧力で融点589.5℃。
黒リン(R. Bridgeman)は、89気圧の圧力下で216°Cに加熱すると、通常のリンから得られます。 二硫化炭素には不溶です。 400°Cの温度で発火し、衝撃で発火しません。 赤リンから黒への転移温度575°C; 赤リンは、水素雰囲気で200°C、圧力90 atm(V. Ipatiev)で加熱すると黒に変わります。 技術的に重要な変更は、白(黄色)と赤リンの2つだけです。
リンを得る。 白リンは通常調製され、必要に応じて、その後赤に変換されます。 リンを得るための出発物質はリン鉱石であり、天然のリン酸三カルシウム、とりわけ骨灰です。 このプロセスは、炭素によるリン酸塩の還元、またはシリカと混合されたメタリン酸ナトリウムに対するアルミニウムの作用で構成されます。
6NaPO 3 + 3SiO 2 + 10Al \ u003d 3Na 2 SiO 3 + 5Al 2 O 3+6P。
リンの工場生産には2つの方法があります。1)リン酸塩(骨粉)を希硫酸で処理し、リン酸三カルシウムをリン酸一カルシウムに変換する古いペルティエ法:
Ca 3(PО4)2 + 2H 2 SO 4 \ u003d 2CaSO 4 + Ca(H2PО4)2。
後者の溶液は石膏(CaSO 2H 2 O)から分離され、蒸発され、石炭で煆焼され、メタリン酸カルシウムが得られます。
Ca(H 2 RO 4)2 \ u003d 2H 2 O + Ca(RO 3)2
強い煆焼の後、リン、リン酸三カルシウム、一酸化炭素が得られます。
ZCa(RO 3)2 + 10C \ u003d Ca 3(RO 4)2 + 4P+10CO。
ウェラー法によれば、それらはリン酸三カルシウムから直接進行します。
2Ca 3(PO 4)2 + 6SiO 2 + 10C \ u003d 6CaSiO 3 + 10CO+4P。
このプロセスは高温を必要とし、電気炉の導入によってのみ使用されるようになりました。 電流を利用して石炭と混合した遊離リン酸からリンを得る方法もあります。 ソ連の学者。 E. V. Britskeは、高炉でリンを得る方法を開発しました。
市販の製品には、常に微量のヒ素、シリコン化合物、および炭素が含まれています。 機械的不純物はろ過によって除去され、再蒸留によってさらに良くなります。 白リンの赤への変換は260°Cの温度で行われます。 圧力の低下は反応の過程を遅くします。 照明はプロセスをスピードアップします。 触媒(ヨウ素、セレン)も影響します。
リンの分析的測定。 リン蒸気は硝酸銀を染み込ませた湿った紙に作用し、黒くなります。 黒さは、リンと金属の形成によるものです銀 。 反応は2段階で進行します。 リンは水と反応して、水素リンと次亜リン酸を形成します。
P 4 + 6H 2 O \ u003d ZN 3 RO 2 +PH3。
反応から生じる化合物は硝酸銀に作用します:
H3PO 2 +2H 2 O + 4AgNO 3 \ u003d 4HNO 3 +H3PO 4 +4Ag;
PH 3 + 3AgNO 3 \ u003d 3HNO 3 +PAg3。
この反応は、H 2 S、AsH 3、SbH 3、およびギ酸アルデヒドとギ酸が存在しない場合にのみ白リンの発見に適用できます。 (Mitcherlichによると)有毒なリンの発見は、暗闇の中で湿気のある空気の中で光るリンの能力に基づいています。 リンが発見されるはずの破砕物を冷蔵庫に接続されたフラスコに入れます。 フラスコに大量の水を注いで液体スラリーを作り、フラスコの内容物を酒石酸で弱酸性になるまで中和します。 フラスコを暗闇で加熱すると、わずかな量のリン(数mg)がすでに冷蔵庫の中で光ります。 発光現象は、加熱時に分解した硫化リンの存在も原因である可能性があるため、フラスコを直接ではなく、水蒸気を通過させて加熱することをお勧めします。 微量のアンモニア、二硫化炭素、アルコール蒸気、エッセンシャルオイル、不飽和炭化水素が存在する場合、リンの輝きは観察されないため、蒸留を早めに停止しないでください。 それでも光が見られない場合は、ろ液を塩素水で酸化し、水浴中で少量蒸発させ、リン酸の試験を行います。 リンの輝きはフラスコ内でも観察できます。最初に液体を加熱して沸騰させ、次に少し冷却してから再び加熱して沸騰させます。 0.0171 mgのリンは非常にはっきりと光り、0.0085 mg-はっきりと、0.0042 mg-弱く、0.001mg-疑わしい。 リンは、statu nascendiで水素によって還元され、水素リンを生成します。リンは、水素と混合され、先端がプラチナのチューブの出口で点火されると、エメラルドグリーンの炎で燃えます。 有機物質は色の出現を防ぎ、したがってd。b。 分離。 硝酸はリンをリン酸に容易に酸化します:
ZR 4 + 20Nいいえ3+8H 2 O \ u003d 12H 3 RO 4 +20NO3。
リンは、リン酸に酸化されて沈殿した後、MgNH 4PO4として定量されます。
応用 。 リンは、植物や動物の適切な成長が不可能な要素の1つです。 栄養培地中のリンの含有量と植物の成長の間には直接的な関係があります。 リンは、窒素とカリウムとともに、ページで最も重要な栄養素です-x。 植物。 穀物の収穫とともに畑から疎外されているリンは、そのサイクルに閉サイクルがないため、外部から土壌に人工的に導入しないと、土壌の枯渇が観察されます。 リンを含む肥料が最大のグループを構成します。 リンは、軍隊で発煙剤として、また焼夷発射体を充填するために使用されます。