Ada tiga kelas senyawa anorganik kompleks: oksida, hidroksida (termasuk asam dan basa), dan garam. Banyak logam dan non-logam dapat membentuk oksida, hidroksida, dan juga menjadi bagian dari residu asam. Jadi, fosfor termasuk dalam residu asam PO4. Ada beberapa jenis fosfor oksida. Dengan demikian, ada berbagai hidroksida itu, yang terbentuk dari oksida ini. Fosfor hidroksida tertinggi adalah asam fosfat. Pada artikel ini, kami akan mempertimbangkan sifat fisik dan kimia dari unsur ini dan senyawanya, serta berbicara tentang prevalensinya di alam dan fakta menarik lainnya.
Sifat fisik fosfor
Itu bisa ada dalam berbagai variasi. Fosfor adalah zat yang terdiri dari satu unsur kimia. Atom-atomnya tidak bergabung menjadi molekul. Rumus untuk fosfor adalah P. Namun, tergantung pada struktur kisi kristal, unsur ini dapat ada dalam bentuk tiga zat.
Yang paling umum adalah fosfor putih - ia memiliki struktur lilin dan toksisitas tinggi. Titik leleh zat ini adalah empat puluh empat derajat Celcius, dan titik didihnya adalah dua ratus delapan puluh derajat. Dengan gesekan yang diberikanbahan, itu menyala dengan sangat cepat, jadi mereka memotongnya hanya dengan menempatkannya di lingkungan akuatik. Jika Anda memanaskannya untuk waktu yang lama pada suhu dua ratus lima puluh derajat Celcius, itu berubah menjadi fosfor merah. Zat ini disajikan dalam bentuk bubuk coklat-merah. Fosfor merah, tidak seperti putih, tidak beracun.
Bentuk paling stabil dari keberadaan elemen ini dapat disebut fosfor hitam, yang oleh beberapa fitur eksternal mirip dengan logam: ia memiliki kilau khusus, memiliki kekerasan tinggi, konduktivitas listrik dan termal.
Dari sudut pandang kimia
Fosfor adalah unsur kimia yang berada pada golongan kelima dan periode ketiga dalam tabel periodik. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa valensinya adalah lima. Selain itu, dari tabel periodik dapat dilihat bahwa unsur fosfor memiliki massa atom tiga puluh satu gram per mol. Ini berarti bahwa 1 mol suatu zat akan memiliki berat 31 satu gram. Mempertimbangkan sifat kimia fosfor, kita akan membicarakan reaksinya dengan senyawa sederhana maupun kompleks.
Interaksi dengan zat sederhana
Hal pertama yang perlu Anda perhatikan adalah oksidasi fosfor. Ini adalah reaksinya dengan oksigen. Akibatnya, dua zat yang berbeda dapat terbentuk - semuanya akan tergantung pada proporsi komponen ini.
Opsi pertama - empat mol fosfor dan tiga mol oksigen membentuk dua mol fosfor trioksida. Interaksi kimia seperti itu dapat ditulis menggunakan persamaan berikut:persamaan: 4P + 3O2=2P2O3.
Opsi kedua adalah pembentukan empat mol fosfor dan lima mol oksigen, dua mol fosfor pentoksida. Reaksi ini dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut:
Dalam kedua reaksi kimia, ada pelepasan cahaya yang signifikan. Selain itu, fosfor dapat berinteraksi dengan zat sederhana seperti logam, halogen (fluor, yodium, brom, klorin), belerang. Unsur kimia ini mampu menunjukkan sifat pereduksi dan pengoksidasi. Contoh interaksi dengan halogen adalah klorinasi. Ini berlangsung dalam dua tahap. Yang pertama adalah pembentukan dua mol fosfor triklorat dari dua mol non-logam yang bersangkutan dan tiga mol klorin. Interaksi ini dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: 2P +3Cl2=2PCl3.
Tahap kedua dari proses ini adalah penambahan atom klorin ke fosfor triklorat yang sudah diperoleh. Jadi, ketika volume yang sama dari klorin ditambahkan ke satu mol yang terakhir, satu mol fosfor pentaklorat terbentuk. Kami menulis persamaan untuk reaksi ini sebagai berikut: PCl3 + Cl2=PCl5.
Keteraturan interaksi fosfor dengan logam dapat dilihat pada contoh ini. Jika kita mengambil tiga mol kalium dan satu mol fosfor, kita mendapatkan satu mol kalium fosfida. Proses semacam ini dapat ditulis menggunakan persamaan reaksi berikut: 3K + P=K3R.
Interaksi denganzat kompleks
Senyawa kimia kompleks yang dapat bereaksi dengan fosfor termasuk asam dan garam. Mari kita jelaskan secara berurutan ciri-ciri kontak unsur yang dipertimbangkan dengan kelompok bahan kimia ini.
Fosfor dan asam
Di antara yang lainnya, interaksi fosfor dan asam nitrat menonjol. Untuk melakukan reaksi semacam ini, perlu untuk mengambil komponen berikut: fosfor dalam jumlah tiga mol, lima mol asam nitrat, dan juga air - dua mol. Sebagai hasil dari interaksi kimia tersebut, kami memperoleh produk berikut: asam fosfat dan nitrogen oksida. Persamaan reaksi ini ditulis sebagai berikut: 4 + 5NO.
Fosfor dan garam
Interaksi kimia semacam ini dapat dipertimbangkan pada contoh reaksi yang dianggap non-logam dengan tembaga sulfat. Untuk melakukan proses ini, perlu untuk mengambil dua mol fosfor, lima mol tembaga sulfat, delapan mol air. Sebagai hasil dari interaksi zat-zat ini, kami memperoleh senyawa kimia berikut: asam sulfat dalam jumlah lima mol, tembaga murni - jumlah yang sama, dan asam fosfat - dua mol. Proses ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Mendapatkan non-logam ini
Dalam industri, zat yang dimaksud diekstraksi dari senyawa kimia seperti kalsium fosfat. Untuk inireaksi kimia berikut dilakukan: garam yang ditentukan dicampur dengan pasir (silikon oksida) dan karbon dalam proporsi molar 1:3:5, sebagai hasilnya, kalsium silikat, fosfor, dan gas chad diperoleh dalam rasio molar 3:2:5.
Senyawa fosfor dan sifatnya
Yang paling umum dari senyawa non-logam yang dianggap adalah fosfor hidroksida. Ini dapat dari beberapa jenis tergantung pada oksida dari mana ia terbentuk. Fosfor hidroksida dapat diperoleh dengan melakukan reaksi kimia antara oksida dan airnya. Karena reaksi ini, berbagai jenis zat terbentuk. Jadi, hidroksida (3) dapat diperoleh dari trioksida, dan fosfor hidroksida (5) dari pentoksida. Zat-zat ini memiliki sifat asam dan mampu, pada gilirannya, bereaksi dengan logam, garam, basa, dll.
Fosfor hidroksida tertinggi adalah asam fosfat. Hal ini oksigen dan kesukuan. Rumusnya adalah H3PO4.
Sifat kimia dasar
Fosfor hidroksida, rumus yang diberikan di atas, dapat bereaksi dengan zat sederhana dan kompleks. Mari kita lihat lebih dekat proses-proses ini.
Reaksi asam fosfat dengan logam
Seperti senyawa kimia lain dari kelas ini, fosfor hidroksida dapat berinteraksi dengan logam. Selama proses ini, reaksi perpindahan terjadi di mana atom logam menggantikan atom hidrogen, sehingga membentuk garam dan hidrogen, yang dilepaskan ke udara sebagai gas dengan bau yang tidak sedap. Agar reaksi inidapat direalisasikan, logam harus ditempatkan di sebelah kiri hidrogen dalam rangkaian aktivitas elektrokimia. Artinya, zat seperti tembaga, perak, dan lainnya tidak dapat bereaksi dengan asam fosfat, karena aktivitas kimianya yang rendah tidak akan dapat menggantikan atom hidrogen dari senyawanya.
Ambil aluminium sebagai contoh. Ketika dua mol elemen ini ditambahkan ke dua mol fosfor hidroksida, kita mendapatkan aluminium fosfat dan hidrogen dalam jumlah masing-masing 2 dan 3 mol. Persamaan reaksi ini ditulis sebagai berikut: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3H 2.
Interaksi dengan basis
Fosfor hidroksida, seperti banyak asam lainnya, dapat masuk ke dalam reaksi kimia dengan basa. Proses seperti itu disebut reaksi pertukaran. Akibatnya, hidroksida baru terbentuk, serta asam baru. Reaksi tersebut hanya dapat terjadi jika salah satu produk yang dihasilkan tidak larut dalam air, yaitu mengendap, menguap sebagai gas, atau air atau elektrolit yang sangat lemah.
Asam fosfat dan garam
Dalam hal ini, reaksi pertukaran juga terjadi. Hasilnya, Anda bisa mendapatkan asam dan garam baru. Agar reaksi semacam ini terjadi, aturan yang dijelaskan di atas juga harus diperhatikan.
Penggunaan fosfor dan senyawanya dalam industri
Pertama-tama, senyawa dari unsur kimia ini digunakan untukmembuat campuran yang diterapkan pada permukaan samping kotak korek api. Kepala korek api sendiri juga diolah dengan campuran yang mengandung fosfor.
Pentoksida dari non-logam yang dianggap banyak digunakan sebagai pengering gas. Ini juga digunakan dalam industri kimia untuk mendapatkan fosfor hidroksida, formula dan sifat-sifatnya telah dibahas di atas. Selain itu, digunakan dalam pembuatan kaca.
Fosfor hidroksida juga digunakan di banyak industri. Pertama-tama, digunakan dalam pembuatan pupuk. Ini disebabkan oleh fakta bahwa fosfor sangat penting bagi tanaman. Oleh karena itu, ada beberapa jenis pupuk yang dibuat berdasarkan senyawa nonlogam yang dimaksud. Untuk tujuan ini, zat seperti kalsium fosfat digunakan. Garam digunakan sebagai pupuk dalam bentuk tanah. Selain itu, superfosfat biasa dan ganda digunakan untuk ini. Ammophos dan nitroammophos juga dapat berfungsi sebagai pupuk. Selain semua hal di atas, garam atau fosfor hidroksida digunakan sebagai reagen untuk menentukan keberadaan senyawa perak dalam larutan. Jadi, suatu zat ditambahkan, yang meliputi residu asam PO4, ke dalam larutan. Jika yang terakhir mengandung garam atau perak hidroksida, endapan kuning yang kaya akan terbentuk. Ini adalah argentum fosfat, yang memiliki rumus kimia berikut: AgNO3.
Struktur atom fosfor
Seperti yang Anda ketahui, semua atom terdiri dari inti dan elektron yang berputarDi sekelilingnya. Nukleus mengandung proton dan neutron. Elektron memiliki muatan negatif, proton memiliki muatan positif, dan neutron memiliki muatan nol. Nomor seri fosfor dalam tabel periodik adalah lima belas. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa intinya mengandung lima belas proton. Jika atom bersifat netral dan bukan ion, maka jumlah elektron sebanyak jumlah proton. Artinya, dalam hal fosfor, ada lima belas di antaranya.
Jika salah satu elektron keluar dari orbitnya, atom tersebut akan berubah menjadi ion bermuatan positif, yaitu kation. Jika satu elektron bergabung, ion bermuatan negatif terbentuk - anion.
Dalam tabel periodik unsur kimia, Anda dapat melihat bahwa fosfor termasuk dalam periode ketiga. Dari sini jelas bahwa ada tiga orbit di sekitar nukleus, di mana elektron didistribusikan secara merata. Yang pertama punya dua, yang kedua punya delapan, dan yang ketiga punya lima.
Prevalensi di alam
Fraksi massa fosfor di kerak bumi adalah 0,08%. Ini bukan unsur kimia yang sangat umum di alam. Namun, ada seluruh kelompok mineral yang termasuk fosfor. Ini adalah apatit, serta fosfor. Yang paling umum dari kelompok pertama adalah fluorapatit. Rumus kimianya adalah sebagai berikut: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Muncul dalam nuansa transparan, hijau dan pirus. Di antara fosforit, kalsium fosfat adalah yang paling umum, memiliki rumus kimia berikut: Ca3(PO4)2. Selain itu, senyawa fosforditemukan dalam jaringan berbagai organisme hidup.
Peran fosfor dan senyawanya di alam dan tubuh
Unsur kimia ini sangat penting untuk fungsi normal hampir semua organ dan sistemnya. Pertama-tama, tanpa itu, kelancaran fungsi ginjal tidak mungkin. Unsur ini mengambil bagian dalam proses metabolisme tubuh. Ini juga mendorong regenerasi jaringan yang cepat. Tanpa itu, beberapa vitamin tidak dapat diaktifkan untuk memberi manfaat bagi tubuh - itulah sebabnya fosfor sering ditambahkan ke hampir semua persiapan vitamin sebagai komponen tambahan. Selain itu, ini adalah salah satu unsur kimia yang memastikan fungsi normal jantung. Dia, selain semua hal di atas, terlibat dalam proses pembelahan sel, jadi kehidupan di Bumi tidak mungkin tanpa elemen mikro ini.
Pengaturan keseimbangan air-garam adalah fungsi lain yang dilakukan senyawa non-logam yang dibahas dalam artikel ini di dalam tubuh. Selain itu, itu adalah salah satu komponen utama tulang dan jaringan otot. Sebagian besar juga ditemukan di gigi. Antara lain, perlu juga dicatat bahwa fosfor terlibat dalam memastikan fungsi normal sistem saraf. Gejala-gejala defisiensi elemen jejak yang dimaksud dalam tubuh adalah sebagai berikut: peningkatan kelelahan, efisiensi rendah, gangguan pada fungsi sistem saraf (neurosis, histeria, dll.), terlalu sering masuk angin, kelelahan otot jantung., nyeri pada tulang dan otot, nafsu makan sangat buruk. Untuk menghindari fenomena seperti kekurangan fosfor dalam tubuh, Anda perlu tahumakanan apa yang mengandungnya.
Pertama-tama, ikan harus dipilih di antara makanan yang kaya akan unsur kimia yang dipertimbangkan. Konsentrasi fosfor yang sangat tinggi diamati pada spesies seperti sturgeon, mackerel, horse mackerel, tuna, sarden, capelin, pollock, smelt. Selain itu, elemen jejak yang dibahas dalam artikel ini ditemukan dalam daging kepiting, udang, serta produk susu seperti keju cottage, keju olahan, dan keju.
Kesimpulan
Fosfor, meskipun bukan unsur kimia yang sangat umum di planet ini, sangat penting baik dari sudut pandang industri maupun biologis. Dia dan senyawanya, khususnya fosfor hidroksida, digunakan dalam pembuatan berbagai jenis produk. Artikel tersebut juga menjelaskan sifat-sifat fosfor hidroksida (asam fosfat) dan sifat-sifat interaksinya dengan logam, basa, dan garam.
