8. Grupa VA(15)(P, As, Sb, Bi)

  • View
    76

  • Download
    12

Embed Size (px)

DESCRIPTION

dfvgbhnjm,l;lkjhgf

Transcript

  • Capitol GRUPA a Va PRINCIPAL(15)

    (continuare P, As, Sb, Bi)

  • Obinere:

    Fosforul este cel mai abundent dintre elementele grupei a V-a n scoara terestr, unde se gsete combinat n peste 200 de minerale de ortofosfai de tipul:

    - fosforitelor: Ca5(PO4)3X (X = F, Cl)

    - apatitelor: Ca5(PO4)3OH (hidroxiapatita)

    [Ca5(PO4)3]2CO3H2O (carbonat-apatita)

    Se obine industrial prin reducerea rocilor

    de fosfat cu crbune i silice n cuptoare

    electrice.

    FOSFORUL

    apatita

    Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)

  • Proprieti chimice:

    1) Reacii cu nemetalele

    2) Reacii cu metalele

    Fosforul reacioneaz cu metalele, formnd fosfuri, Ex: Na3P, Ca3P2

    324 4PH 6H Pscnteie

    electric

    5324 4PX 4PX 6X PX2 exces

    1046424 OP OP 3O Pcantitate

    mic

    exces

    n44 SP nS PtC

  • 3) Reacii cu acizii

    Reacioneaz doar cu oxoacizii cu funcie oxidant:

    4) Reacia cu hidroxizii alcalini

    Reacioneaz cu hidroxizii alcalini n soluie, la cald:

    O4H 20NO PO4H 20HNO P 2243conc. 34

    S5H PO8H O12H SO5H 2P 2432conc. 424

    22324 H3NaPO PH O3H 3NaOH Phipofosfit de sodiu

  • Principalele combinaii ale fosforului

    Fosforul formeaz principalii si compui la numerele de oxidare:

    3; +3; +5

    Obinere:

    Hidroliza fosfurilor:

    Reducerea acidului hipofosforos sau fosforos cu zinc, n mediu acid:

    1) Compuii cu hidrogen

    Fosfina PH3

    3

    2

    223 2PH 6OH 3Ca O6H PCa

    O2H PH 2ZnCl 4HCl 2Zn HHPO 23222

  • Proprieti fizice:

    gaz incolor, cu miros aliaceu (de usturoi), mult mai puin stabil dect NH3.

    este un gaz foarte toxic.

    este mai puin solubil n ap dect NH3 (nu formeaz legturi de hidrogen).

    molecula are o geometrie piramidal, asemntoare NH3.

  • Proprieti chimice:

    fosfina are caracter bazic mult mai sczut dect NH3; formeaz cu acizii tari, sruri de fosfoniu (solide incolore, instabile).

    prezint caracter reductor mai puternic dect NH3:

    -Arde n aer cu formare de H3PO4

    -Reduce AgNO3

    4323 POH 2O PH

    333233 6HNO POH 6Ag O3H 6AgNO PH

  • a) Trihalogenurile PX3

    PF3 gaz, incolor

    PCl3, PBr3 lichide, incolore

    PI3 solid, rou

    Proprieti:

    n stare gazoas, moleculele au geometrie de piramid trigonal

    n ap hidrolizeaz (excepie PF3)

    Se comport ca baze Lewis

    2) Halogenurile PX3 i PX5

    3HX POH O3H PX 3323

    P

    Cl Cl

    Cl

  • b) Pentahalogenurile PX5

    PF5 gaz, incolor

    PCl5 solid, alb, cu reea ionic [PCl4]+[PCl6]

    PBr5 solid, galben, cu reea ionic [PBr4]+Br

    PI5 nu s-a obinut

    Proprieti:

    n stare gazoas, moleculele

    au geometrie de bipiramid

    trigonal

    Cl

    Cl

    Cl

    Cl PCl

  • n ap hidrolizeaz

    halogenura

    de fosforil

    Se comport ca acizi Lewis (molecule cu octet depit, dar cu orbitali d vacani)

    c) Oxohalogenurile X3PO (halogenuri de fosforil)

    Este un lichid, incolor, care hidrolizeaz cu formare de H3PO4

    2HX POX OH PX 325

    5HX POH O4H PX 4325

    (cantitate mic de ap)

    (cantitate mai mare de ap)

    Cl3PO

    clorura de fosforil

  • 3) Oxizii

    P4O6hexaoxidul de

    tetrafosfor

    : Au formula general P4On (n = 6-10). Cei mai importani sunt:

    P4O10decaoxidul de

    tetrafosfor

  • Proprieti fizice:

    Sunt solizi, de culoare alb, solubili n ap

    Structura: molecule tetraciclice n stare de vapori i n stare solid

    Proprieti chimice:

    P4O6 este anhidrida acidului fosforos:

    P4O10 este anhidrida acidului fosforic; este higroscopic, avid de ap, este cel mai activ agent de uscare la temperaturi mai mici de 100C.

    33264 PO4H O6H OP

    n32104 )(HPOn

    4 O2H OP

    432104 PO4H O6H OP

    la rece

    la cald

    (acid metafosforic)

  • n funcie de numrul atomilor de fosfor din molecul, oxoacizii fosforului se clasific n:

    Acizi monofosforici (ortoacizi), cu formula general H3POn(n = 2, 3, 4)

    Acizi polifosforici (cel puin doi atomi de P i legturi P-O-P)

    n ortoacizii fosforului, sunt prezente dou tipuri de legturi ale fosforului:

    P-H legtur neionizabil, responsabil de caracterul reductor al oxoacizilor

    P-OH legtur polar, ionizabil, responsabil de proprietile acideale oxoacizilor

    4) Oxoacizii

  • Ortoacizii i anionii lor au geometrie tetraedric, atomul de P fiind hibridizat spd 2. Legtura donoare PO este stabilizat de o

    legtur retrodonoare OP de tip pd (o pereche de e neparticipani

    dintr-un orbital p al O este deplasat ntr-un orbital d la P).

    Proprieti fizice:

    Solid alb, solubil n ap

    H3PO2 H2PO(OH)acidul hipofosforos

    Acizii monofosforici (ortoacizi)

    H

    H

    H

    P

    O

    O

  • Proprieti chimice:

    este un acid monobazic slab (Ka = 810 2)

    este un amfolit redox, dar predomin caracterul reductor

    reduce halogenii, srurile de Ag+, Cu2+, KMnO4 etc.

    se reduce la PH3 cu [H] n stare nscnd

    HI2POH OH I POH 332223

    3332323 POH2HNO 2Ag OH 2AgNO POH

    O2H 2ZnCl PH 4HCl 2Zn POH 22323

  • Proprieti fizice:

    Solid, incolor,

    delicvescent,

    uor solubil n ap

    H3PO3 HPO(OH)2acidul fosforos

    O

    O

    O

    P

    H

    H

    H

  • Proprieti chimice:

    este un acid dibazic slab (Ka1 = 1,510 2; Ka2 = 710

    7)

    este un amfolit redox, dar predomin caracterul reductor

    reduce halogenii, SO2, KMnO4, K2Cr2O7, sruri de Ag+, Hg2

    2+, Au+

    se reduce la PH3 cu [H] n stare nscnd

    2HI POH OH I POH 432233

    4332333 POH 2HNO 2Ag OH 2AgNO POH

    O3H 3ZnCl PH 6HCl 3Zn POH 22333

  • Proprieti fizice:

    Solid, incolor, uor

    solubil n ap

    n laborator se folosete

    soluia apoas p.a. de conc. 85%,

    un lichid siropos, cu vscozitate mare, datorit legturilor de hidrogen

    H3PO4 PO(OH)3acidul fosforic

    H

    H

    H

    O

    O

    O

    O

    P

  • Proprieti chimice:

    proaspt topit, conduce curentul electric, deoarece autoionizeaz

    este un acid tribazic slab

    (Ka1 = 7,510 3; Ka2= 6,210

    8; Ka3 = 3,610 13)

    este un oxidant foarte slab

    424443 POH POH PO2H

  • Srurile ortoacizilor fosforului

    Acidul hipofosforos

    Genereaz un singur tip de sruri, hipofosfii, care conin

    anionul

    Hipofosfiii metalelor alcaline i cel de calciu sunt solubili

    Proprietile redox sunt similare cu cele ale oxoacidului corespunztor.

    Formeaz dou tipuri de sruri: hidrogenfosfii, care conin

    ionul i fosfii neutri, n care anionul este

    Proprietile redox sunt similare cu cele ale oxoacidului corespunztor.

    22POH

    Acidul fosforos

    32POH2

    3HPO

  • Acidul fosforic formeaz trei tipuri de sruri:

    dihidrogenfosfai

    monohidrogenfosfai

    fosfai neutri

    n cazul metalelor alcaline, toate celer trei tipuri de fosfai sunt solubili n ap:

    NaH2PO42H2O solid, alb, solubil n ap

    Na2HPO412H2O solid, alb, eflorescent, solubil n ap

    Na3PO412H2O solid, alb, solubil

    Hidrogenfosfaii i fosfaii neutri ai metalelor divalente i trivalente sunt, n general, greu solubili n ap. Exemple de fosfai greu solubili:

    fosforitele, apatitele

    Ag3PO4, Pb3(PO4)2, FePO4 precipitate galbene

    MgNH4PO46H2O precipitat alb cristalin

    (NH4)3PMo12O40 nH2O precipitat galben cristalin

    Acidul fosforic

    )PO(H 42)(HPO24

    )(PO34

  • Acizii polifosforici

    A fost izolat un singur acid polifosforic cu molecul distinct, acidul difosforic sau pirofosforic, H4P2O7.

    Structura acidului pirofosforic:

    Proprieti:

    Este solid, alb, solubil n ap

    Acid slab, formeaz dou tipuri de sruri:

    - pirofosfai acizi

    - pirofosfai neutri

    Pirofosfaii metalelor alcaline sunt uor solubili, cei ai metalelor divalente i de Ag+ sunt greu solubili

  • Acidul metafosforic, (HPO3)n, este un solid, incolor, delicvescent

    De la ceilali acizi polifosforici se cunosc doar srurile, numite polifosfai. Acetia se obin prin deshidratarea la cald a ortofosfailor i sunt de dou tipuri:

    - aciclici, liniari i reelari (cel mai simplu termen este ionul difosfat)

    - ciclici (metafosfai): cei formai de metalele alcaline au formula (MPO3)n; n = 3 trifosfai; n = 4 tetrafosfai

  • Acid tripolifosforic

    Acid trimetafosforic

  • ROLUL BIOLOGIC AL FOSFORULUI

    Fosforul este prezent n organismul uman n cantitate de 600-900g (pentru un organism de 75Kg), aproape n totalitate sub form de sruri ale acizilor fosforici.

    n proporie de 80-90%, fosforul este depus n oase mpreun cu calciul, restul fiind repartizat n muchi, diverse esuturi i lichide extracelulare.

    Dinii conin hidroxiapatit Ca5(PO4)3OH

    Sub form de compui organici, se gsete combinat cu proteinele (fosfoproteine, nucleoproteine), cu lipidele sub form de fosfolipide, sau sub form solubil n esterii glucidici, acidul fosfogliceric, creatin-fosfat, nucleotide, fosfai anorganici.

  • Fosforul intervine n mineralizarea oaselor, alturi de calciu. O funcie fiziologic