Элементы V-А  группы: N, P, As, Sb, Bi

 

   

                    Общая характеристика

 

Подгруппа азота, в которую входят азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут, является главной подгруппой 5 группы Периодической системы.

На внешней электронной оболочке атомов этих элементов имеется 5 электронов. Электронную конфигурацию валентных электронов в общем виде можно записать так: ns2np3, где n - это номер периода, в котором расположен химический элемент. При переходе сверху вниз по группе неметаллические свойства ослабевают, а металлические возрастают, поэтому азот самый активный неметалл в этой группе, а висмут проявляет свойства типичного металла.

В соединениях с водородом и металлами N  и P проявлют степень окисления -3. Образуя ковалентные полярные связи с атомами более активных неметаллов, они могут проявлять, как правило, степени окисления +3 и +5. Азот имеет положительные степени окисления от +1 до +5.                                                                                                

 

              Азот и фосфор. Водородные соединения. Галогениды фосфора

       

                                             Азот

В природе азот встречается в свободном виде как составная часть воздуха (78 % по объему), в виде солей азотной кислоты: NaNO3 – чилийская селитра, KNO3 - индийская селитра,

                                            Получение

В промышленности азот получают фракционной перегонкой жидкого воздуха ( у жидкого кислорода более высокая температура кипения 90 K (у азота 77 K).

Из лабораторных способов получения азота можно назвать:

окисление аммиака:

 4 NH3 + 3O2 = 2 N2 + 6 H2O,

2 NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3 H2O;

разложением соединений азота при нагревании

2NaN3 = 2Na + 3N2­(наиболее чистый),         

(NH4)2Cr2O7 = N2­ + Cr2O3 + 4 H2O­,          

 NH4NO2 = N2 + 2H2O.

 

            

                                                    Свойства

 

От сверхнизких до очень высоких температур основная молекулярная форма существования свободного азота N2, хотя известна и молекула N3, а при температурах выше 4000 K начинает появляться и атомарный азот. N2 - одна из самых прочных двухатомных молекул, в которой атомы азота связаны тройной связью. Энергия диссоциации N2 - 942 кДж/мол. Самое существенное отличие тройной связи в молекуле азота от тройной связи между углеродными атомами в молекуле ацетилена состоит в том, что их образовали p-орбитали атомов азота естественным образом, без предварительной гибридизации (как это бывает у атомов углерода, на что необходимо было предварительно затратить большую энергию). Поэтому азот в обычных условиях достаточно инертен. При комнатной температуре он реагирует только с литием:

      6 Li + N2 = 2 Li3N .

 

 

При высоких температурах, при наличии катализаторов азот взаимодействует как окислитель со многими металлами и неметаллами. Он проявляет положительные степени окисления только в соединениях с фтором и кислородом.

  N2 + 3 Mg = Mg3N2,

  N2 + O2 = 2 NO,                                                                   

  N2 + 3 H2 = 2 NH3,         

  N2 + CaC2 = CaCN2 + C.

 

Азот применяется для создания инертной атмосферы, для получения аммиака, производства удобрений (CaCN2).

 

                                                         Фосфор

 

Встречается фосфор в виде солей фосфорной кислоты: Ca3(PO4)2 - фосфорит, Ca3(PO4)2·CaF2 - фторапатит.

 

Получение

В электрических печах при температуре 1500o C:

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

 

При быстрой конденсации паров образуется белый фосфор, который при длительном нагревании без доступа воздуха при температуре 300o C превращается в красный фосфор.

Белый фосфор состоит из тетраэдрических молекул P4 (tпл = 44.2o C, tкип = 280o C) хорошо растворим в CS2, красный фосфор - аморфный, в CS2 не растворим.

 

     Свойства

Химически наиболее активен белый фосфор, он светится в темноте, температура воспламенения - 60o C. Красный менее активен, чем белый, температура воспламенения - 400o C. Когда хотят подчеркнуть, что в реакцию вступает белый фосфор, то пишут P4, а когда красный - то просто P.

. Основные реакции:

   P + 3 Li = Li3P,         

   4 P + 5 O2 = 2 P2O5,          

   2 P + 3 Cl2 = 2 PCl3,         

   2 P + 5 Cl2 = 2 PCl5,  

  3 P + 5 HNO3 + 2H2O = 3 H3PO4 + 5 NO­,

   P4 + 3 KOH + 3 H2O = PH3 + 3 KH2PO2.

Белый фосфор очень ядовит. Противоядием служит 2% раствор CuSO4

Красный фосфор используется для получения чистой фосфорной кислоты и спичек. Из-за сильной ядовитости применение белого фосфора сильно ограничено.

 

Соединения азота с водородом

Это аммиак (NH3), гидразин (N2H4), азотистоводородная кислота HN3.

Получение

В промышленности аммиак получают синтезом из простых веществ

N2 + 3 H2 = 2 NH3 + 92 кДж/моль.

 

 

 

 

Это обратимая экзотермическая реакция, и чтобы увеличить выход аммиака ее желательно проводить при комнатной температуре, но тогда скорость реакции становится бесконечно малой. Чтобы увеличить скорость реакции, синтез аммиака проводят при температуре 450o C и с применением катализатора (губчатое железо, активированное K2O и Al2O3).

Чтобы сместить реакцию в сторону образования аммиака, ее проводят под давлением примерно 300 атм. Но и в этом случае выход аммиака равняется примерно 20 %. При охлаждении реакционной смеси после колонны синтеза до комнатной температуры аммиак при давлении 300 атм. сжижается, а азото-водородная смесь вновь возвращается в производство.

 

В лабораторных условиях аммиак получают так:

2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3­ + CaCl2 +  2H2O,

 

Есть и другие реакции, в результате которых образуется аммиак:

2NH4Cl + Ba(OH)2 = 2NH3­ + BaCl2 + H2O,         

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3­.

 

Гидразин и азотистоводородную кислоту можно получить

2NH3 + NaClO = N2H4 + NaCl + H2O,

 N2H4 + HNO2 = HN3 + 2 H2O.

 

Свойства

 

Раствор аммиака в воде является слабой щелочью. При этом имеют место следующие равновесия:

NH3 + H2O = NH4OH= NH+4 + OH-.

 

Поэтому аммиак охотно реагирует с кислотами, давая соли аммония:

 

   NH3 + HCl = NH4Cl,

   NH3 + HNO3 = NH4NO3,

   NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3,

   2 NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4.

 

Соли аммония хорошо растворимы в воде и сильно гидролизуются:

NH4+ + H2O = NH4OH + H+ (кислая среда).

 

 

Соли аммония подвержены термическому разложению:

 

NH4HCO3 = NH3 + H2O+ CO2,         

 NH4Cl = NH3­ + HCl,         

(NH4)2SO4 = NH3­ + (NH4)HSO4,         

 NH4NO3 = N2O­ + 2 H2O­,

 (NH4)2Cr2O7 = N2­ + Cr2O3 + 4 H2O .

Аммиак способен вступать и в окислительно-восстановительные реакции с неметаллами - сильными окислителями:

   4 NH3 + 3 O2 = 2 N2 + 6 H2O,

   4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2O,

 

 

    8 NH3 + 3 Cl2 = N2 + 6 NH4Cl,

   4 NH3 + 3 F2 = NF3 + 3 NH4F,

 

с оксидами металлов и солями:

  2 NH3 + 3 CuO = Cu + N2 + 3 H2O,

  3NH3 + 4KClO3 + 3KOH = 3KNO3 + 4KCl +  6H2O,

 

с металлами:

  6NH3 + 3Mg = 3Mg(NH2)2 + 3H2­, (амид магния),

  3Mg(NH2)2 = 3MgNH + 3NH3, (имид магния),

  3MgNH = Mg3N2 + NH3. (нитрид магния).

 

Разложение нитридов металлов может происходить по реакциям:

Mg3N2 + 6 H2O = 3 Mg(OH)2 + 2 NH3­,

 K3N + 4 HCl = 3 KCl + NH4Cl.

Аммиак - сильный комплексообразователь. В аммиачной среде нерастворимые в воде оксиды, гидроксиды и соли переходят в растворимое состояние:

Ag2O + H2O + 2NH3 = [Ag(NH3)2]OH

 

Каталитическое окисление аммиака - важная стадия получения азотной кислоты. Аммиачная вода, соли аммония - важные азотные удобрения. NH3  используется в текстильной промышленности, в медицине (нашатырный спирт).

 

 

Соединения фосфора с водородом: фосфин - PH3 и дифосфин - P2H4

 

                                           Получение

 Прямым синтезом:

  P4 + 6 H2 = 4 PH3 (300o C, р),

  Pтв + 3H = PH3.

 

Из фосфидов металлов:

Ca3P2 + 6 H2O = 3 Ca(OH)2 + 2 PH3,

Ca3P2 + 6 HCl = 3 CaCl2 + 2 PH3.

 

Свойства

         PH3 с водой не взаимодействует, но с сильными кислотами дает соли фосфония:

   PH3 + HI = PH4I,

   PH3 + HClO4 = PH4ClO4.

 

                                          PH3 легко окисляется:

   PH3 + 2O2 = H3PO4,

   3PH3 + 4K2Cr2O7 + 16H2SO4 =  3H3PO4 + 4Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 +16H2O.

 

                                  Галогениды фосфора

В соединениях с галогенами фосфор проявляет степень окисления +3 и +5.

Получаются галогениды из простых веществ:

 

   2 P(изб) + 3 Cl2 = 2 PCl3,         

   2 P + 5 Cl2(изб) = 2 PCl5,         

   PCl3 + Cl2 = PCl5.

 

Гидролизуются они с образованием сразу двух кислот, поэтому эти соединения иногда называют хлорангидридами

   PCl3 + 3 H2O = H3PO3 + 3 HCl,

   PCl5 + 4 H2O = H3PO4 + 5 HCl,

В последнем случае при гидролизе можно выделить оксохлорид фосфора:

   PCl5 + H2O = POCl3 + 2HCl.

 

 

                         Кислородные соединения азота

 

У азота известны кислородные соединения со степенями окисления от +1 до +5. Все оксиды азота эндотермические соединения и поэтому, кроме NO, синтезом из

простых веществ их получить нельзя - их получают косвенным путем. N2O и NO плохо растворимы в воде и являются несолеобразующими оксидами.

 

Кислородные соединения азота со степенью окисления +1

 

   N2O - оксид азота (I)

 

N2O - несолеобразующий оксид - газ со сладковатым вкусом, плохо растворим в воде. Получают его термическим разложением аммиачной селитры:

   NH4NO3 = N2O­ + 2H2O

N2O может проявлять окислительные свойства с металлами, углем, серой:

   2N2O + C = CO2 + 2N2,

   N2O + Cu = CuO + N2.

 

Но он может и в свою очередь окисляться сильными окислителями:

   5 N2O + 8KMnO4 + 7H2SO4 = = 3MnSO4 + 5Mn(NO3)2 + 4K2SO4 +7H2O.

 

При высоких температурах (выше 700o C) N2O разлагается:

      2N2O = 2N2 + O2

и диспропорционирует:

      2N2O = 2NO + N2 .

Бытовое название N2O - веселящий газ. Он используется в медицине в качестве наркоза.

 

Кислородные соединения азота со    степенью окисления +2

 

 NO - оксид азота (II)

NO - бесцветный газ, плохо растворим в воде, индеферентный оксид.

NO получают каталитическим окислением аммиака:

 

   4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O    (в промышленности),

 

растворением меди в 30% азотной кислоте:

3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O       (в лаборатории)

 

NO легко окисляется сильными окислителями:

      2 NO + O2 = 2 NO2,         

      2 NO + Г2 = 2 NOГ

   (нитрозилгалогениды),

2NO + K2Cr2O7 + 3H2SO4 = 2KNO3 + Cr2(SO4)3 + 3H2O,

 

но может и сам выступать в роли окислителя:

   2 NO + SO2 = SO3 + N2O,

   2NO + 2H2 = N2 + 2H2O,

   2NO + 2Cu = N2 + 2CuO.

 

В растворах щелочей NO диспропорционирует:

4NO + 2NaOH = N2O + 2NaNO2 + H2O,

6NO + 4NaOH = N2 + 4NaNO2 + 2H2O.

 

 

Кислородные соединения азота со    степенью окисления +3

 

N2O3 - оксид азота (III) - азотистый  ангидрид.

Получают N2O3 на холоде из стехиометрической смеси NO и NO2:

 NO + NO2 = N2O3,

Ba(NO2)2 + H2SO4 = BaSO4Ї + 2HNO2.

 

HNO2 - азотистая кислота (в растворах очень неустойчива):

 

   NOГ + H2O = HNO2 + HГ,

   NO + NO2 + H2O = 2HNO2,

   AgNO2 + HCl = AgClЇ + HNO2,

 

при нагревании она разлагается:

   3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O.

Для нее характерны окислительные свойства:

2HNO2 + 2HI = I2 + 2NO + 2H2O,

 

и восстановительные свойства (сильные окислители окисляют ее до азотной кислоты):

   5HNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5 HNO3 + 3H2O.

 

Азотистая кислота может диссоциировать двумя разными способами:

NO+ + OH- = HNO2 = H+ + NO2-.

 

При взаимодействии со щелочами получаются нитриты:

   KOH + HNO2 = KNO2 + H2O,

 

а при взаимодействии с серной кислотой получается нитрозилсерная кислота:

HNO2 + H2SO4 = NOHSO4 + H2O.

 

         Нитриты

 

   2NaNO3 = 2NaNO2 + O2,         

   NaNO3 + Pb = NaNO2 + PbO.

 

Нитриты, как и HNO2, могут проявлять свойства как окислителей, так и восстановителей:

   2KNO2 + 2KI + 2H2SO4 = = K2SO4 + I2+ 2NO + 2H2O ,         

   5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = = K2SO4 + 2MnSO4 + 5 KNO3 + 3H2O.

 

 

Кислородные соединения азота со    степенью окисления +4

 

NO2 - оксид азота (IV) и N2O4 - оксид азота (IV).

 

Оба оксида находятся в состоянии равновесия, которое зависит от температуры и давления

   2 NO2 = N2O4 + 58 кДж.

 

В твердом и жидком состоянии существует N2O4. В газообразном состоянии при нагревании число мономерных молекул растет и выше 150o C существует только NO2. Поэтому все реакции, в которых принимают участие молекулы NO2, можно было написать и с N2O4.

 

Получение

Растворением меди в концентрированной азотной кислоте и разложением при нагревании нитрата свинца и меди:

 

 Cu + 4HNO3(конц) =    = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O,         

2 Pb(NO3)2 = 2 PbO + 4 NO2 + O2.         

2 Cu(NO3)2 = 2 CuO + 4 NO2 + O2.

 

Свойства

 

NO2 - ангидрид азотистой, азотной кислот и при его растворении

в воде получаются обе кислоты:

   2 NO2 + H2O = HNO2 + HNO3 .

При растворении в горячей воде азотистая кислота разлагается:

   3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO,

а в присутствии кислорода получается только одна азотная кислота:

4 NO2 + 2 H2O + O2 = 4 HNO3 .

 

NO2 поглощается щелочами:

2 NO2 + 2 KOH = KNO2 + KNO3 + H2O.

NO2 проявляет свойства окислителя:

   2 S + 2 NO2 = 2 SO2 + N2 ,

но озоном может быть окислен до N2O5:

   6NO2 + O3 = 3N2O5 .

 

В жидком диоксиде азота растворяются такие малоактивные металлы, как медь

Cu + 2N2O4 = Cu(NO3)2 + 2NO .

 

Кислородные соединения азота со    степенью окисления +5

 

N2O5 - азотный ангидрит (белые кристаллы).

Его можно получить так:

2 HNO3 + P2O5 = 2 HPO3 + N2O5,

   6NO2 + O3 = 3N2O5 .

 

При растворении в воде получается азотная кислота:

   N2O5 + H2O = 2 HNO3 .

   N2O5 - неустойчивое вещество и сильный окислитель.

 

HNO3 - азотная кислота - бесцветная летучая жидкость, на свету имеет красно-коричневый оттенок от растворенного в ней NO2, появляющегося из-за частичного разложения азотной кислоты (так называемая "дымящая" азотная кислота):

   4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2.

 

            Получение

 

4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3

   (в промышленности),

         

NaNO3(тв) + H2SO4(конц) = NaHSO4 + HNO3

      (в лаборатории).

 

 

                                     Свойства

 

HNO3 - очень сильная кислота. Для нее характерны обычные реакции кислот:

 

MgO + 2 HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O,         

Ba(OH)2 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + 2H2O ,         

CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O +CO2 .

 

Одновременно эта кислота - очень сильный окислитель, поэтому при взаимодействии с металлами происходит их окисление не ионами водорода, а нитрат-ионами. Продуктами

восстановления азотной кислоты являются соединения азота. Это зависит от концентрации азотной кислоты, от активности металла. В действительности получается смесь продуктов восстановления, но при написании химической реакции пишут

лишь один продукт, а вот какой - надо просто выучить:

4Pb + 10 HNO3 = 4Pb(NO3)2 + N2O + 5H2O,         

Ca + 10HNO3(конц) = Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O,         

3 Ag + 4 HNO3(разб) = 3 AgNO3 + NO + 2 H2O, 

 4 Zn + 10HNO3(оч.разб) = = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O .

 

Азотная кислота способна окислять многие неметаллы:

3C + 4HNO3 = 3CO2­ +4NO + 2H2O,         

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO­,          

 S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO.

 

Еще более сильным окислителем, чем чистая азотная кислота, является смесь

концентрированной азотной кислоты с концентрированной соляной кислотой

("царская водка"):

HNO3 + 3HCl = 2Cl + NOCl + 2H2O ,

в которой повышенную окислительную активность проявляют атомы хлора и молекулы нитрозилхлорида. В "царской водке" растворяются даже золото и платина

Au + HNO3 + 3 HCl = AuCl3 + NO + 2H2O,

3Pt + 4HNO3 + 12HCl = 3PtCl4 + 4NO +  8H2O.

 

Азотная кислота используется для получения азотных удобрений, взрывчатых веществ, пластических масс, искусственных волокон, органических красителей.

 

      

 

 

 Нитраты

В природе встречаются чилийская селитра - NaNO3 и калийная (индийская) селитра - KNO3. Нитраты получают действием азотной кислоты на металлы, их оксиды, гидроксиды и вытеснением из солей слабых кислот (смотри выше свойства азотной

кислоты).

 

 Свойства

В кислой среде нитраты являются сильными окислителями:

 KNO3 + 3FeCl2 + 4HCl  = 3FeCl3 + KCl + NO­ + 2H2O .

В щелочном растворе нитраты взаимодействуют с алюминием и цинком:

3KNO3 + 8 Al + 5KOH + 18H2O  = 3NH3 + 8K[Al(OH)4] .

 

При изучении свойств азотной кислоты большое внимание уделяется ее взаимодействию с металлами, поэтому важно знать особенности термического разложения нитратов. Какие при этом получаются продукты - зависит от природы металла.

 

Нитраты активных металлов (расположенные в ряду напряжений левее Mg) разлагаются так:

   2KNO3 = 2KNO2 + O2 ,

нитраты металлов, расположенных от Mg до Cu так:

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2 ,

нитраты благородных металлов:

 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2+ O2,

нитрат аммония при умеренном нагревании (250o C) так:

 NH4NO3 = N2O + 2H2O

и при более высокой температуре (выше 500o C) так: 

 2NH4NO3 = 2N2 + O2 + 4H2O .

 

Нитраты натрия, калия, кальция и аммония называются селитрами и используются в качестве минеральных  удобрений КNO3 и NaNO3 - в стекловарении, KNO3 - для

изготовления черного пороха (78% KNO3, 12% древесного угля, 10% S).

 

                            Кислородные соединения фосфора.

Рассмотрим кислородные соединения фосфора со степенями окисления +3 и +5. Все оксиды фосфора экзотермические соединения и их легко получить из простых веществ.

 

Кислородные соединения фосфора    со степенью окисления +3

 

P2O3 - оксид фосфора (III) - фосфористый ангидрид.

Получают P2O3 сжиганием фосфора при недостатке кислорода

 4 P + 3 O2 = 2 P2O3 .

В парах вплоть до достаточно высоких температур оксид фосфора (III) существует в виде молекул P4O6, при комнатной температуре это белые кристаллы (tпл = 24o C). Для простоты мы этот оксид будем записывать в виде простейшей формулы P2O3.

Растворяясь в воде P2O3 дает фосфористую кислоту:

              

  P2O3 + 3 H2O = 2 H3PO3 .

P2O3 легко окисляется до фосфорного ангидрида:                P2O3 + O2 = P2O5.

 

Фосфористая кислота H3PO3 - бесцветное вещество, хорошо растворимое в воде.

 

Получают её гидролизом треххлористого фосфора:

   PCl3 + 3 H2O = H3PO3 + 3 HCl .

В растворе фосфористая кислота является двухосновной кислотой .

При ее взаимодействии со щелочами получают фосфиты:

2KOH + H3PO3 = K2HPO3 + 2H2O.

Она медленно окисляется кислородом воздуха и галогенами:

2H3PO3 + O2 = 2H3PO4 ,

H3PO3 + Cl2 + H2O = H3PO4 + 2HCl .

 

Кислородные соединения фосфора    со степенью окисления +5

 

P2O5 - фосфорный ангидрид - белые кристаллы, очень гигроскопичен. В парах оксид фосфора (V) вплоть до достаточно высоких температур существует в виде молекул P4O10. Для простоты этот оксид будем записывать в виде простейшей формулы P2O5.

Его получают так:      4P + 5O2 = P2O5 .

 

Свойства

 

P2O5 обладает всеми свойствами кислотного оксида: растворяясь в воде дает различные фосфорные кислоты, взаимодействует с оксидами и гидроксидами металлов давая соли.

 

   P2O5 + H2O = 2 HPO3,     

   P2O5 + 2 H2O = H4P2O7,

   P2O5 + 3 H2O = 2 H3PO4,

   P2O5 + 3 MgO = Mg3(PO4)2,

   P2O5 + 6 KOH = 2 K3PO4 + 3 H2O.

 

Благодаря высокой гигроскопичности фосфорный ангидрид используется как эффективное осушающее и водоотнимающее средство, для получения оксидов неметаллов из кислот:

P2O5 + 2 HClO4 = 2 HPO3 + Cl2O7,

P2O5 + 2 HNO3 = 2 HPO3 + N2O5.

 

Фосфорные кислоты: HPO3 - метафосфорная: H4P2O7 - пирофосфорная; H3PO4 -

ортофосфорная (чаще просто фосфорная). Мы будем рассматривать получение, свойства и применение ортофосфорной кислоты.

 

В промышленности фосфорную кислоту получают из фосфоритов или апатитов:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4Ї + 2H3PO4

или термическим методом - восстановлением фосфатов до свободного фосфора, окисляя его затем до P2O5 и растворяя последний в воде. Фосфор с водяным паром при температуре 700o C в присутствии мелкораздробленной меди (катализатора) может давать сразу фосфорную кислоту и водород:

P4 + 16H2O = 4H3PO4 + 10H2.

В лаборатории H3PO4 получают окислением фосфора 30% азотной кислотой

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO .

 

Свойства

Фосфорная кислота является трехосновной кислотой и дает три ряда солей: фосфаты, гидрофосфаты и дигидрофосфаты. Фосфорная кислота обладает всеми свойствами кислот и, в частности, способна нормальные соли переводить в кислые:

 

3Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6H2O,

Ca3(PO4)2 + H3PO4 = 3CaHPO4 + H2O,

CaHPO4 + H3PO4 = Ca(H2PO4)2 .

При нагревании из ортофосфорной кислоты можно получить пирофосфорную:                   2 H3PO4 = H4P2O7 + H2O .

Качественной реакцией на фосфат-ион являются катионы серебра, при этом выпадает желтый осадок:

3 AgNO3 + Na3PO4 = Ag3PO4Ї + 3NaNO3 .

 

Фосфаты

 

Фосфаты являются ценными фосфорными удобрениями. Дело в том, что в воде растворимы фосфаты только щелочных металлов, и чтобы фосфорные удобрения (например, фосфат кальция) могли усваивать растения, их надо перевести в

растворимую соль, лучше всего в дигидрофосфат

Простейшее фосфорное удобрение - это фосфоритная мука, т.е. размолотый фосфат кальция. Она медленно усваивается растениями, эффективна как удобрение только на подзолистых и торфяных почвах, содержащих органические кислоты. Суперфосфат Ca(H2PO4)2·2CaSO4 получают, добавляя в размолотый фосфорит или

апатит строго необходимое количество серной кислоты. Реакционную массу тщательно перемешивают и через несколько дней простой суперфосфат готов:

 

Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4 .

Более эффективным, т.е. содержащим в 2 раза больше фосфора, является двойной суперфосфат - он уже не содержит баласта в виде CaSO4:

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2 .

На кислых почвах в качестве удобрения используется преципитат:

Ca(OH)2 + H3PO4 = CaHPO4·2H2O.

Ценным азотно-фосфорным удобрением является аммофос:

   3NH3 + 2H3PO4 = NH4H2PO4 + (NH4)2HPO4 .

 

 

 
Сайт управляется системой uCoz