Chuyên đề 4. Phi kim 2 - Nhóm VA và IVA

Photpho

Chi tiết

Chuyên mục: Chuyên đề 4. Phi kim 2 - Nhóm VA và IVA

Được viết ngày Thứ ba, 10 Tháng 2 2015 22:27

Viết bởi Nguyễn Văn Đàm

     Photpho thuộc nhóm VA (cùng nhóm với nitơ) nhưng ở điều kiện thường, photpho hoạt động hóa học mạnh hơn nitơ rất nhiều.

1. Tính chất vật lí

     Thường gặp 2 dạng thù hình phổ biến là P đỏ và P trắng:

- P trắng là chất rắn trong suốt, màu trắng hoặc vàng nhạt, giống sáp, cấu trúc mạng tinh thể phân tử. P trắng mềm, dễ nóng chảy. P trắng không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ; rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da; bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40⁰c, bảo quản bằng cách ngâm trong nước. Ở nhiệt độ thường, P trăng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.

 - P đỏ là chất bột màu đỏ có cấu trúc polime, khó nóng chảy và khó bay hơi hơn P trắng; không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường, dễ hút ẩm và chảy rữa, bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối. Chỉ bốc cháy ở nhiệt độ trên 250⁰c. Khi đun nóng không có không khí, P đỏ chuyển thành dạng hơi, khi làm lạnh thì hơi của nó ngưng tụ lại thành P trắng.

2. Tính chất hóa học

- Các mức oxi hóa có thể có của P: -3, 0, +3, +5.

- P hoạt động hóa học mạnh hơn N₂ vì liên kết P - P kém bền hơn so với liên kết N ≡ N.

- P trắng hoạt động hơn P đỏ (vì P trắng có kiểu mạng phân tử còn P đỏ có cấu trúc kiểu polime).

a. Tính oxi hóa

     P có phản ứng với nhiều kim loại → muối photphua:            

2P + 3Mg → Mg₃P₂

Các muối photphua bị thủy phân mạnh giải phóng photphin (PH­₃).

Ca₃P₂ + 6H₂O → 2PH₃ + 3Ca(OH)₂

Photphin là một khí không màu rất độc, có mùi tỏi, bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ gần 150⁰C.

2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O

b. Tính khử

- Phản ứng với phi kim: O₂, halogen...

4P + 3O₂ → 2P₂O₃

4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (nếu O₂ dư)

(P trắng phản ứng được ở ngay nhiệt độ thường và có hiện tượng phát quang hóa học; P đỏ chỉ phản ứng khi nhiệt độ > 250⁰C).

2P + 3Cl₂ → 2PCl₃

2P + 5Cl₂ → 2PCl₅

- Phản ứng với các chất oxi hóa khác

6P_đ + 3KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl (t⁰) (phản ứng xảy ra khi quẹt diêm)

6P_t + 5K₂Cr₂O₇ → 5K₂O + 5Cr₂O₃ + 3P₂O₅

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

2P + 5H₂SO₄ đặc → 2H₃PO₄ + 3H₂O + 5SO₂

3. Trạng thái tự nhiên và điều chế               

- Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Hai khoáng vật chính là apatit 3Ca₃(PO₄)₂.CaF₂ và photphorit Ca₃(PO₄)₂.

- Điều chế:

 Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO (lò điện ở 1500⁰C)

     Sau đây, mời các bạn tham khảo một số bài tập về photpho của hochoaonline.net: