Bài 10. Photpho

Chương V
CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VA
PHOTPHO
HỢP CHẤT CỦA PHOTPHO

GVHD: BÙI PHƯỚC PHÚC
SV

: TRẦN PHÚ QUÍ
1


NỘI DUNG

2


I. Sơ Lược Về Photpho
1. Lịch sử:

Henning Brand _ nhà giả kim thuật (1630 – 1770) sinh ở
Đức đã phát hiện ra Photpho trắng khi nung bã rắn cô cạn
từ nước tiểu. Photpho trắng phát quang do cháy chậm
trong không khí ở nhiệt độ thường.

3


2. Vị Trí Của PhotPho Trong Bảng THHH

4

Trạng thái số oxi hoá:
-3

0

+3

+5

P
15+

Mô hình nguyên tử Photpho
5


II. Tính Chất Vật Lý
Photpho tồn tại 3 dạng thù hình: photpho trắng, photpho đỏ, photpho đen.
1. Photpho trắng:

-

Chất rắn dạng tinh thể, mềm, chứa nhiều tạp chất nên có màu vàng (sáp ong)

-

Kiểu mạng lập phương, tại mắt mạng lưới là những ptử P liên kết với nhau bằng lực Vandevan  dễ nóng chảy, bay
hơi.

-

Phát quang trong tối, tự bốc cháy trong không khí, rất độc

-

Không tan trong nước, nhưng tan trong một số dung môi như: CS 2, benzen, ete…

6


(P4)

7


2. Photpho đỏ:

-

Chất bột màu đỏ, dạng polime, không độc, không phát quang, không tan trong nước và dung môi

-

Tự bốc cháy ở t0 = 6000C, cùng với nhiệt độ đó P cao sẽ thăng hoa

-

Có nhiều dạng polime khác nhau  tính chất lý học khác nhau

(Pn)

Cấu trúc polime của photpho đỏ
8


3. Photpho đen

-

Được tạo nên khi đun nóng photpho trắng ở 220 – 3700C, P = 12000 atm, hoặc khi có thủy ngân làm chất xúc tác

-

Chất rắn có cấu trúc polime dạng lớp với mạng lưới nguyên tử

-

Là chất bán dẫn, nóng chảy 10000C dưới P = 18000 atm. Bền hơn so với P trắng và đỏ.

-

Không độc, không tan trong nước và dung môi hữu cơ…

9


Photpho trắng

Photpho đỏ
10


Màu sắc của Photpho
11


SỰ BỎNG
PHOTPHO TRẮNG

12


Cháy do vận chuyển P trắng

P trắng phát quang trong bóng tối

13


III. Tính Chất Hóa Học

-

Ở mức độ khác nhau, P trắng phản ứng mạnh hơn P đỏ và P đen.

-

P vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử, nhưng tính khử là chủ yếu.

1. Tác dụng với kim loại:

-

Photpho thể hiện tính khử, nhiệt độ 300 – 5000C  hợp chất photphua

-

PTHH:
3 Na + P

Na3P

3 Li + P

Li3P
t

t

0

0

14


2. Tác dụng với các halogen

Thiếu

PTHH:
Thiếu clo:

2 P + 3 Cl2

2 PCl
Dư3

Dư clo:

2P +

2 PCl5

5 Cl2

t

t

0

0

15


3. Tác dụng với phi kim khác ( O2, S…)

-

Đối với O2  P2O3, P2O5

-

PTHH:
4 P + 3 O2

2 P2O3 (Photpho trioxit)
Thiếu, t

4 P + 5 O2

0

2 P2O5 (Photpho pentaoxit)

Dư, t

0

16


-

Với lưu huỳnh tạo ra một số hợp chất P4S, P2S, P2S3, P2S5… khi nung Photpho với lưu huỳnh trong khí quyển CO2

-

PTHH:
2P + 3S

P 2S3

(Photpho trisunfua)

2 P + 5S

P 2S5

(Photpho pentasunfua)

Các photpho sunfua đều không bền trong không khí khô, dễ bị
P2 S 3 + 6 H 2 O

3 H2S + 2 H3PO3

P2 S 5 + 8 H 2 O

5 H2S + 2 H3PO4

thủy phân trong không khí ẩm

17


4. Tác dụng với dd kiềm
tác dụng với dd kiềm Photpho thể hiện tính oxi hóa & tính khử

P4 + 3 KOH + 3 H2O

2P4 + 3 Ba(OH)2 + 6 H2O

PH3 + 3 KH2PO2

2 PH3 + 3 Ba(H2PO2)2

*** Trong thực tế Photpho không tác dụng trực tiếp với hidro mà chỉ được điều chế bằng cách gián tiếp

18


5. Tác dụng với các chất oxi hóa ( thể hiện tính khử)

-

P trắng đẩy các kim loại Cu, Ag, Au,… ra khỏi dd muối:

5 CuSO4 + 2 P + 8 H2O

5 Cu + 2 H3PO4 + 5 H2SO4

5 AgNO3 + 2 P + 4 H2O

5 Ag + H3PO4 + 5 HNO3

-

P đỏ có thể tự bốc cháy khi nghiền các chất rắn như: KClO3, K2CrO7, KNO3, …

4 P + 5 KNO3

2 P2O5 + 5 KCl

19


Tóm lại

tác dụng với
Tính oxi hóa

Kim loại hoạt động

−3

P

0

P

Oxi, Clo

Tính khử

+3

+5

P P

20

tác dụng với

Các hợp chất có tính oxi hóa mạnh


IV. Điều Chế
1. Photpho trắng

-

Trong công nghiệp: P được điều chế bằng cách nung hỗn hợp gồm Ca 3(PO4)2, cát, than cốc trong lò điện ở 15000C

2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C

-

6 CaSiO3 + 10 CO + P4

Trong phòng thí nghiệm: thường không điều chế P, mà0tinh chế lại photpho thị trường bằng cách:
1500 C

•

P bán trên thị trường đựng những bình sắt tây thường phủ lớp bột màu đen, để tinh chế lại thì ngâm P một
thời gian trong dd HNO3, sau đó rửa lại bằng nước cất.

21


2. Photpho đỏ

22


V. Trạng Thái Tự Nhiên & Ứng Dụng
1. Trạng thái tự nhiên

• Trong tự nhiên photpho không có ở dạng tự do
• Hai khoáng vật chính của photpho
Quặng photphorit:

3Ca3(PO4)2 , Ca5(OH)(PO4)3

Quặng apatit:

3Ca3(PO4)2.Ca(F,Cl)2 hoặc Ca5 X(PO4)3

khoáng flo-apatit:

3Ca3(PO4)2.CaF2,

hidroxyl-apatit:

3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2

cacbonat-apatit:

3Ca3(PO4)2.CaCO3.H2O

• Khoáng photphat của sắt, nhôm: Fe3(PO4)2 .8H2O, 3Al2O3.2P2O5.12H2O
•

P có trong protein thực vật; trong xương, răng, bắp thịt, tế bào não,….của người và động vật.

23


Quặng photphorit Ca3(PO4)2

Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

24


Quặng apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2

25