Пентаоксид фосфора, также оксид фосфора(V) — неорганическое химическое соединение класса кислотных оксидов с формулами P4O10 и P2O5. Бесцветный кристаллический порошок, реагирует с водой; ядовит.
| Оксид фосфора(V) | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Оксид фосфора(V) |
| Традиционные названия | Фосфорный ангидрид; пентаоксид фосфора |
| Хим. формула | P2O5 |
| Рац. формула | P2O5 |
| Физические свойства | |
| Состояние | белый порошок |
| Молярная масса | 141,94 г/моль |
| Плотность | 2.39 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | 420оС(Н-форма),569 (О-форма) |
| • кипения | возгоняется при 359 (Н-форма) °C | Энтальпия |
| • образования | -3010,1 кДж/моль |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | реагирует |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | [1314-56-3] (P2O5) [16752-60-6] (P4O10) |
| PubChem | 14812 |
| SMILES |
O=P12OP3(=O)OP(=O)(O1)OP(=O)(O2)O3
|
| InChI |
1S/O10P4/c1-11-5-12(2)8-13(3,6-11)10-14(4,7-11)9-12
DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | TH3945000 |
| ChEBI | 37376 |
| ChemSpider | 14128 и 21428497 |
| Безопасность | |
| Предельная концентрация | 1 мг/м3 |
| ЛД50 | 100-140 мг/кг |
| Токсичность | Класс опасности 2 |
| NFPA 704 |
|
Строение
Пары оксида фосфора(V) имеют состав P4O10. Твердый оксид склонен к полиморфизму. Существует в аморфном стекловидном состоянии и кристаллическом. Для кристаллического состояния известны две метастабильные модификации пентаоксида фосфора — гексагональная Н-форма (а = 0,744 нм, = 87°, пространств, гр. R3С) и орторомбическая О-форма (а = 0,923 нм, b = 0,718 нм, с = 0,494 нм, пространств, гр. Рпат), а также одна стабильная орторомбическая О-форма (а =1,63 нм, b= 0,814 нм, с =0,526 нм, пространств. гр. Fdd2). Молекулы P4O10 (Н-форма) построены из 4 групп PO4 в виде тетраэдра, вершины которого занимают атомы фосфора, 6 атомов кислорода располагаются вдоль ребер, а 4 — по оси третьего порядка тетраэдра. Эта модификация легко возгоняется (360°С) и активно взаимодействует с водой. Другие модификации имеют слоистую полимерную структуру из тетраэдров PO4, объединенные в 10-членные (О-форма) и 6-членные (О’-форма) кольца. Эти модификации имеют более высокую температуру возгонки (~580°С) и менее химически активны. H-форма переходит в О-форму при 300—360оC.
Свойства
P4O10 очень активно взаимодействует с водой (H-форма поглощает воду даже со взрывом), образуя смеси фосфорных кислот, состав которых зависит от количества воды и других условий:
При сильном нагревании распадается на:
Он также способен извлекать воду из других соединений, представляя собой сильное дегидратирующее средство:
Оксид фосфора(V) широко применяется в органическом синтезе. Он реагирует с амидами, превращая их в нитрилы:
При сплавлении P4O10 с основными оксидами образует различные твёрдые фосфаты, природа которых зависит от условий реакции.
Получение
Оксид фосфора(V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода или воздуха. Технологический процесс происходит в камере сжигания и включает в себя окисление элементарного P предварительно осушенным воздухом, осаждение P4O10 и очистку отходящих газов. Очищают полученный пентаоксид возгонкой.
Технический продукт имеет вид белой снегообразной массы, состоящей из смеси разных форм P4O10.
Основные сферы использования
P4O10 применяют как осушитель газов и жидкостей. Также он является промежуточным продуктом в производстве ортофосфорной кислоты H3PO4 термическим способом.
Широко используется в органическом синтезе в реакциях дегидратации и конденсации.
Физиологическое значение
Пентаоксид фосфора особо токсичен; относится ко второму классу опасности и в высоких концентрациях раздражает кожу и слизистые оболочки глаз.
ПДК в рабочей зоны — 1 мг/м³ (в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76).
ЛД50 на крысах и белых мышах при пероральном введении составляет 140 мг/кг.
