Τα σύγχρονα παιδιά από την κούνια παίζουν με δύναμη και κυρίως παιχνίδια στον υπολογιστήχρησιμοποιήστε tablet και iPhone. Δεν ενδιαφέρονται πλέον για εκείνα τα μικρά μαγικά παιχνίδια που γοήτευαν τους γονείς τους στα πρώτα τους χρόνια.

Το "μαγικό" αναφέρεται σε μπιχλιμπίδια που λάμπουν στο σκοτάδι. Αργότερα, το μυστικό αποκαλύφθηκε και όλοι έμαθαν ότι τα παιχνίδια έλαμπαν τόσο έντονα χάρη στον φώσφορο με τον οποίο είχαν υποβληθεί σε προεπεξεργασία.

Παρασκευάζεται ως λευκή σκόνη από φωσφορικό ασβέστιο Προδιαγραφέςσε ειδικά χημικά εργοστάσια.

Όπως αποδείχθηκε, μπορείτε να φτιάξετε φώσφορο στο σπίτι. Για όσους βάλθηκαν να πάρουν λευκό φώσφορο χωρίς ειδικό εξοπλισμό, προσφέρουμε τον πιο ασφαλή τρόπο.

Θα χρειαστείτε:

Προετοιμάστε το δοχείο

Η παρασκευή στο σπίτι συνεπάγεται το γεγονός ότι, εξ ορισμού, δεν έχετε ειδικά πιάτα. Ωστόσο, όλα στον κόσμο μας είναι εναλλάξιμα, κάθε πράγμα έχει τα ανάλογα του και αυτή η περίπτωση δεν αποτελεί εξαίρεση. Χρειαζόμαστε λοιπόν τα πιο κοινά μπορώ. Ταιριάζει κάτω αρακάς, καλαμπόκι, ελιές και τα λοιπά, γενικά, τι θα βρείτε. Είναι καλύτερα να κόψετε όλα τα αυτοκόλλητα από αυτό πριν τη χρήση, να το πλύνετε καλά και να το στεγνώσετε.

Προσθέστε υδατική αμμωνία

Η υδατική αμμωνία μπορεί να αγοραστεί σε οποιοδήποτε βιομηχανικό εξειδικευμένο κατάστημα. Είναι σχετικά φθηνό, αλλά κατά τη μεταφορά και την αποθήκευση είναι σημαντικό να θυμάστε ότι είναι δηλητηριώδες και μπορεί να επηρεάσει άμεσα το αναπνευστικό σύστημα. Τηρώντας όλες τις προφυλάξεις, πληκτρολογήστε 200 γραμμάρια υδατικής αμμωνίας σε ένα προπαρασκευασμένο δοχείο.

Αλλά μην παρασυρθείτε και γεμίστε το δοχείο μέχρι την κορυφή.

Για να αποτρέψετε το πιτσίλισμα της αμμωνίας στο δέρμα σας όταν κινείστε.

κάρβουνο και άμμος

Τα επόμενα συστατικά της μελλοντικής "φωτεινής σκόνης" είναι η συνηθισμένη άμμος και το κάρβουνο. Πολλοί, διαβάζοντας αυτήν την παράγραφο, θα πανικοβληθούν ότι πρόκειται για κάποιο είδος δυσεύρετου συστατικού. Ηρέμησε, δεν είναι καθόλου έτσι. Σχεδόν όλοι αγαπούν τα πικνίκ, οπότε πιθανότατα έχετε μια τσάντα με αυτό το «καλό» που βρίσκεται κάπου στο γκαράζ ή στο μπαλκόνι. Προσθέστε αρκετή άμμο στην αμμωνία για να διαλυθεί κυριολεκτικά. Στη συνέχεια, στείλτε προπαρασκευασμένο κάρβουνο σε αυτό το μείγμα και ανακατέψτε τα πάντα καλά.

Αναψε τον φούρνο

Για να ληφθεί το τελικό προϊόν, το παρασκευασμένο μείγμα πρέπει να ψηθεί σωστά. Μια σόμπα ή τζάκι είναι η καλύτερη κατάλληλη για αυτό. Έχοντας επιλέξει μια βολική επιλογή, βάλτε το βάζο στη φωτιά έτσι ώστε η μάζα να εκτεθεί σωστά σε υψηλή θερμοκρασία.

Αφού εκτελέσετε όλους τους χειρισμούς που προτείνονται παραπάνω, βγάλτε το βάζο, στο κάτω μέρος θα δείτε το πολύτιμο ίζημα άσπρο χρώμαπου είναι ο λευκός φώσφορος.

συμπέρασμα

συμπέρασμα

Αυτό είναι βασικά όλο, αυτό ολοκληρώνει τη διαδικασία παρασκευής λευκού φωσφόρου. Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει ανάγκη διεξαγωγής ειδικών χημικών πειραμάτων. Όλα τα βήματα που περιγράφονται είναι προσβάσιμα ακόμη και σε ένα άτομο που απέχει εντελώς από τη χημεία. Αξίζει όμως να σημειωθεί ότι η ευκολία εφαρμογής δεν διασφαλίζει την ασφάλειά του, επομένως απαιτείται περισσότερη γνώση από αυτόν τον τομέα για τη χρήση της ουσίας που προκύπτει.

Παρεμπιπτόντως, η αμμωνία βρίσκεται επίσης στα ανθρώπινα ούρα, επομένως εάν δεν είναι δυνατό να ληφθεί εμπορικά παραγόμενη υδατική αμμωνία ή εάν υπάρχουν ανησυχίες κατά τη χρήση της, είναι καλύτερο να το αποφύγετε και να χρησιμοποιήσετε ένα προϊόν "ιδίας παραγωγής".

Μην κάνεις τα πάντα βιαστικά! Πριν χειριστείτε οποιοδήποτε αντικείμενο με αμμωνία, διαβάστε όλες τις προφυλάξεις ασφαλείας για το χειρισμό επικίνδυνα δηλητήρια. Τότε δεν θα έβλαπτε να κατακτήσετε τα βασικά της χημείας. Φυσικά, θα πείτε ότι αυτή είναι μια πολύ σοβαρή προσέγγιση σε ένα ασήμαντο θέμα, αλλά πιστέψτε με, αυτή η συμβουλή έχει δοκιμαστεί από την εμπειρία των αρχαρίων χημικών-χαμένων, των οποίων η αμέλεια επανήλθε σε αυτούς. Γι' αυτό παίξτε το ασφαλές και μην αμελείτε την ασφάλεια, όπως λένε, ο Θεός προστατεύει το χρηματοκιβώτιο.

Βίντεο στο υλικό

Εάν δείτε κάποιο σφάλμα, επισημάνετε ένα κομμάτι κειμένου και κάντε κλικ Ctrl+Enter.

• Ονομασία - P (Phosphorus);
• Περίοδος - III;
• Ομάδα - 15 (Va);
• Ατομική μάζα - 30,973761;
• Ατομικός αριθμός - 15;
• Ακτίνα ατόμου = 128 μ.μ.
• Ομοιοπολική ακτίνα = 106 μ.μ.
• Κατανομή ηλεκτρονίων - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ;
• τήξη t = 44,14°C;
• σημείο βρασμού = 280°C;
• Ηλεκτραρνητικότητα (σύμφωνα με τον Pauling / σύμφωνα με τους Alpred και Rochov) = 2,19 / 2,06;
• Κατάσταση οξείδωσης: +5, +3, +1, 0, -1, -3;
• Πυκνότητα (n.a.) \u003d 1,82 g / cm 3 (λευκός φώσφορος).
• Μοριακός όγκος = 17,0 cm 3 / mol.

Ενώσεις φωσφόρου:

Ο φώσφορος (φέροντας φως) ελήφθη για πρώτη φορά από τον Άραβα αλχημιστή Ahad Behil τον 12ο αιώνα. Από τους Ευρωπαίους επιστήμονες, ο Γερμανός Hennig Brant ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε το φώσφορο το 1669, κατά τη διάρκεια πειραμάτων με ανθρώπινα ούρα σε μια προσπάθεια εξαγωγής χρυσού από αυτό (ο επιστήμονας πίστευε ότι το χρυσό χρώμα των ούρων προκλήθηκε από την παρουσία σωματιδίων χρυσού) . Λίγο αργότερα, ο φώσφορος ελήφθη από τους I. Kunkel και R. Boyle - ο τελευταίος τον περιέγραψε στο άρθρο του "Method of making phosphorus from human urine" (14/10/1680· το έργο δημοσιεύτηκε το 1693). Ο Λαβουαζιέ απέδειξε αργότερα ότι ο φώσφορος είναι μια απλή ουσία.

Περιεκτικότητα σε φώσφορο σε φλοιός της γηςείναι 0,08% κατά μάζα - αυτό είναι ένα από τα πιο κοινά χημικά στοιχεία στον πλανήτη μας. Λόγω της υψηλής δραστηριότητάς του, ο φώσφορος σε ελεύθερη κατάσταση δεν υπάρχει στη φύση, αλλά αποτελεί μέρος σχεδόν 200 ορυκτών, τα πιο κοινά από τα οποία είναι ο απατίτης Ca 5 (PO 4) 3 (OH) και Ca 3 (PO 4) 2 φωσφορίτη.

Ο φώσφορος παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των ζώων, των φυτών και των ανθρώπων - είναι μέρος μιας τέτοιας βιολογικής ένωσης όπως ένα φωσφολιπίδιο, υπάρχει επίσης σε πρωτεΐνες και άλλες σημαντικές οργανικές ενώσεις όπως το DNA και το ATP.

Ρύζι. Η δομή του ατόμου του φωσφόρου.

Το άτομο φωσφόρου περιέχει 15 ηλεκτρόνια και έχει μια διαμόρφωση ηλεκτρονίων επιπέδου εξωτερικού σθένους παρόμοια με το άζωτο (3s 2 3p 3), αλλά ο φώσφορος έχει λιγότερο έντονες μη μεταλλικές ιδιότητες σε σύγκριση με το άζωτο, γεγονός που εξηγείται από την παρουσία ενός ελεύθερου τροχιακού d , μεγάλη ατομική ακτίνα και χαμηλότερη ενέργεια ιοντισμού .

Αντιδρώντας με τους άλλους χημικά στοιχεία, το άτομο φωσφόρου μπορεί να εμφανίσει μια κατάσταση οξείδωσης από +5 έως -3 (η πιο τυπική κατάσταση οξείδωσης είναι +5, τα υπόλοιπα είναι αρκετά σπάνια).

• +5 - οξείδιο του φωσφόρου P 2 O 5 (V); φωσφορικό οξύ (Η 3 ΡΟ 4); φωσφορικά άλατα, αλογονίδια, σουλφίδια του φωσφόρου V (άλατα φωσφορικού οξέος).
• +3 - P 2 O 3 (III); φωσφορικό οξύ (Η 3 ΡΟ 3); φωσφορώδη άλατα, αλογονίδια, σουλφίδια του φωσφόρου III (άλατα φωσφορώδους οξέος).
• 0-P;
• -3 - φωσφίνη PH 3; φωσφίδια μετάλλων.

Στη θεμελιώδη (μη διεγερμένη) κατάσταση του ατόμου φωσφόρου στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειαςυπάρχουν δύο ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια στο s-υποεπίπεδο + 3 μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια στα p-τροχιακά (το d-τροχιακό είναι ελεύθερο). Στη διεγερμένη κατάσταση, ένα ηλεκτρόνιο από το υποεπίπεδο s περνά στο d-τροχιακό, το οποίο διευρύνει τις δυνατότητες σθένους του ατόμου του φωσφόρου.

Ρύζι. Η μετάβαση του ατόμου του φωσφόρου σε διεγερμένη κατάσταση.

P2

Δύο άτομα φωσφόρου συνδυάζονται σε ένα μόριο P2 σε θερμοκρασία περίπου 1000°C.

Με περισσότερα χαμηλές θερμοκρασίεςΟ φώσφορος υπάρχει στα μόρια P 4 με τέσσερα άτομα, καθώς και στα πιο σταθερά πολυμερή μόρια P ∞ .

Αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου:

• Λευκός φώσφορος- εξαιρετικά δηλητηριώδης (η θανατηφόρα δόση λευκού φωσφόρου για έναν ενήλικα είναι 0,05-0,15 g) κηρώδης ουσία με οσμή σκόρδου, χωρίς χρώμα, φωτεινή στο σκοτάδι (αργή διαδικασία οξείδωσης στο P 4 O 6). η υψηλή αντιδραστικότητα του λευκού φωσφόρου εξηγείται από τον ασθενή Συνδέσεις P-P(ο λευκός φώσφορος έχει ένα μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα με τον τύπο P 4, στους κόμβους του οποίου βρίσκονται άτομα φωσφόρου), το οποίο σπάει αρκετά εύκολα, με αποτέλεσμα λευκό φώσφορο όταν θερμαίνεται ή στη διαδικασία μακροχρόνια αποθήκευσηπηγαίνει σε πιο σταθερές τροποποιήσεις πολυμερών: κόκκινο και μαύρο φώσφορο. Για αυτούς τους λόγους, ο λευκός φώσφορος αποθηκεύεται χωρίς πρόσβαση αέρα κάτω από ένα στρώμα καθαρού νερού ή σε ειδικά αδρανή μέσα.
• κίτρινο φώσφορο- εύφλεκτο, πολύ δηλητηριώδης ουσία, δεν διαλύεται στο νερό, οξειδώνεται εύκολα στον αέρα και αναφλέγεται αυθόρμητα, ενώ καίγεται με μια λαμπερή πράσινη εκθαμβωτική φλόγα με την απελευθέρωση πυκνού λευκού καπνού.
• κόκκινος φώσφορος- μια πολυμερή, αδιάλυτη στο νερό ουσία με πολύπλοκη δομή, η οποία έχει τη μικρότερη αντιδραστικότητα. Ο κόκκινος φώσφορος χρησιμοποιείται ευρέως σε εργοστασιακή παραγωγή, γιατί δεν είναι τόσο ισχυρό δηλητηριώδες. Δεδομένου ότι στην ύπαιθρο, ο κόκκινος φώσφορος, απορροφώντας την υγρασία, οξειδώνεται σταδιακά για να σχηματίσει ένα υγροσκοπικό οξείδιο ("υγρό"), σχηματίζει παχύρρευστο φωσφορικό οξύ, επομένως, ο κόκκινος φώσφορος αποθηκεύεται σε ένα ερμητικά σφραγισμένο δοχείο. Στην περίπτωση του εμποτισμού, ο κόκκινος φώσφορος καθαρίζεται από υπολείμματα φωσφορικού οξέος με πλύσιμο με νερό, στη συνέχεια ξηραίνεται και χρησιμοποιείται για τον προορισμό του.
• μαύρος φώσφορος- λιπαρή στην αφή ουσία που μοιάζει με γραφίτη γκρι-μαύρου χρώματος, με ημιαγωγικές ιδιότητες - η πιο σταθερή τροποποίηση του φωσφόρου με μέση δραστικότητα.
• μεταλλικό φώσφοροπροέρχεται από μαύρο φώσφορο υψηλή πίεση. Ο μεταλλικός φώσφορος άγει τον ηλεκτρισμό πολύ καλά.

Χημικές ιδιότητες του φωσφόρου

Από όλες τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου, η πιο δραστική είναι ο λευκός φώσφορος (P 4). Συχνά στην εξίσωση χημικές αντιδράσειςαπλά γράψτε P, όχι P 4 . Δεδομένου ότι ο φώσφορος, όπως και το άζωτο, έχει πολλές παραλλαγές καταστάσεων οξείδωσης, σε ορισμένες αντιδράσεις είναι οξειδωτικός παράγοντας, σε άλλες είναι αναγωγικός παράγοντας, ανάλογα με τις ουσίες με τις οποίες αλληλεπιδρά.

ΟξειδωτικόΟ φώσφορος παρουσιάζει ιδιότητες σε αντιδράσεις με μέταλλα που συμβαίνουν όταν θερμαίνεται για να σχηματίσει φωσφίδια:
3 Mg + 2P \u003d Mg 3 P 2.

Ο φώσφορος είναι αναγωγικό μέσοσε αντιδράσεις:

• με περισσότερα ηλεκτραρνητικά αμέταλλα (οξυγόνο, θείο, αλογόνα):
  • Οι ενώσεις φωσφόρου (III) σχηματίζονται με έλλειψη οξειδωτικού παράγοντα
    4P + 3O 2 \u003d 2P 2 O 3
  • ενώσεις φωσφόρου (V) - με περίσσεια: οξυγόνο (αέρας)
    4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5
• με αλογόνα και θείο, ο φώσφορος σχηματίζει αλογονίδια και θειούχο φώσφορο 3 ή 5 σθένους, ανάλογα με την αναλογία των αντιδραστηρίων που λαμβάνονται σε ανεπάρκεια ή περίσσεια:
  • 2P + 3Cl 2 (εβδομάδα) \u003d 2PCl 3 - χλωριούχος φώσφορος (III)
  • 2P + 3S (εβδομάδες) \u003d P 2 S 3 - σουλφίδιο φωσφόρου (III)
  • 2P + 5Cl2 (π.χ.) \u003d 2PCl 5 - χλωριούχος φώσφορος (V)
  • 2P + 5S (π.χ.) \u003d P 2 S 5 - σουλφίδιο φωσφόρου (V)
• με πυκνό θειικό οξύ:
  2P + 5H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
• με συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ:
  P + 5HNO 3 \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
• με αραιό νιτρικό οξύ:
  3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO

Ο φώσφορος δρα τόσο ως οξειδωτικός όσο και ως αναγωγικός παράγοντας στις αντιδράσεις δυσαναλογίαμε υδατικά διαλύματα αλκαλίων όταν θερμαίνεται, σχηματίζοντας (εκτός από τη φωσφίνη) υποφωσφορώδη (άλατα υποφωσφορώδους οξέος), στα οποία εμφανίζει μια αχαρακτηριστική κατάσταση οξείδωσης +1:
4P 0 + 3KOH + 3H 2 O \u003d P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2

ΘΥΜΑΣΤΕ: με άλλα οξέα, εκτός από τις παραπάνω αντιδράσεις, ο φώσφορος δεν αντιδρά.

Λήψη και χρήση φωσφόρου

Βιομηχανικά, ο φώσφορος λαμβάνεται με την αναγωγή του με οπτάνθρακα από φωσφορικά άλατα (φθοροπατικά), τα οποία περιλαμβάνουν φωσφορικό ασβέστιο, με φρύξη σε ηλεκτρικούς κλιβάνους σε θερμοκρασία 1600 ° C με την προσθήκη χαλαζιακής άμμου:
Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.

Στο πρώτο στάδιο της αντίδρασης κάτω από τη δράση υψηλή θερμοκρασίαΤο οξείδιο του πυριτίου (IV) εκτοπίζει το οξείδιο του φωσφόρου (V) από το φωσφορικό:
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 \u003d 3CaSiO 3 + P 2 O 5.

Στη συνέχεια, το οξείδιο του φωσφόρου (V) ανάγεται από τον άνθρακα σε ελεύθερο φώσφορο:
P 2 O 5 + 5C \u003d 2P + 5CO.

Η χρήση του φωσφόρου:

• Φυτοφάρμακα;
• αγώνες?
• απορρυπαντικά;
• χρώματα?
• ημιαγωγών.

Ένα πιο ακριβές όνομα για αυτήν την ουσία είναι το φωσφορικό οξύ, το οποίο, όταν εξατμιστεί, έχει τη μορφή άχρωμων κρυστάλλων σε σχήμα διαμαντιού, των οποίων το σημείο τήξης είναι 42,3 ° C. Στην καθαρή του μορφή, είναι αρκετά σπάνιο και επομένως 75 - 85 τοις εκατό υδατικό διάλυμα φωσφόρου ονομάζεται φωσφορικό οξύ. Χημική φόρμουλαπεριγράφεται οξύ H3PO4. Το φωσφορικό οξύ μπορεί να αναμιχθεί με H2Oσε οποιαδήποτε αναλογία, λαμβάνοντας έτσι ένα ελαφρώς όξινο διάλυμα. Έτσι, αυτή η ουσία, όντας στη συνηθισμένη της μορφή, είναι ένα άχρωμο, άοσμο, παχύρρευστο υγρό.

Υπό κανονικές συνθήκες, αυτό το οξύ είναι ανενεργό και αντιδρά μόνο με μια μικρή ποσότητα μετάλλων, υδροξειδίων και ανθρακικών αλάτων. Εάν η ουσία θερμανθεί σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από 80 ° C, τα ανενεργά οξείδια, τα πυριτικά και το πυρίτιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αντιδράσεις με αυτήν. Επίσης, κατά τη θέρμανση, το νερό εξατμίζεται από το οξύ, σχηματίζοντας πρώτα πυροφωσφορικά και μετά μεταφωσφορικά οξέα.

Ο φώσφορος είναι απαραίτητο στοιχείο για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς στον πλανήτη Γη, ανεξάρτητα από το αν είναι μικροοργανισμός, απλό φυτό ή άτομο. Ξεχωρίζει τον σημαντικότερο ρόλο στην ανάπτυξη των οστών, των δοντιών, των οστράκων σε ζώα και των νυχιών.

Η χρήση του φωσφορικού οξέος

Το πεδίο εφαρμογής των ενώσεων φωσφόρου είναι πραγματικά τεράστιο, παρακάτω είναι μια λίστα με μερικές από αυτές:

Παραγωγή λιπασμάτων.

Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιείται τα περισσότερα απόόλου του παραγόμενου φωσφορικού οξέος. Κάθε χρόνο, περισσότερο από το 90 τοις εκατό του μεταλλεύματος που περιέχει φωσφόρο χρησιμοποιείται παγκοσμίως για την παραγωγή μόνο λιπασμάτων. Στους κύριους παραγωγούς λιπασμάτων αυτού του τύπουΗ Ρωσία, οι ΗΠΑ και το Μαρόκο μπορούν να αποδοθούν, ενώ πρακτικά όλες οι χώρες της Δυτικής Ευρώπης, της Ασίας και της Αφρικής μπορούν να αποδοθούν στους κύριους καταναλωτές.

Τα άλατα του φωσφορικού οξέος καταναλώνονται από τα φυτά με τη μορφή ανιόντων, καθώς και τα άλατα των πολυφωσφορικών οξέων κατά την υδρόλυση. Ο φώσφορος χρησιμοποιείται από τα φυτά για το σχηματισμό των πιο σημαντικών μερών τους, δηλαδή των σπόρων και των καρπών. Επίσης, λόγω του φωσφορικού οξέος, η χειμερινή ανθεκτικότητα των φυτών αυξάνεται, γίνονται πιο ανθεκτικά στην ξηρασία. Ιδιαίτερα σημαντική προϋπόθεση είναι η χρήση λιπασμάτων που περιέχουν φωσφόρο στις βόρειες περιοχές με σύντομη καλλιεργητική περίοδο. Έχει επίσης ευεργετική επίδραση στο ίδιο το έδαφος, προκαλώντας την ενεργό ανάπτυξη των βακτηρίων του εδάφους.

Βιομηχανία τροφίμων.

Τα διαλύματα του περιγραφόμενου οξέος χρησιμοποιούνται για τον αρωματισμό σιροπιών, όλων των ειδών ανθρακούχων ποτών και μαρμελάδων. Αυτή η ουσία έχει καταχωρηθεί ως συμπλήρωμα διατροφής E338. Τα άλατα του φωσφορικού οξέος μπορούν να βελτιώσουν τη γεύση διαφόρων προϊόντων αρτοποιίας.

Εκτροφή γούνας.

Απαραίτητη ουσία για την πρόληψη των λίθων στα νεφρά και της υπεροξύτητας του στομάχου είναι το φωσφορικό οξύ.

Βιομηχανία ξυλουργικής.

Τα διαλύματα φωσφορικού οξέος χρησιμοποιούνται στην ξυλουργική βιομηχανία για τον εμποτισμό του ξύλου, καθιστώντας το ξύλο άκαυστο.

Παραγωγή οικοδομικών υλικών και οικιακών χημικών.

Χρησιμοποιώντας αυτό το οξύ παράγονται χρώματα και βερνίκια ανθεκτικά στη φλόγα, όπως σμάλτο, βερνίκια και εμποτισμοί, καθώς και πυρίμαχο φωσφορικό αφρό, σανίδες από ξύλο και άλλα δομικά υλικά.

Τα άλατα φωσφορικού οξέος χρησιμοποιούνται για να μαλακώσουν το νερό και βρίσκονται επίσης σε απορρυπαντικά και αφαλάτωση.

Παραγωγή φωσφορικού οξέος

Σε μικρές ποσότητες, το φωσφορικό οξύ λαμβάνεται εύκολα εργαστηριακές συνθήκεςόταν ο φώσφορος οξειδώνεται με διάλυμα νιτρικού οξέος 32%. Υπό βιομηχανικές συνθήκες, λαμβάνεται με εξαγωγή και θερμική μέθοδο.

Η μέθοδος εκχύλισης θεωρείται λιγότερο δαπανηρή. Η ουσία του έγκειται στην αποσύνθεση φυσικών φωσφορικών αλάτων με τη βοήθεια διαφόρων οξέων, το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο είναι το θειικό, καθώς και το νιτρικό και το υδροχλωρικό. Αυτή η μέθοδοςσυνεπάγεται εξαγωγή P2O5στην ακόλουθη προβολή - H3PO4. Για τους σκοπούς αυτούς, τα φωσφορικά άλατα υποβάλλονται σε επεξεργασία H2SO4και ο προκύπτων πολτός διηθείται από το καταβυθισμένο θειικό ασβέστιο. Έτσι, λαμβάνεται καθαρό φωσφορικό οξύ.

Ο κατάλογος των μάλλον υψηλών απαιτήσεων επιβάλλεται στις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή φωσφορικού οξέος, για παράδειγμα, φυσικά φωσφορικά άλατα που περιέχουν σε μεγάλους αριθμούςανθρακικά, ενώσεις Al, Mg, Fe και άλλες οργανικές ουσίες είναι ακατάλληλες! Στην επικράτεια Ρωσική Ομοσπονδίακαι στις χώρες της ΚΑΚ, στην παραγωγή φωσφορικού οξέος, το συμπύκνωμα απατίτη Khibiny χρησιμοποιείται συχνότερα μαζί με φωσφορίτες Karatau.

Η θερμική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη λήψη του πιο καθαρού οξέος αποτελείται από διάφορα στάδια: καύση στοιχειακού φωσφόρου, ενυδάτωση P4O10και απορρόφηση από το νερό, συμπύκνωση και δέσμευση αερίου. Ανάλογα με την εφαρμοζόμενη αρχή της ψύξης αερίου, υπάρχουν τρεις τύποι παραγωγής θερμικού οξέος:

Εξατμιστικό;
κυκλοφορούν-εξατμιστικό?
ανταλλαγή θερμότητας και εξάτμιση.

Οι εγχώριες επιχειρήσεις καταφεύγουν συχνότερα στη χρήση τεχνολογίας με μέθοδο ψύξης με κυκλοφορία-εξάτμιση.

Σε επαφή με

H 3 PO 4 - ισχυρό οξύ, K 1 7,1 10 -3 (pK a 2,12), K 2 6,2 10 -8 (pK a 7,20), K 3 5,0 10 -13 (pK a 12,32); οι τιμές των K 1 και K 2 εξαρτώνται από το t-ry. Η διάσταση στο πρώτο στάδιο είναι εξώθερμη, στο δεύτερο και τρίτο - ενδόθερμο. Το διάγραμμα φάσης του συστήματος H 3 PO 4 - H 2 O φαίνεται στην εικ. 2. Το μέγιστο της καμπύλης κρυστάλλωσης είναι στο t-re 302,4 K και η περιεκτικότητα σε H 3 PO 4 91,6% (στερεά φάση - ημιένυδρη). Στον πίνακα. Δίνονται διαλύματα φωσφορικού οξέος St.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ H 3 PO 4

φά Το ωσφορικό οξύ υπό κανονικές συνθήκες είναι ανενεργό και αντιδρά μόνο με ανθρακικά, υδροξείδια και ορισμένα μέταλλα. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται φωσφορικά άλατα ενός, δύο και τριών υποκατεστημένων (βλ. Ανόργανα φωσφορικά άλατα). Κατά τη φόρτωση πάνω από 80 0 C αντιδρά ακόμη και με ανενεργά οξείδια, πυρίτιο και πυριτικά άλατα. Στο υψηλές θερμοκρασίεςΤο φωσφορικό οξύ είναι ένας ασθενής οξειδωτικός παράγοντας για τα μέταλλα. Όταν δρα σε μέταλλο ένα επιφανειακό διάλυμα φωσφορικού οξέος με προσθήκες Zn ή Mn σχηματίζει ένα προστατευτικό φιλμ (φωσφορίωση). Φωσφορικό οξύ κατά τη θέρμανση. χάνει νερό με το σχηματισμό διαδοχικών πυρο- και μετα φωσφορικό το-τ:

Το φωσφόλιο (υγρός φωσφορικός ανυδρίτης, υπερφωσφορικό οξύ) περιλαμβάνει to-you που περιέχει από 72,4 έως 88,6% P 2 O 5 και είναι ένα σύστημα ισορροπίας που αποτελείται από ορθο-, πυρο-, Tripoli-, τετραπολυ- και άλλα φωσφορικά σε tse ( Συμπυκνωμένα φωσφορικά άλατα). Όταν αραιωθεί με υπερφωσφορικό νερό, ξεχωρίζει. ποσότητα θερμότητας και πολυφωσφορικό για να μετατραπείτε γρήγορα σε ορθοφωσφορικό.

Από άλλα φωσφορικά έως-t H 3 PO 4 μπορεί να διακριθεί με p-tion με AgNO 3 - πέφτει ένα κίτρινο ίζημα Ag 3 PO 4. Τα υπόλοιπα φωσφορικά οξέα σχηματίζουν λευκά ιζήματα.

Παραλαβή.Φωσφορικό οξύ στο εργαστήριο. συνθήκες, είναι εύκολο να ληφθεί με οξείδωση του φωσφόρου με διάλυμα νιτρικού οξέος 32%.

Στη βιομηχανία, το φωσφορικό οξύ λαμβάνεται με θερμικές μεθόδους και μεθόδους εκχύλισης.

Θερμικός μέθοδος (σας επιτρέπει να παράγετε το πιο καθαρό φωσφορικό οξύ) περιλαμβάνει DOS. στάδια: καύση (οξείδωση) στοιχειακού φωσφόρου σε περίσσεια αέρα, ενυδάτωση και απορρόφηση του προκύπτοντος P 4 O 10 (βλ. Οξείδια του φωσφόρου), συμπύκνωση φωσφορικού οξέος και παγίδευση ομίχλης από την αέρια φάση. Υπάρχουν δύο τρόποι λήψης P 4 O 10: η οξείδωση του ατμού P (που σπάνια χρησιμοποιείται στη βιομηχανία) και η οξείδωση του υγρού P με τη μορφή σταγόνων ή φιλμ. Ο βαθμός οξείδωσης P στο prom. Οι συνθήκες καθορίζονται από το t-swarm στη ζώνη οξείδωσης, τη διάχυση των συστατικών και άλλους παράγοντες. Το δεύτερο στάδιο απόκτησης θερμικής. φωσφορικό οξύ - ενυδάτωση P 4 O 10 - πραγματοποιείται με απορρόφηση σε αυτό (νερό) ή αμοιβαία τροποποίηση. ατμός P 4 O 10 με υδρατμούς. Ενυδάτωση (P 4 O 10 + 6H 2 O4H 3 PO 4) προχωρά στα στάδια σχηματισμού πολυφωσφορικών οξέων. Η σύνθεση και η συγκέντρωση των προϊόντων που προκύπτουν εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και τη μερική πίεση των υδρατμών.

Όλα τα στάδια της διαδικασίας μπορούν να είναι. συνδυάζονται σε μία συσκευή, εκτός από την ομίχλη σύλληψης, ένα κόψιμο παράγεται πάντα σε ξεχωριστή συσκευή. Στη βιομηχανία, χρησιμοποιούνται συνήθως συστήματα δύο ή τριών κεντρικών δικτύων. συσκευές. Ανάλογα με την αρχή της ψύξης αερίου, υπάρχουν τρεις τρόποι παραγωγής θερμότητας. φωσφορικό οξύ: εξατμιστικό, κυκλοφορικό-εξατμιστικό, εναλλαγή θερμότητας-εξατμιστικό. Εξατμίζομαι συστήματα που βασίζονται στην απομάκρυνση της θερμότητας κατά την εξάτμιση του νερού ή αραι. φωσφορικό οξύ, μέγ. απλό στη σχεδίαση υλικού. Ωστόσο, λόγω του σχετικά μεγάλου όγκου των καυσαερίων, η χρήση τέτοιων συστημάτων συνιστάται μόνο σε εγκαταστάσεις μικρής χωρητικότητας μονάδας.

Κυκλοφορεί-εξατμ. Τα συστήματα επιτρέπουν τον συνδυασμό σε μία συσκευή των σταδίων καύσης P, ψύξης της αέριας φάσης του κυκλοφορούντος σε ένα και ενυδάτωσης P 4 O 10 . Το μειονέκτημα του κυκλώματος είναι η ανάγκη ψύξης μεγάλων όγκων k-you. Εναλλαγή θερμότητας-εξάτμιση. Τα συστήματα συνδυάζουν δύο μεθόδους απομάκρυνσης θερμότητας: μέσω του τοίχου των πύργων καύσης και ψύξης, καθώς και με εξάτμιση νερού από την αέρια φάση. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του συστήματος είναι η απουσία κυκλωμάτων κυκλοφορίας προς εσάς με εξοπλισμό άντλησης και ψύξης.

Στις πατρίδες. οι επιχειρήσεις λειτουργούν τεχνολογία. σχήματα με κυκλοφορία-εξατμ. μέθοδος ψύξης (σύστημα δύο πύργων). Διακρίνω. χαρακτηριστικά του συστήματος: η παρουσία πρόσθετωνκόνιδα ψείρας. πύργοι ψύξης αερίου, χρήση αποδοτικών πλακών εναλλάκτη θερμότητας σε κυκλώματα κυκλοφορίας. εφαρμογή υψηλής απόδοσης. ακροφύσια για την καύση P, παρέχοντας ομοιόμορφη λεπτή ψεκασμό του πίδακα του υγρού P και την πλήρη καύση του χωρίς το σχηματισμό κατώτερων οξειδίων.

Τεχνολ. Το σχήμα 1 δείχνει ένα διάγραμμα μιας μονάδας με δυναμικότητα 60.000 τόνων ετησίως 100% H 3 PO 4 . 3. Ο λιωμένος κίτρινος φώσφορος ψεκάζεται με θερμαινόμενο αέρα σε πίεση έως και 700 kPa μέσω ενός ακροφυσίου σε έναν πύργο καύσης που ποτίζεται από ένα φίλτρο κυκλοφορίας. Θερμαίνεται στον πύργο για-που ψύχεται με την κυκλοφορία του νερού σε πλάκες εναλλάκτες θερμότητας. Παραγωγικό to-ta, που περιέχει 73-75% H 3 PO 4 εκκενώνεται από το κύκλωμα κυκλοφορίας στην αποθήκη. Επιπλέον, η ψύξη των αερίων από τον πύργο καύσης και η απορρόφηση προς εσάς πραγματοποιούνται στον πύργο ψύξης (ενυδάτωση), γεγονός που μειώνει τη μεταγέννηση, το φορτίο θερμοκρασίας στον ηλεκτροστατικό κατακρημνιστή και συμβάλλει στον αποτελεσματικό καθαρισμό του αερίου. Η απομάκρυνση θερμότητας στον πύργο ενυδάτωσης πραγματοποιείται με κυκλοφορία 50% H 3 PO 4 που ψύχεται σε πλάκες εναλλάκτες θερμότητας. Τα αέρια από τον πύργο ενυδάτωσης αφού καθαριστούν από την ομίχλη H 3 PO 4 σε ηλεκτροστατικό ιζηματοποιητή πλάκας απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Για 1 τόνο 100% H 3 PO 4, καταναλώνονται 320 kg P.

Ρύζι. 3. Σχέδιο κυκλοφορίας διπλού πύργου για την παραγωγή θερμικών. H 3 PO 4: 1 - συλλέκτης ξινού νερού. 2 - αποθήκευση φωσφόρου. 3.9 - συλλέκτες κυκλοφορίας. 4.10 - υποβρύχιες αντλίες. 5.11 - πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας. 6 - πύργος καύσης. 7 - ακροφύσιο φωσφόρου. 8 - πύργος ενυδάτωσης. 12 - ηλεκτροστατικός κατακρημνιστής. 13 - ανεμιστήρας.

Μια πιο οικονομική μέθοδος εκχύλισης για τη λήψη φωσφορικού οξέος βασίζεται στην αποσύνθεση της φύσης. φωσφορικά άλατα to-tami (κυρίως θειικά, σε μικρότερο βαθμό νιτρικά και ελαφρώς υδροχλωρικά). Τα διαλύματα φωσφορικού οξέος που λαμβάνονται με αποσύνθεση νιτρικού οξέος υποβάλλονται σε επεξεργασία σε σύνθετα λιπάσματα, με αποσύνθεση υδροχλωρικού οξέος - σε ίζημα.

Αποσύνθεση θειικού οξέος φωσφορικών πρώτων υλών [στις χώρες της ΚΑΚ Ch. αρ. Συμπύκνωμα απατίτη Khibiny (βλ. Απατίτης) και φωσφορίτες Karatau] - κύρια. μέθοδος λήψης φωσφορικού οξέος εκχύλισης, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή συμπ. φωσφορικά και σύνθετα λιπάσματα. Η ουσία της μεθόδου είναι η εκχύλιση (εκχύλιση) του P 4 O 10 (συνήθως χρησιμοποιείται f-lu P 2 O 5) με τη μορφή H 3 PO 4 . Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, Τα φωσφορικά άλατα υποβάλλονται σε επεξεργασία με H2S04 που ακολουθείται από διήθηση του προκύπτοντος πολτού για διαχωρισμό του φωσφορικού οξέος από το ίζημα θειικού ασβεστίου. Μέρος του επιλεγμένου πυρήνα. το διήθημα, καθώς και ολόκληρο το διήθημα που λαμβάνεται με το πλύσιμο του ιζήματος στο φίλτρο, επιστρέφει στη διαδικασία εκχύλισης (διάλυμα αραίωσης) για να εξασφαλιστεί επαρκής κινητικότητα του πολτού κατά την ανάμιξη και τη μεταφορά του. Αναλογία μάζας μεταξύ υγρών και στερεών φάσεων από 1,7:1 έως 3,0:1.

Φυσικός Τα φωσφορικά άλατα αποσυντίθενται σύμφωνα με το σχήμα:

Οι συνοδευτικές ακαθαρσίες αποσυντίθενται επίσης σε τάμι: ασβεστίτης, δολομίτης, σιδερίτης, νεφελίνη, γλαυκονίτης, καολίνης και άλλα ορυκτά. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της κατανάλωσης του χρησιμοποιημένου σε εσάς και επίσης μειώνει την εκχύλιση του P 2 O 5 στο προϊόν στόχο λόγω του σχηματισμού αδιάλυτων φωσφορικών σιδήρου FeH 3 (PO 4) 2 2,5H 2 O στο P 2 Συγκεντρώσεις O 5 πάνω από 40% (περιεκτικότητα P 4 O 10 δίνεται συνήθως σε όρους P 2 O 5 ) και FePO 4 · 2H 2 O - σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις. ξεχωρίζωΤο CO 2, το οποίο απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεση των ανθρακικών αλάτων, σχηματίζει σταθερό αφρό στους εκχυλιστές. Τα φωσφορικά p-rime Mg, Fe και Al μειώνουν τη δραστηριότητα του φωσφορικού οξέος και επίσης μειώνουν την περιεκτικότητα των αφομοιώσιμων μορφών P 2 O 5 στα λιπάσματα κατά το τελευταίο. επεξεργασία του φωσφορικού οξέος.

Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των ακαθαρσιών, προσδιορίζονται οι απαιτήσεις για φωσφορικές πρώτες ύλες, σύμφωνα με το Crimea prir. φωσφορικά άλατα με υψηλή περιεκτικότητα Comm. Fe, Al, Mg, ανθρακικά και οργαν. in-in ακατάλληλο για την παραγωγή φωσφορικού οξέος.

Ανάλογα με τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση του φωσφορικού οξέος στο σύστημα CaSO 4 -H 3 PO 4 -H 2 O, το θειικό Ca καθιζάνει ως διένυδρο (γύψος), ημιένυδρος ή ανυδρίτης. ΣΕ πραγματικές συνθήκεςτο ίζημα είναι μολυσμένο με ακαθαρσίες P 2 O 5 με τη μορφή μη αποσυντιθέμενης φύσης. φωσφορικά, υποπλυμένα Η3ΡΟ4, συνκρυσταλλωμένα φωσφορικά άλατα αποσυνθ. μέταλλα κ.λπ., έτσι ονομάζονται τα προκύπτοντα θειικά άλατα Ca. αντιστ. φωσφογύψος, φωσφοημιένυδρος και φωσφο-ανυδρίτης. Ανάλογα με τον τύπο του καταβυθισμένου θειικού, υπάρχουν τρεις άμεσες μέθοδοι για την παραγωγή φωσφορικού οξέος εκχύλισης: διένυδρο, ημιένυδρο (ημιένυδρο) και ανυδρίτης, καθώς και συνδυασμένες: ημιένυδρο-διένυδρο και διένυδρο-ημιένυδρο.

Στην ΚΑΚ, το naib. Η μέθοδος διένυδρης έχει εφαρμοστεί στη βιομηχανία, διακρίνεται από υψηλή απόδοση P 2 O 5 (93-96,5%) στην παραγωγή σε αυτό. ωστόσο σχετικά χαμηλόΠοια συγκέντρωση φωσφορικού οξέος απαιτεί την τελευταία του. εξάτμιση. Κύριος βήματα διαδικασίας: εξαγωγή με εξωτ. ή ενθ. κυκλοφορία και ψύξη υπό κενό ή αέρα του πολτού εκχύλισης, ωρίμανση του πολτού μετά τον εξαγωγέα, διαχωρισμός φωσφορικού οξέος σε φίλτρα κενού χύδην. Η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας καθορίζεται κυρίως.