Fosfori dhe përbërjet e tij. Zbatimi praktik i komponimeve të fosforit

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 05:41

Ndër elementët biogjenë vend të veçantë duhet t'i kushtohet fosforit. Në të vërtetë, pa të, ekzistenca e komponimeve të tilla jetike si, për shembull, ATP ose fosfolipidet, si dhe shumë substanca të tjera organike, është e pamundur. Në të njëjtën kohë, lënda inorganike e këtij elementi është shumë e pasur me molekula të ndryshme. Fosfori dhe komponimet e tij përdoren gjerësisht në industri, janë pjesëmarrës të rëndësishëm në proceset biologjike dhe përdoren në degë të ndryshme të veprimtarisë njerëzore. Prandaj, merrni parasysh se çfarë është ky element, cila është substanca e tij e thjeshtë dhe përbërjet më të rëndësishme.

Fosfor: karakteristikat e përgjithshme të elementit

Pozicioni në tabelën periodike mund të përshkruhet në disa pika.

1. Grupi i pestë, nëngrupi kryesor.
2. Periudha e tretë e vogël.
3. Numri rendor - 15.
4. Masa atomike është 30, 974.
5. Konfigurimi elektronik i atomit 1s²2s²2p⁶3s2^3p3.
6. Gjendjet e mundshme të oksidimit nga-3 deri në +5.
7. Simbol kimik - P, shqiptimi në formula "pe". Emri i elementit është fosfor. Emri latin Fosfor.

Historia e zbulimit të këtij atomi shkon prapa në shekullin e largët XII. Edhe në të dhënat e alkimistëve kishte informacione që tregonin marrjen e një substance të panjohur "shkëlqyese". Sidoqoftë, data zyrtare për sintezën dhe zbulimin e fosforit ishte viti 1669. Tregtari i falimentuar Brand, në kërkim të gurit të filozofit, sintetizoi aksidentalisht një substancë të aftë të lëshonte një shkëlqim dhe të digjej me një flakë të ndritshme verbuese. Ai e bëri këtë duke kalcinuar në mënyrë të përsëritur urinën e njeriut.

Pas tij, në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri, ky element u mor afërsisht në të njëjtat mënyra:

• I. Kunkel;
• R. Boyle;
• A. Margrave;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Sot, një nga metodat më të njohura për sintezën e kësaj substance është reduktimi nga mineralet përkatëse që përmbajnë fosfor në temperatura të larta nën ndikimin e monoksidit të karbonit dhe silicit. Procesi kryhet në furra speciale. Fosfori dhe komponimet e tij janë substanca shumë të rëndësishme si për qeniet e gjalla ashtu edhe për shumë sinteza në industrinë kimike. Prandaj, duhet marrë parasysh se çfarë është ky element si një substancë e thjeshtë dhe ku gjendet në natyrë.

Substancë e thjeshtë fosfor

Është e vështirë të përmendësh një përbërje specifike kur bëhet fjalë për fosforin. Kjo për shkak të numrit të madhmodifikimet alotropike që ka ky element. Ekzistojnë katër lloje kryesore të substancës së thjeshtë fosfor.

1. E bardhë. Ky është një përbërës, formula e të cilit është Р₄. Është një substancë e bardhë e paqëndrueshme me një erë të mprehtë të pakëndshme të hudhrës. Ai ndizet spontanisht në ajër në temperatura normale. Digjet me një dritë të ndritshme jeshile të zbehtë. Shumë helmuese dhe kërcënuese për jetën. Aktiviteti kimik është jashtëzakonisht i lartë, prandaj përftohet dhe ruhet nën një shtresë uji të pastruar. Kjo është e mundur për shkak të tretshmërisë së dobët në tretës polare. Disulfidi i karbonit dhe substancat organike janë më të përshtatshmet për këtë fosfor të bardhë. Kur nxehet, është në gjendje të shndërrohet në formën tjetër alotropike - fosforin e kuq. Gjatë kondensimit dhe ftohjes së avujve, ai është në gjendje të formojë shtresa. I yndyrshëm në prekje, i butë, i prerë lehtësisht me thikë, i bardhë (pak i verdhë). Pika e shkrirjes 44⁰C. Për shkak të aktivitetit të tij kimik përdoret në sinteza. Por për shkak të toksicitetit të tij, ai nuk ka një aplikim të gjerë industrial.
2. E verdhë. Është një formë e pastruar dobët e fosforit të bardhë. Është edhe më helmuese, ka edhe erë të pakëndshme të hudhrës. Ndezet dhe digjet me një flakë të gjelbër të shndritshme. Këta kristale të verdhë ose kafe nuk treten fare në ujë; kur oksidohen plotësisht, lëshojnë tymin e bardhë me përbërjen P₄O₁₀.
3. Fosfori i kuq dhe komponimet e tij janë modifikimi më i zakonshëm dhe më i përdorur i kësaj substance në industri. Masa e kuqe paste, e cila nën presion të shtuar mundtë kalojë në formën e kristaleve vjollce, është kimikisht joaktiv. Është një polimer që mund të tretet vetëm në disa metale dhe asgjë tjetër. Në temperaturën 250⁰С sublimohet duke u kthyer në një modifikim të bardhë. Jo aq toksike sa format e mëparshme. Megjithatë, ekspozimi afatgjatë ndaj trupit është toksik. Përdoret në aplikimin e një shtrese ndezëse në kutitë e shkrepëseve. Kjo shpjegohet me faktin se ai nuk mund të ndizet spontanisht, por shpërthen (ndezet) gjatë denotimit dhe fërkimit.
4. E zezë. Sipas të dhënave të jashtme, është shumë i ngjashëm me grafitin, është gjithashtu i yndyrshëm në prekje. Është një gjysmëpërçues elektrik. Kristale të errëta, me shkëlqim, të cilët nuk janë fare në gjendje të treten në asnjë tretës. Që të marrë flakë duhen temperatura shumë të larta dhe ngrohja paraprake.

Gjithashtu interesante është forma e fosforit e zbuluar së fundmi - metali. Ai është një përcjellës dhe ka një rrjetë kub kristal.

Vetitë kimike

Vetitë kimike të fosforit varen nga forma në të cilën ndodhet. Siç u përmend më lart, modifikimi më aktiv i verdhë dhe i bardhë. Në përgjithësi, fosfori është në gjendje të ndërveprojë me:

• metale, duke formuar fosfide dhe duke vepruar si një agjent oksidues;
• jometale, duke vepruar si një agjent reduktues dhe duke formuar komponime të paqëndrueshme dhe jo të paqëndrueshme të llojeve të ndryshme;
• agjentë të fortë oksidues, që kthehen në acid fosforik;
• me alkale kaustike të përqendruara sipas llojitdisproporcioni;
• me ujë në temperaturë shumë të lartë;
• me oksigjen për të formuar okside të ndryshme.

Vetitë kimike të fosforit janë të ngjashme me ato të azotit. Në fund të fundit, ai është pjesë e grupit pniktogjen. Megjithatë, aktiviteti është disa rend të madhësisë më i lartë për shkak të shumëllojshmërisë së modifikimeve alotropike.

Të jesh në natyrë

Si lëndë ushqyese, fosfori është shumë i bollshëm. Përqindja e tij në koren e tokës është 0,09%. Ky është një tregues mjaft i madh. Ku gjendet ky atom në natyrë? Ka disa vende kryesore për të përmendur:

• pjesa e gjelbër e bimëve, farat dhe frutat e tyre;
• indet e kafshëve (muskujt, kockat, sm alti i dhëmbëve, shumë komponime organike të rëndësishme);
• kore;
• tokë;
• shkëmbinj dhe minerale;
• ujë deti.

Në këtë rast, mund të flasim vetëm për forma të lidhura, por jo për një substancë të thjeshtë. Në fund të fundit, ai është jashtëzakonisht aktiv dhe kjo nuk e lejon atë të jetë i lirë. Ndër mineralet më të pasura me fosfor janë:

• Anglisht;
• fluorapaptit;
• svanbergite;
• fosforit dhe të tjerë.

Rëndësia biologjike e këtij elementi nuk mund të mbivlerësohet. Në fund të fundit, është pjesë e komponimeve të tilla si:

• proteina;
• fosfolipide;
• ADN;
• ARN;
• fosfoproteina;
• enzimat.

Dmth të gjitha ato që janë vitale dhe nga të cilat është ndërtuar i gjithë organizmi. Doza ditore për një të rritur mesatarisht është rreth 2 gram.

Fosfori dhe përbërjet e tij

Duke qenë shumë aktiv, ky element formon shumë substanca të ndryshme. Në fund të fundit, ai gjithashtu formon fosfide, dhe vetë vepron si një agjent reduktues. Për shkak të kësaj, është e vështirë të përmendet një element që do të ishte inert kur reagonte me të. Prandaj, formulat e përbërjeve të fosforit janë jashtëzakonisht të ndryshme. Ka disa klasa substancash në formimin e të cilave ai është pjesëmarrës aktiv.

1. Përbërjet binare - oksidet, fosfidet, përbërësi i paqëndrueshëm i hidrogjenit, sulfide, nitride dhe të tjera. Për shembull: P₂O₅, PCL₃, P_2S3_{, PH}3 _{dhe të tjera.}
2. Substancat komplekse: kripërat e të gjitha llojeve (të mesme, acide, bazike, të dyfishta, komplekse), acide. Shembull: N₃PO₄, Na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca(H_{2 PO}4₎2_{, (NH}4₎2 HPO₄ dhe të tjerë.
3. Përbërjet organike që përmbajnë oksigjen: proteinat, fosfolipidet, ATP, ADN, ARN dhe të tjera.

Shumica e llojeve të caktuara të substancave janë të një rëndësie të madhe industriale dhe biologjike. Përdorimi i fosforit dhe përbërësve të tij është i mundur si për qëllime mjekësore ashtu edhe për prodhimin e sendeve shtëpiake krejt të zakonshme.

Përbërjet me metale

Përbërjet binare të fosforit me metale dhe jometale më pak elektronegative quhen fosfide. Këto janë substanca të ngjashme me kripën që janë jashtëzakonisht të paqëndrueshme kur ekspozohen ndaj agjentëve të ndryshëm. Zbërthimi i shpejtë (hidroliza) shkakton madjeujë i thjeshtë.

Përveç kësaj, nën veprimin e acideve jo të koncentruara, substanca shpërbëhet edhe në produktet përkatëse. Për shembull, nëse flasim për hidrolizën e fosfidit të kalciumit, atëherë produktet do të jenë hidroksid metalik dhe fosfinë:

Ca₃P₂ + 6H₂O=3Ca(OH) 2 _{+ 2PH}3_↑

Dhe duke e nënshtruar fosfidin në dekompozim nën veprimin e një acidi mineral, marrim kripën dhe fosfinën përkatëse:

Ca₃P₂ + 6HCL=3CaCL₂ + 2PH ₃↑

Në përgjithësi, vlera e përbërjeve në shqyrtim qëndron pikërisht në faktin se si rezultat formohet një përbërje hidrogjeni e fosforit, vetitë e të cilit do të shqyrtohen më poshtë.

Substanca të avullueshme me bazë fosfori

Ka dy kryesore:

• fosfor i bardhë;
• fosfinë.

Ne përmendëm të parën më lart dhe dhamë karakteristikat. Ata thanë se ishte tym i trashë i bardhë, shumë helmues, me erë të keqe dhe vetë-ndizet në kushte normale.

Por çfarë është fosfina? Kjo është substanca më e zakonshme dhe më e njohur e avullueshme, e cila përfshin elementin në fjalë. Është binar, dhe pjesëmarrësi i dytë është hidrogjeni. Formula e përbërjes së hidrogjenit të fosforit është pH₃, emri është fosfinë.

Vetitë e kësaj substance mund të përshkruhen si më poshtë.

1. Gaz i paqëndrueshëm pa ngjyrë.
2. Shumë helmues.
3. I vjen erë peshku i kalbur.
4. Nuk ndërvepron me ujin dhe tretet shumë dobët në të. I tretshëm mirë nëorganikë.
5. Në kushte normale, shumë reaktive.
6. Vetëndezet në ajër.
7. Prodhuar nga dekompozimi i fosfideve metalike.

Një emër tjetër është Fosfan. Me të lidhen histori nga kohërat e lashta. Bëhet fjalë për "dritat endacake" që njerëzit ndonjëherë i shihnin dhe i shohin tani në varreza dhe këneta. Dritat sferike ose si qiri, që shfaqen aty-këtu, duke lënë përshtypjen e lëvizjes, konsideroheshin si një ogur i keq dhe paragjykuesit kishin shumë frikë prej tyre. Shkaktar i këtij fenomeni, sipas pikëpamjeve moderne të disa shkencëtarëve, mund të konsiderohet djegia spontane e fosfinës, e cila formohet natyrshëm gjatë zbërthimit të mbetjeve organike, si bimore ashtu edhe shtazore. Gazi del jashtë dhe, në kontakt me oksigjenin në ajër, ndizet. Ngjyra dhe madhësia e flakës mund të ndryshojnë. Më shpesh, këto janë drita të ndritshme të gjelbërta.

Natyrisht, të gjitha përbërjet e paqëndrueshme të fosforit janë substanca helmuese që zbulohen lehtësisht nga një erë e mprehtë e pakëndshme. Kjo shenjë ndihmon për të shmangur helmimet dhe pasojat e pakëndshme.

Përbërjet me jometale

Nëse fosfori sillet si një agjent reduktues, atëherë duhet të flasim për përbërjet binare me jometalet. Më shpesh, ato janë më elektronegative. Pra, mund të dallojmë disa lloje substancash të këtij lloji:

• përbërja e fosforit dhe squfurit - sulfuri i fosforit P₂S₃;
• klorur fosfori III, V;
• okside dhe anhidride;
• bromid dhe jodur dhetë tjerët.

Kimia e fosforit dhe përbërjeve të tij është e larmishme, ndaj është e vështirë të identifikosh më të rëndësishmit prej tyre. Nëse flasim në mënyrë specifike për substancat që formohen nga fosfori dhe jometalet, atëherë oksidet dhe kloruret e përbërjeve të ndryshme kanë rëndësinë më të madhe. Ato përdoren në sintezat kimike si agjentë dehidratues, si katalizatorë, e kështu me radhë.

Pra, një nga agjentët më të fuqishëm tharës është oksidi më i lartë i fosforit - P₂O₅. Ai tërheq ujin aq fort sa që në kontakt të drejtpërdrejtë me të, ndodh një reagim i dhunshëm me shoqërim të fortë zhurmash. Vetë substanca është një masë e bardhë e ngjashme me borën, më afër amorfes në gjendjen e saj të grumbullimit.

Përbërjet organike të oksigjenuara me fosfor

Dihet se kimia organike është shumë më e madhe se kimia inorganike për sa i përket numrit të përbërjeve. Kjo shpjegohet me fenomenin e izomerizmit dhe aftësinë e atomeve të karbonit për të formuar zinxhirë atomesh të strukturave të ndryshme, duke u mbyllur me njëri-tjetrin. Natyrisht, ekziston një rend i caktuar, domethënë një klasifikim, të cilit i nënshtrohet e gjithë kimia organike. Klasat e lidhjes janë të ndryshme, megjithatë, ne jemi të interesuar për një të veçantë, të lidhur drejtpërdrejt me elementin në fjalë. Këto janë komponime që përmbajnë oksigjen me fosfor. Këto përfshijnë:

• koenzimat - NADP, ATP, FMN, piridoksal fosfat dhe të tjera;
• proteina;
• acidet nukleike, pasi mbetja e acidit fosforik është pjesë e nukleotidit;
• fosfolipide dhe fosfoproteina;
• enzimat dhe katalizatorët.

Lloji i jonit në të cilinfosfori është i përfshirë në formimin e një molekule të këtyre përbërjeve, tjetra është PO₄^3-, domethënë është një mbetje acidi të acidit fosforik. Është i pranishëm në disa proteina si një atom i lirë ose një jon i thjeshtë.

Për funksionimin normal të çdo organizmi të gjallë, ky element dhe përbërjet organike të formuara prej tij janë jashtëzakonisht të rëndësishme dhe të nevojshme. Në të vërtetë, pa molekula proteinike, është e pamundur të ndërtohet një pjesë e vetme strukturore e trupit. Dhe ADN dhe ARN janë bartësit dhe transmetuesit kryesorë të informacionit trashëgues. Në përgjithësi, të gjitha lidhjet duhet të jenë të pranishme pa dështuar.

Përdorimi i fosforit në industri

Përdorimi i fosforit dhe përbërjeve të tij në industri mund të karakterizohet në disa pika.

1. Përdoret në prodhimin e shkrepseve, përbërjeve shpërthyese, bombave ndezëse, disa lëndëve djegëse, lubrifikantëve.
2. Si absorbues gazi dhe në prodhimin e llambave inkandeshente.
3. Për të mbrojtur metalet nga korrozioni.
4. Në bujqësi si pleh tokësor.
5. Si zbutës uji.
6. Në sintezat kimike në prodhimin e substancave të ndryshme.

Roli në organizmat e gjallë reduktohet në pjesëmarrjen në formimin e sm altit të dhëmbëve dhe kockave. Pjesëmarrja në reaksionet e ana- dhe katabolizmit, si dhe ruajtja e tamponimit të mjedisit të brendshëm të qelizës dhe lëngjeve biologjike. Është baza në sintezën e ADN-së, ARN-së, fosfolipideve.