Фосфин, фосфиды и оксиды фосфора

Аналог аммиака, который ведёт себя совсем иначе, и два кислотных оксида.

5. Фосфин (PH₃) и фосфиды

Фосфин (PH₃) — сильнейший восстановитель!

Бесцветный ядовитый газ с запахом тухлой рыбы. В отличие от аммиака (NH₃), не образует водородных связей, поэтому плохо растворим в воде. Основные свойства выражены гораздо слабее, чем у аммиака (реагирует только с сильными безводными кислотами). На воздухе самовоспламеняется.

Получение и свойства

Процесс	Уравнение реакции
Получение из фосфидов Гидролиз (водный или кислотный)	Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑ Mg₃P₂ + 6HCl → 3MgCl₂ + 2PH₃↑
Горение фосфина	2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O
Основные свойства (слабые)	PH₃ + HI → PH₄I (иодид фосфония, крайне нестабилен в воде)
Окисление сильными кислотами	Фосфин — прекрасный восстановитель. Кислоты-окислители жестко окисляют его с выделением тепла вплоть до фосфорной кислоты (+5): PH₃ + 8HNO₃(к) → H₃PO₄ + 8NO₂↑ + 4H₂O PH₃ + 3H₂SO₄(к) → H₃PO₄ + 3SO₂↑ + 3H₂O
С галогенидами фосфора Сопропорционирование	Интересная реакция сопропорционирования: фосфор из степеней окисления (-3) и (+3) сходится в простое вещество (0): 2PH₃ + 2PCl₃ t°→ 4P + 6HCl

Вопрос 1: Фосфин (ОВР и свойства)

Проверка

Фосфин ($PH_3$) — газ с запахом тухлой рыбы, аналог аммиака. Напишите реакции его горения, а также получения из фосфида кальция:

$PH_3 + O_2 \rightarrow \dots + \dots$
$Ca_3P_2 + HCl \rightarrow \dots + \dots\uparrow$

Ответ:

$2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O$ (или $2PH_3 + 4O_2 \rightarrow 2H_3PO_4$)
$Ca_3P_2 + 6HCl \rightarrow 3CaCl_2 + 2PH_3\uparrow$ (гидролиз бинарных соединений)

6. Оксиды фосфора: P₂O₃ и P₂O₅

Свойства оксидов

Оксид	Свойства и Уравнения
Оксид фосфора (III) - P₂O₃ Кислотный оксид, восстановитель	Реагирует с водой и щелочами: P₂O₃ + 3H₂O → 2H₃PO₃ P₂O₃ + 4KOH → 2K₂HPO₃ + H₂O Диспропорционирует в горячей воде: 2P₂O₃ + 6H₂O(гор) → PH₃↑ + 3H₃PO₄ Окисляется до P₂O₅: P₂O₃ + O₂ → P₂O₅
Оксид фосфора (V) - P₂O₅ Мощный водоотнимающий агент	Реакция с водой протекает бурно, с сильным разогревом и шипением. В холодной воде гидролиз идет не до конца, давая полимерную метафосфорную кислоту (HPO₃). Лишь при нагревании образуется привычная ортофосфорная кислота: P₂O₅ + H₂O(хол) → 2HPO₃ P₂O₅ + 3H₂O(гор) → 2H₃PO₄ P₂O₅ + 3BaO t°→ Ba₃(PO₄)₂ P₂O₅ является одним из самых мощных водоотнимающих средств в химии. Он способен разрушать даже сильные неорганические и карбоновые кислоты, "высасывая" из них воду и превращая их в соответствующие ангидриды: P₂O₅ + 2HNO₃ → 2HPO₃ + N₂O₅ P₂O₅ + H₂SO₄ → SO₃ + 2HPO₃ P₂O₅ + 2CH₃COOH → 2HPO₃ + (CH₃CO)₂O

Оксид

Свойства и Уравнения

Оксид фосфора (III) - P₂O₃
Кислотный оксид, восстановитель

Реагирует с водой и щелочами:

P₂O₃ + 3H₂O → 2H₃PO₃
P₂O₃ + 4KOH → 2K₂HPO₃ + H₂O

Диспропорционирует в горячей воде:

2P₂O₃ + 6H₂O(гор) → PH₃↑ + 3H₃PO₄

Окисляется до P₂O₅:

P₂O₃ + O₂ → P₂O₅

Оксид фосфора (V) - P₂O₅
Мощный водоотнимающий агент

Реакция с водой протекает бурно, с сильным разогревом и шипением. В холодной воде гидролиз идет не до конца, давая полимерную метафосфорную кислоту (HPO₃). Лишь при нагревании образуется привычная ортофосфорная кислота:

P₂O₅ + H₂O(хол) → 2HPO₃
P₂O₅ + 3H₂O(гор) → 2H₃PO₄
P₂O₅ + 3BaO t°→ Ba₃(PO₄)₂

P₂O₅ является одним из самых мощных водоотнимающих средств в химии. Он способен разрушать даже сильные неорганические и карбоновые кислоты, "высасывая" из них воду и превращая их в соответствующие ангидриды:

P₂O₅ + 2HNO₃ → 2HPO₃ + N₂O₅
P₂O₅ + H₂SO₄ → SO₃ + 2HPO₃
P₂O₅ + 2CH₃COOH → 2HPO₃ + (CH₃CO)₂O

Вопрос 1: Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой (Уравнения)

Проверка

Что образуется при растворении $P_2O_5$ в холодной воде? А при кипячении этого раствора?

Ответ:

В холодной: $P_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HPO_3$ (метафосфорная кислота)
При кипячении: $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$ (ортофосфорная кислота)