OXIT PHOTPHO (V): CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH, THU ĐƯỢC, SỬ DỤNG, RỦI RO - HÓA HỌC - 2026

Các phospho oxide (v) là một rắn vô cơ hình thành bởi oxy và phốt pho (P) (O). Công thức thực nghiệm của nó là P ₂ O ₅ , trong khi công thức phân tử đúng của nó là P ₄ O ₁₀ . Nó là một chất rắn màu trắng rất hút ẩm, tức là nó có thể hấp thụ nước từ không khí rất dễ dàng, phản ứng ngay lập tức với nó. Phản ứng này có thể nguy hiểm vì nó làm tăng nhiệt độ nhanh chóng.

Xu hướng hấp thụ nước cao của nó đã dẫn đến việc nó được sử dụng làm chất làm khô trong các phòng thí nghiệm hóa học, cũng như chất khử nước của một số hợp chất, tức là, để loại bỏ nước khỏi các phân tử của nó.

Bột oxit photpho (v), P ₄ O ₁₀ . LHcheM. Nguồn: Wikimedia Commons.

Oxit photpho (v) cũng được sử dụng để tăng tốc phản ứng liên kết của các phân tử hydrocacbon khác nhau, một phản ứng được gọi là ngưng tụ. Ngoài ra, nó cho phép chuyển đổi một số axit hữu cơ thành este.

Ví dụ, nó đã được sử dụng để tinh chế xăng, điều chế axit photphoric H ₃ PO ₄ , để thu được các hợp chất dùng để làm chậm cháy, làm thủy tinh cho các ứng dụng chân không, trong số nhiều ứng dụng khác.

Ôxít phốtpho (v) phải được giữ trong các vật chứa đóng chặt để ngăn không cho nó tiếp xúc với hơi ẩm trong không khí. Nó có tính ăn mòn và có thể làm hỏng mắt, da và màng nhầy.

Kết cấu

Oxit photpho (v) được tạo thành từ photpho (P) và oxy (O), trong đó photpho có hóa trị +5 và oxy -2. Phân tử photpho oxit (v) có 4 nguyên tử photpho và 10 nguyên tử oxy và đó là lý do tại sao công thức phân tử đúng của nó là P ₄ O ₁₀ .

Cấu trúc của phân tử oxit photpho (v), P ₄ O ₁₀ . Tác giả: Benjah-bmm27. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nó tồn tại ở ba dạng tinh thể, dưới dạng bột vô định hình và ở dạng thủy tinh (như thủy tinh). Ở dạng tinh thể lục giác, mỗi nguyên tử phốt pho được tìm thấy ở các đỉnh của một tứ diện.

Danh pháp

- Ôxít phốtpho (v)

- Pentoxit photpho

- Điphotpho pentoxit

- Pentoxit photphoric

- Anhydrit photphoric

- Tetraphosphorus decaoxide

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn màu trắng kết tinh. Dạng phổ biến nhất là dạng tinh thể lục giác.

Trọng lượng phân tử

283,89 g / mol

Độ nóng chảy

562 ºC

Nhiệt độ thăng hoa

360 ºC ở áp suất 1 khí quyển. Có nghĩa là ở nhiệt độ này nó chuyển từ thể rắn sang thể khí mà không qua trạng thái lỏng.

Tỉ trọng

2,30 g / cm ³

Độ hòa tan

Rất dễ tan trong nước. Hòa tan trong axit sunfuric. Không hòa tan trong axeton và amoniac.

Tính chất hóa học

Oxit photpho (v) hấp thụ và phản ứng với nước từ không khí cực kỳ nhanh chóng, tạo thành axit photphoric H ₃ PO ₄ . Phản ứng này tỏa nhiệt, có nghĩa là nhiệt được tạo ra trong quá trình đó.

Phản ứng của oxit photpho (v) với nước tạo thành axit photphoric H ₃ PO ₄ . Tác giả: Marilú Stea.

Phản ứng của P ₄ O ₁₀ với nước dẫn đến sự tạo thành hỗn hợp các axit photphoric mà thành phần của chúng phụ thuộc vào lượng nước và các điều kiện.

Phản ứng với rượu dẫn đến sự tạo thành este của axit photphoric hoặc axit cao phân tử tùy theo điều kiện thí nghiệm.

P ₄ O ₁₀ + 6 ROH → 2 (RO) ₂ PO.OH + 2 RO.PO (OH) ₂

Với các oxit bazơ nó tạo thành phốt phát rắn.

Nó có tính ăn mòn. Nó có thể phản ứng nguy hiểm với axit formic và với các bazơ vô cơ như natri hydroxit (NaOH), canxi oxit (CaO) hoặc natri cacbonat Na ₂ CO ₃ .

Nếu đổ dung dịch axit pecloric HClO ₄ và cloroform CHCl ₃ vào ôxít phốtpho (v) P ₄ O ₁₀ , một vụ nổ dữ dội xảy ra.

Các tài sản khác

Nó không dễ cháy. Nó không thúc đẩy quá trình đốt cháy. Tuy nhiên, phản ứng của nó với nước rất dữ dội và tỏa nhiệt nên có thể có nguy cơ hỏa hoạn.

Thu được

Nó có thể được điều chế bằng cách oxy hóa trực tiếp phốt pho trong luồng không khí khô. Khi photpho tiếp xúc với oxy dư, nó sẽ bị oxy hóa để tạo thành oxit photpho (v).

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

Hiện diện trong tự nhiên

Ôxít phốtpho (v) được tìm thấy trong các khoáng chất như ilmenit, rutil và zircon.

Ilmenite là một khoáng chất có chứa sắt và titan và đôi khi có ôxít phốt pho (v) với nồng độ thay đổi từ 0,04 đến 0,33% trọng lượng. Rutile là một khoáng chất oxit titan và có thể chứa khoảng 0,02% trọng lượng là P ₂ O ₅ .

Cát zircon (một khoáng chất của nguyên tố zirconi) có ôxít phốt pho (v) trong 0,05-0,39% trọng lượng.

Các ứng dụng

Là một chất khử nước và làm khô

Do lòng tham rất lớn đối với nước, nó là một trong những chất khử nước được biết đến nhiều nhất và rất hiệu quả ở nhiệt độ dưới 100 ° C.

Nó có thể tách nước từ các chất mà bản thân chúng được coi là tác nhân khử nước. Ví dụ, bạn có thể loại bỏ nước từ axit sunfuric H ₂ SO _{4 bằng cách} chuyển nó thành SO ₃ và từ axit nitric HNO _{3 bằng cách} chuyển nó thành N ₂ O ₅ .

Khử nước của axit sunfuric bằng oxit photpho (v). Tác giả: Marilú Stea.

Về cơ bản, nó có thể làm khô tất cả các chất lỏng và khí mà nó không phản ứng, vì vậy nó cho phép loại bỏ dấu vết của độ ẩm khỏi hệ thống chân không.

Trong các phản ứng hóa học hữu cơ

Ôxít phốtpho (v) đóng vai trò đóng các vòng hợp chất hữu cơ và các phản ứng ngưng tụ khác.

Nó làm cho nó có thể este hóa các axit hữu cơ với khả năng phân biệt giữa axit cacboxylic béo chính (mạch cacbon không có vòng với nhóm –COOH ở một đầu) và axit thơm (nhóm –COOH gắn với vòng benzen), vì sau này không phản ứng.

Nó cũng dùng để loại bỏ một phân tử H ₂ O khỏi các amit R (C = O) NH ₂ và chuyển chúng thành nitril R-CN. Ngoài ra, nó còn xúc tác hoặc tăng tốc các phản ứng oxy hóa, khử hydro và polyme hóa của bitum.

P ₄ O ₁₀ được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm hóa hữu cơ. Tác giả: jdn2001cn0. Nguồn: Pixabay.

Trong lọc nhiên liệu

Kể từ những năm 1930, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng photpho (v) oxit có tác dụng tinh chế xăng, làm tăng số octan của nó.

Hoạt động tinh chế của P ₄ O ₁₀ chủ yếu là do phản ứng ngưng tụ (liên kết của các phân tử khác nhau) chứ không phải phản ứng trùng hợp (liên kết của các phân tử bằng nhau).

P ₄ O ₁₀ tăng tốc quá trình alkyl hóa trực tiếp các hydrocacbon thơm với olefin, chuyển olefin thành naphthenes và quá trình trùng hợp một phần của chúng. Phản ứng ankyl hóa làm tăng số octan của xăng.

Bằng cách này, xăng tinh luyện chất lượng cao sẽ thu được.

Một số dẫn xuất dầu mỏ có thể được cải thiện bằng tác dụng của P ₄ O ₁₀ trên phân tử của chúng. Tác giả: drpepperscott230. Nguồn: Pixabay.

Trong các ứng dụng khác nhau

Oxit photpho (v) được sử dụng để:

- Điều chế axit photphoric H ₃ PO ₄

- Thu được các este acrylat và chất hoạt động bề mặt

- Chuẩn bị các este photphat được sử dụng làm chất chống cháy, dung môi và chất pha loãng

- Chuyển đổi trichloride phốt pho thành phốt pho oxychloride

- Thuốc thử phòng thí nghiệm

- Sản xuất kính đặc biệt cho ống chân không

- Tăng điểm nóng chảy của nhựa đường

- Dùng như một phân tử tiêu chuẩn trong việc xác định phốt pho hoặc phốt phát trong đá phốt phát, phân bón và xi măng poóc lăng, ở dạng P ₂ O ₅

- Cải thiện liên kết giữa một số polyme và lớp ngà mà răng có

Một số kính đặc biệt như kính dùng cho ống chân không yêu cầu sử dụng P ₄ O ₁₀ trong quá trình sản xuất. Tvezymer. Nguồn: Wikimedia Commons.

Rủi ro

Phốt pho (v) oxit nên được bảo quản trong hộp kín và ở những nơi khô ráo, thoáng mát.

Điều này ngăn không cho nó tiếp xúc với nước, vì nó có thể phản ứng dữ dội với nó, tạo ra rất nhiều nhiệt, đến mức đốt cháy các vật liệu dễ cháy gần đó.

Bụi ôxít phốtpho (v) gây khó chịu cho mắt và đường hô hấp và ăn mòn da. Có thể gây bỏng mắt. Nếu nuốt phải, nó sẽ gây bỏng bên trong gây tử vong.

Người giới thiệu

1. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Anhiđrit photphoric. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Nayler, P. (2001). Bitum: Đã sửa đổi. Điều chỉnh hóa học. Trong Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
3. Malishev, BW (1936). Phốt pho Pentoxide làm chất tinh chế xăng. Hóa học Kỹ thuật & Công nghiệp 1936, 28, 2, 190-193. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.
4. Epps, Jr. EA (1950). Phương pháp đo quang Xác định Pentoxide Phốt pho có sẵn trong Fertlizers. Hóa học phân tích 1950, 22, 8, 1062-1063. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.
5. Banerjee, A. và cộng sự. (1983). Sử dụng Phốt pho Pentoxide: Este hóa axit hữu cơ. J. Tổ chức. Chem. 1983, 48, 3108-3109. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.
6. Cotton, F. Albert và Wilkinson, Geoffrey. (1980). Hóa học Vô cơ nâng cao. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
7. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
8. Ogliari, FA và cộng sự. (2008). Tổng hợp monome photphat và liên kết với ngà răng: Phương pháp este hóa và sử dụng photpho pentoxit. Tạp chí Răng Hàm Mặt, Tập 36, Số 3, tháng 3 năm 2008, trang 171-177. Được khôi phục từ sciricalirect.com.