W skład azotowców wchodzą: N, P, As, Sb, Bi

Transkrypt

1 AZOTOWCE

2 W skład azotowców wchodzą: N, P, As, Sb, Bi stopniowe zmniejszanie się elektroujemności zmniejszanie się energii jonizacji (I,II,III, w mniejszym stopniu ulega IV, V) wzrost promienia atomowego (od pierwiastków o mniejszej liczbie atomowej do pierwiastków o większej liczbie atomowej)

3 Azot (skroplony na ciecz), fosfor czerwony, arsen, antymon, bizmut

4 Różnice w charakterze chemicznym N i P typowe pierwiastki niemetaliczne As i Sb charakter pośredni między metalami a niemetalami Bi jest metalem

5 Konfiguracja elektronowa W stanie podstawowym atomy N mają konfigurację elektronową s 2 p 3 : - N 3- - konfiguracja gazu szlachetnego s 2 p 6, obecność takich jonów przyjmuje się w azotkach metali alkalicznych w stanie stałym - w połączeniach z H, fluorowcami, azotowce tworzą trzy wiązania kowalencyjne, np. NH 3 ( st. utlenienia 3), lub PCl 3 (st. utlenienia +3) - w NH 4+ mamy do czynienia również z hybrydyzacją sp 3 - N nie mający orbitali d w powłoce walencyjnej nie wytwarza nigdy więcej niż 4 wiązania kowalencyjne - P i dalsze azotowce tworzą wiązania także i z udziałem orbitali d; liczba wiązań kowalencyjnych wynosi wówczas 5 (PCl 5 ), lub nawet 6 (PCl 6- ) hybrydyzacja odpowiednio dsp 3 i d 2 sp 3

6

7 Azot jest pierwiastkiem bardzo biernym chemicznie; główną przyczyną tego jest jego silne wiązanie potrójne; fosfor biały jest bardzo reaktywny

8 Stopnie utlenienia azotowców

9 Uproszczone wzory NO i N2O4

10 Ważne związki azotu z wodorem to amoniak, hydrazyna i kwas azotowodorowy, związek macierzysty wrażliwych na uderzenie azydków. Fosfan tworzy w wodzie roztwory obojętne; w wyniku hydrolizy halogenków niemetali powstają kwasy tlenowe bez zmiany stopnia utlenienia.

11 Występowanie azotowców w AZOT przyrodzie - w stanie wolnym główny składnik atmosfery - powietrze zawiera ślady azotu w formie związanej (NH 3 ), powstaje podczas gnicia substancji organicznych, oraz w postaci tlenków azotu tworzących się pod wpływem wyładowań elektrycznych w atmosferze - azotan sodowy tworzy bogate złoża w Chile ( saletra chilijska) - azotan potasowy ( saletra indyjska) - azotan barowy, magnezowy występują sporadycznie i w małych ilościach

12 Otrzymywanie azotu Do celów technicznych: ( poprzez frakcjonowaną destylację skroplonego powietrza) Do celów laboratoryjnych: (czysty uzyskujemy za pomocą ogrzewania roztworu azotynu amonowego NH 4 NO 2 : NH NO N + 2H O Najczystszy azot uzyskuje się przez termiczny rozkład azydku sodowego lub barowego w próżni: NaN 3 = Na + 1 N 1 2 2

13 Powstawanie azotu

14 Występowanie i otrzymywanie fosforu W skorupie ziemskiej 0,11%. W przyrodzie występuje głównie w postaci soli kwasu fosforowego. Najważniejszymi minerałami fosforanowymi są: - fosforyt Ca 3 (PO 4 ) 2 - apatyt 3Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca(F,Cl) 2 Fosforany występują również jako zanieczyszczenia rud żelaznych. Żużel, jaki otrzymuje się przy wytwarzaniu stali metodą konwertorową Thomasa, zawiera fosfor wydzielony z surówki w postaci tzw. silikokarnotytu Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca 2 SiO 4 po zmieleniu bywa stosowany jako sztuczny nawóz fosforowy (tomasyna). Fosfor związany organicznie stanowi ważny składnik organizmów żywych występuje w białku zwierzęcym i roślinnym, we krwi, substancji nerwowej i mózgowej, w żółtku i w mleku.

15 Muszle, kości i zęby zawierają apatyt węglanowy 3Ca 3 (PO 4 ) 2 CaCO 3 H 2 O oraz apatyt hydroksylowy 3Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca(OH) 2 Otrzymywanie fosforu Fosfor otrzymuje się ogrzewając fosforan trójwapniowy z piaskiem i z koksem w piecach elektrycznych w tem C. Proces odbywa się bez dostępu powietrza. Fosfor wydziela się w postaci pary, która ulega kondensacji podczas przepuszczania gazów płynących z pieca przez warstwę wody. Zestalony fosfor oczyszcza się za pomocą destylacji. Otrzymany produkt zwany jest fosforem białym. Przez ogrzewanie go bez dostępu powietrza przemienia się on w fosfor czerwony używany do wyrobu zapałek: Ca 3 (PO 4 ) 2 +3SiO 2 +5C =3CaSiO 3 +5CO+1/2P 4

16 Występowanie i otrzymywanie As W skorupie ziemskiej % W stanie wolnym występuje sporadycznie, głównie w postaci siarczków (np.. Aurypigment As 2 S 3, realgar As 4 S 4 ), arsenosiarczków (np. Arsenopiryt FeAsS) lub arsenków. Arsen w stanie wolnym otrzymuje się za pomocą ogrzewania arsenopirytu bez dostępu powietrza: FeAsS = FeS+As W tych warunkach As łatwo sublimuje, a pary kondensują się w odbieralnikach. As można otrzymać przez redukcję arszeniku As 4 O 6 węglem: As 4 O 6 +6C = 4As+6CO

17

18 Występowanie i otrzymywanie Sb i Bi W skorupie ziemskiej: Sb = %, Bi = 10-5 %. Występują w przyrodzie najczęściej w postaci siarczków, czyli błyszczów: antymonitu Sb 2 S 3 i bizmutynu Bi 2 S 3, także w postaci tlenków: walentynitu Sb 2 O 3 i ochry bizmutowej Bi 2 O 3. Obydwa metale otrzymuje się przez prażenie siarczków w atmosferze powietrza i redukcję otrzymanych tlenków węglem: Sb 2 S 3 +5O 2 = Sb 2 O 4 +3SO 2 Bi 2 S 3 +41/2O 2 = Bi 2 O 3 +3SO 2 Sb 2 O 4 +4C = 2Sb+4CO Bi 2 O 3 +3C = 2Bi+3CO Stosuje się również bezpośrednią redukcję siarczków żelazem, np.: Bi 2 S 3 +3Fe = 2Bi+3FeS

19 WŁASNOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE ORAZ ALOTROPIA AZOTOWCÓW

20 Symbol chemiczny Azot Fosfor Arsen Antymon Bizmut N P As Sb Bi Konfiguracja elektronowa 2s 2 p 3 3s 2 p 3 4s 2 p 3 5s 2 p 3 6s 2 p 3 Masa atomowa 14, , , ,75 208,980 Promień atomowy, Å 0,74 1,10 1,21 1,41 1,52 Promień jonowy X 3+, Å 0,69 0,90 1,20 Elektroujemność 3,0 2,1 2,0 1,9 1,9 Temperatura topnienia, 0 C Temperatura wrzenia, 0 C ,8 44,1(biały) 592,5(fioletowy) 587,5(czarny) 280,5(biały) 814,5 (36 atm) 610(subl.) 630, ,3 1450

21 AZOT - gaz bezbarwny i bezwonny - temperatura wrzenia (-195,8 0 C) - temperatura krzepnięcia (-210,5 0 C) - azot ciekły i stały jest bezbarwny - w stanie stałym występuje w dwu odmianach zawierających prawdopodobnie cząsteczki N 2, a wykrytych na podstawie różnic w cieple właściwym - temperatura przejścia odmiany wysokotemperaturowej w niskotemperaturową wynosi (-237,7 0 C) - w zwykłej temperaturze N jest bardzo mało aktywny, gdyż energia wiązania w cząsteczce N 2 jest bardzo duża: N kcal = 2N - w podwyższonej temperaturze N występuje znacznie łatwiej w reakcje chemiczne, z niektórymi metalami tworzy azotki

22 Wzór elektronowy cząsteczki N 2 : :N=N: O trwałości wiązania pomiędzy cząsteczkami azotu decydują orbitale: σ2p x, π2p y, π2p z

23 FOSFOR - w stanie stałym występuje w kilku odmianach alotropowych - przez kondensację jego par w normalnych warunkach uzyskuje się białą masę fosfor biały - topi się on w 44,1 0 C, a po szybkim ogrzaniu wrze w 280,5 0 C dając parę o cząsteczkach czteroatomowych P 4 - w cząsteczkach P 4 przyjmuje się hybrydyzację sp 3 orbitali atomowych fosforu - fosfor biały reaguje bardzo łatwo z tlenem - w atmosferze powietrza nie rozdrobniony fosfor biały zapala się już w temperaturze ok C dając P 4 O 10 : P 4 +5O 2 = P 4 O kcal - w temperaturze pokojowej na powierzchni fosforu odbywa się powolne utlenianie, któremu towarzyszy emisja słabego światła (chemiluminescencja)

24 - Fosfor biały reaguje gwałtownie z chlorowcami już w temperaturze pokojowej - z wieloma metalami w podwyższonych temperaturach tworzy fosforki - rozpuszcza się w gorącym ługu potasowym tworząc fosfinę PH 3 oraz podfosforyn potasu: P 4 +3KOH+3H 2 O = PH 3 +3KH 2 PO 2 - fosfor biały jest substancją silnie toksyczną dawka śmiertelna 0,1g - jest odmianą nietrwałą, wykazującą tendencję do przejścia w inne, bardziej trwałe odmiany - ogrzewanie fosforu białego w azocie w temp C prowadzi do otrzymania fosforu czerwonego

25 Fosfor czerwony, fioletowy, czarny - Jest to proszek barwy ciemnoczerwonej, nierozpuszczalny w dwusiarczku węgla, nietoksyczny, mniej reaktywny - zapala się w powietrzu dopiero powyżej C, z chlorowcami reaguje również w wyższych temperaturach niż fosfor biały i nie wydziela metali z roztworów - długotrwałe ogrzewani fosforu białego w C daje odmianę bardziej trwałą od czerwonego fioletowy - najtrwalszą odmianą fosforu jest fosfor czarny, powstaje w trakcie ogrzewania fosforu białego w C pod ciśnieniem atm. Wykazuje on barwę szarą, połysk metaliczny, przewodzi prąd elektryczny

26

27 Fosfor biały i czerwony

28 As, Sb, Bi - są izomorficzne, występują w normalnych warunkach w odmianie metalicznej o podobnej strukturze warstwowej jak fosfor czarny - tworzą wiązania kowalencyjne z trzema sąsiadującymi atomami - ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka pomiędzy warstwami zaznacza się charakter wiązań metalicznych - As metaliczny ma barwę szarą - Sb jest srebrzystobiały - Bi jest różowobiały - Bi tworzy tylko odmianę metaliczną - As i Sb mogą występować także w odmianach barwy żółtej, zawierających cząsteczki As 4 lub Sb 4 odmiany te są rozpuszczalne w dwusiarczku węgla

29 - nietrwałymi odmianami są także As czarny i Sb czarny, pojawiają się jako produkty pośrednie przemiany najmniej trwałych odmian żółtych w odmiany metaliczne - ciekawym produktem jest Sb wybuchowy, czarny osad wydzielający się na katodzie w czasie elekrolizy zakwaszonego roztworu SbCl 3 prądem o wysokiej gęstości - Sb wybuchowy zapala się w powietrzu już po ogrzaniu do C - As, Sb, Bi ogrzewane w powietrzu lub w tlenie spalają się dając As 2 O 3, Sb 2 O 3, lub Bi 2 O 3 - Łączą się łatwo z fluorowcami - As, Sb i rozdrobniony Bi zapalają się w chlorze - Stężony HNO 3 utlenia As do kwasu arsenowego, Sb do nierozpuszczalnego uwodnionego pięciotlenku Sb 2 O 5 aq - Bi pod wpływem HNO 3 przechodzi w azotan bizmutawy Bi(NO 3 ) 3 - As, Sb i Bi ulegają działaniu stężonego gorącego H 2 SO 4

30 Ogólna charakterystyka związków typ XH 3 - Amoniak NH 3 - Fosforiak PH 3 - Arsenowodór AsH 3 - Antymonowodór SbH 3 - Bizmutowodór BiH 3 Są to substancje łatwo lotne, występują w postaci bezbarwnych gazów, najczęściej o wyraźnym nieprzyjemnym zapachu

31 NH 3 PH 3 AsH 3 SbH 3 BiH 3 Temperatura topnienia, 0 C -77,74-133,75-116,3-88 Temperatura wrzenia, 0 C -33,40-87,72-62, Ciepło tworzenia, kcal/mol 11,00 2,3-30,4-34,2 Kształt cząsteczki piramida piramida piramida piramida piramida Kąt pomiędzy wiązania H X - H

32 Wszystkie wodorki wykazują własności redukujące, w najsłabszym stopniu amoniak, PH 3 i AsH 3 są silnymi środkami redukującymi

33 Amoniak Metoda Habera i Boscha Otrzymywanie N 2 +3H 2 2NH 3 +22,4 kcal - ciśnienie atm - temperatura C - katalizator żelazny Małe ilości amoniaku uzyskuje się w wyniku działania silnych zasad na sole amonowe w podwyższonej temperaturze 2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 = CaCl 2 +2H 2 O+2NH 3

34 Własności fizyczne i chemiczne NH 3 W normalnych warunkach jest: - gazem bezbarwnym - zapach drażniący błony śluzowe - łatwo ulega skropleniu na ciecz bezbarwną, silnie łamiącą światło, wrzącą w -33,4 0 C - wykazuje znaczne ciepło parowania ok cal/g - w wodzie NH 3 rozpuszcza się bardzo dobrze - duża rozpuszczalność jest wynikiem silnego oddziaływania pomiędzy cząsteczkami amoniaku a cząsteczkami wody i wytwarzania się pomiędzy nimi wiązań wodorowych - własności zasadowe przejawiają się wyraźniej w stosunku do silnych kwasów

35 Gazowy NH 3 tworzy z gazowym HCl białe dymy chlorku amonowego NH 4 Cl: NH 3 +HCl = NH 4 Cl Roztwory wodne amoniaku zobojętniają kwasy tworząc sole amonowe, np. siarczan amonowy (NH 4 ) 2 SO 4 lub azotan amonowy NH 4 NO 3 W powietrzu amoniak zapala się w zetknięciu z płomieniem, ale po usunięciu płomienia nie pali się dalej. W tlenie NH 3 spala się żółtawym płomieniem dając wodę i azot: 4 NH 3 +3O 2 = 2N 2 +6H 2 O+216 kcal W obecności katalizatora platynowego amoniak spala się w temperaturze ok C na tlenek azotu: 4 NH 3 +5O 2 = 4NO+6H 2 O+302 kcal

36 a. przejawiające się własności zasadowe b. dymy NH 4 Cl

37 Pochodne amoniaku AMIDKI: Amidek sodowy NH 2 Na otrzymuje się przepuszczając gazowy amoniak nad metalicznym sodem w temp C: 2NH 3 +2Na = 2NH 2 Na+H 2 Jest to biała krystaliczna substancja ulegająca łatwo działaniu wody: NH 2 Na+H 2 O = NH 3 +NaOH IMIDKI: NHLi 2 lub NHCa AZOTKI: Pod działaniem wody ulegają rozkładowi z wydzieleniem amoniaku: Mg 3 N 2 +6H 2 O = 3Mg(OH) 2 +2NH 3

38 Azotek magnezu powstaje w wyniku spalenia Mg w atmosferze azotu: 3Mg+N 2 = Mg 3 N 2

39 Otrzymywanie PH 3, AsH 3, SbH 3,BiH 3 Działanie kwasami na fosforki lub arsenki metali, na stopy antymonu lub bizmutu z metalami: Mg 3 Sb 2 +6HCl = 3MgCl 2 +2SbH 3 Działanie wodoru in statu nascendi na wolne pierwiastki lub na ich związki ulegające redukcji z wytworzeniem wolnego pierwiastka ( metoda Marsha): H 3 AsO 3 +6H = 3H 2 O+AsH 3

40 Trójwodorki P, As, Sb, i Bi: - są gazami o nieprzyjemnym zapachu - są toksyczne - w czasie ogrzewania ulegają rozkładowi - własności zasadowe : niezbyt silne ale wyraźne w przypadku amoniaku, zaznaczają się bardzo słabo dla fosforowodoru, zupełnie ich nie wykazują AsH 3, SbH 3 i BiH 3 -wykazują własności redukujące

41 Związki typu X 2 H 4 Hydrazyna N 2 H 4 HYDRAZYNA Dwufosfina P 2 H 4 OTRZYMYWANIE Hydrazyny: Utlenianie amoniaku kwasem chlorowym (I): NH 3 +NaClO = NaOH+NH 2 Cl NH 2 Cl+NH 3 = N 2 H 4 +HCl - w temp. pokojowej jest bezbarwną cieczą - wykazuje własności toksyczne - silny środek redukujący - redukują sole żelazowe do żelazawych, wydzielają złoto, srebro i platynę z roztworu ich soli

42 Dwufosfina - jest o ciecz o silnych własnościach redukujących zapalająca się w zetknięciu z powietrzem - nie wykazuje własności zasadowych - pod wpływem światła ulega rozkładowi na fosforiak i fosfor: 6P 2 H 4 = 8PH 3 +P 4

43 Związki azotowców z fluorowcami Związki typu YX 3 oraz YX 5, wyjątki: azydek chloru ClN 3 lub dwuhalogenki PCl 2 (P 2 Cl 4 ) Trihalogenki: - wiramidalna budowa cząsteczki, hybrydyzacja sp 3 z jedną wolną parą elektronową - wiązania wykazują dominujący charakter kowalencyjny - BiF 3, SbF 3 charakter wiązania zbliżony do jonowego - mała trwałość trihalogenków azotu z wyjątkiem NF 3 - pozostałe trwałe zarówno w temperaturze pokojowej jak i podwyższonej - ulegają w roztworach wodnych hydrolizie z wyjątkiem NF 3

44 Pięciohalogenki azotowców YX 5 - cząsteczki o budowie bipiramidy trygonalnej hybrydyzacja sp 3 d - trwałość maleje w miarę wzrostu liczby atomowej obu łączących się pierwiastków - fluor tworzy pięciofluorki ze wszystkimi azotowcami - chlor tworzy je tylko z fosforem i antymonem - brom i jod wyłącznie z fosforem

45 Azot tworzy tlenki na każdym ze swych całkowitych stopni utlenienia, od I do V; właściwości tlenków i kwasów tlenowych można wytłumaczyć, biorąc pod uwagę stopień utlenienia azotu.

46 Tlenki i tlenowe kwasy azotu Wzór Stopień utlenienia azotu Nazwa Kwas odpowiadający tlenkowi N 2 O +1 Podtlenek azotu H 2 N 2 O 2 kwas podazotawy NO +2 Tlenek azotu - N 2 O 6 +3 Tritlenek dwuazotu HNO 2 kwas azotawy NO 2 +4 Dwutlenek azotu HNO 2 +HNO 3 N 2 O 4 +4 Czterotlenek dwuazotu N 2 O 5 +5 Pięciotlenek dwuazotu HNO 3 kwas azotowy

47 Otrzymywanie tlenków azotu Podtlenek azotu N 2 O, powstaje w wyniku łagodnego ogrzewania azotanu amonu: NH 4 NO 3 = N 2 O+2H 2 O - jest gazem bezbarwnym, o słodkawym zapachu - dobrze rozpuszcza się w tłuszczach - w małych ilościach nietoksyczny - hybrydyzacja sp centralnego atomu azotu - budowa liniowa cząsteczki Tlenek azotu NO, na skalę przemysłową otrzymujemy metodą katalitycznego spalania amoniaku: - bezbarwny gaz 4NH 3 +5O 2 = 4NO+6H 2 O - wykazuje trwały moment magnetyczny jeden niesparowany elektron

48 Tritlenek dwuazotu N 2 O 3,otrzymuje się w postaci intensywnie niebieskiej cieczy oziębiając poniżej C równocząsteczkową mieszaninę NO i NO 2, którą uzyskujemy redukując HNO 3 za pomocą arszeniku: 4HNO 3 +4H 2 O+As 4 O 6 = 4H 3 AsO 4 +2NO+2NO 2 Tritlenek dwuazotu jest bezwodnikiem kwasu azotawego, który powstaje gdy mieszaninę NO i NO 2 wprowadza się do wody N 2 O 3 +H 2 O = 2HNO 2 NO+NO 2 = N 2 O 3 - kondensuje na ciemnoniebieską ciecz - krzepnie w temp C na jasnoniebieską substancję stałą - z czasem staje się zielona w wyniku rozkładu na NO 2, żółtobrunatny gaz

49 Tritlenek dwuazotu jest bezwodnikiem kwasu azotawego, który powstaje gdy mieszaninę NO i NO 2 wprowadza się do wody N 2 O 3 +H 2 O = 2HNO 2 NO+NO 2 = N 2 O 3 - Kondensuje na ciemnoniebieską ciecz - Krzepnie w temp C na jasnoniebieską substancję stałą - Z czasem staje się zielona w wyniku rozkładu na NO 2, żółtobrunatny gaz

50 Ditlenek azotu NO 2, powstaje w wyniku reakcji pomiędzy tlenkiem azotu NO i tlenem: 2NO+O 2 = 2NO 2 - brunatny duszący i trujący gaz, wpływa na barwę i zapach smogu - w stanie stałym istnieje tylko dimer, gaz kondensuje na bezbarwną substancję stałą - NO 2 dysproporcjonuje, rozpuszczając się w wodzie: 3NO 2 +H 2 O = 2HNO 3 +NO - atmosferyczny ditlenek azotu przyczynia się do powstawania kwaśnego deszczu

51 Pięciotlenek dwuazotu N 2 O 5, otrzymuje się za pomocą odwodnienia HNO 3 pięciotlenkiem fosforu: 2HNO 3 +P 2 O 5 = 2HPO 3 +N 2 O 5 - bezbarwne ciało stałe - łatwo ulega rozkładowi na czterotlenek azotu orz tlen - energicznie łączy się z wodą tworząc HNO 3

52 Kwas azotowy HNO 3, otrzymywanie: 1. Otrzymywanie amoniaku metodą Habera i Boscha 2. Katalityczne spalanie amoniaku do NO metodą Ostwalda. W obecności nadmiaru powietrza NO utlenia utlenia się natychmiast do NO2 do NO2 odzie w obecności powietrza: ietrza: ztworu: nieniu: O 3 +HNO 2 2NO+H 2 O (N 2 O 4 )

53

54 Tlenki i kwasy tlenowe P, As, Sb, Bi Związki fosforu, arsenu, antymonu i bizmutu z tlenem fosfor arsen antymon bizmut P 4 O 6 As 4 O 6 Sb 4 O 6 Bi 2 O 3 (PO 2 ) 4 (AsO 2 ) n (SbO 2 ) n - P 4 O 10 As 4 O 10 Sb 4 O 10 -

55 Tlenki fosforu tetraedrycznych P 4 O 6 i P 4 O10 mają struktury złożone z PO 4 jednostek PO ; tlenki te są bezwodnikami kwasów odpowiednio: fosforawego i fosforowego. Polifosforany to rozbudowane struktury wykorzystywane przez żywe komórki do gromadzenia i przekazywania energii

56 Otrzymywanie Trójtlenków P, As, Sb, Bi Trójtlenek fosforu otrzymuje się spalając fosfor z ograniczonym dostępem powietrza; ograniczenie to nie jest istotne w przypadku otrzymywania trójtlenków arsenu, antymonu i bizmutu. P 4 + 3O 2 P 4 O 6

57 P4O10 P4O6

58 As 4 O 6 arszenik - jest silną trucizną - w wodzie rozpuszcza się niezbyt obficie daje roztwory o odczynie słabo kwaśnym Sb 4 O 6 - w wodzie rozpuszcza się bardzo słabo - występuje w dwóch odmianach krystalicznych: Odmiana regularna senarmontyt Odmiana rombowa walentynit Bi 2 O 3 - kremowobiały proszek ciemniejący w czasie ogrzewania - wykazuje wyraźne własności zasadowe - rozpuszcza się w kwasach tworząc sole bizmutowe

59 Tlenowe kwasy fosforu

60 Tlenowe kwasy fosforu Nazwa kwasu Wzór Kwas podfosforawy H 3 PO 2 Kwas ortofosforawy H 3 PO 3 Kwas podfosforowy H 2 P 2 O 6 Kwas ortofosforowy H 3 PO 4 Kwas pirofosforowy H 4 P 2 O 7 Kwas ortotrifosforowy H 5 P 3 O 10 Kwas metatrifosforowy H 3 P 3 O 9 Kwas metaczterofosforowy H 4 P 4 O 12

61 W związkach tych fosfor przyjmuje zawsze liczbę koordynacyjną 4 i nie tworzy wiązań podwójnych

62 Otrzmywanie H 3 PO 4 1. Hydroliza pięciotlenku fosforu: P 4 O 10 +6H 2 O = 4H 3 PO 4 2. Otrzymywanie H 3 PO 4 skalę techniczną: Ca 3 (PO 4 ) 2 +3H 2 SO 4 = 3CaSO4+2H 3 PO 4

63 Minerały fosforanowe Fosforyt Ca 3 (PO 4 ) 2 Apatyt Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca(Cl, F) 2 Superfosfat uzyskuje się za pomocą działania kwasu siarkowego na fosforyt: Ca 3 (PO 4 ) 2 +2H 2 SO 4 = Ca(H 2 PO 4 ) 2 +2CaSO 4

64 Kwasy ortofosforowe budowa łańcuchowa cząsteczki Kwasy metafosforowe budowa pierścieniowa cząsteczki Struktura jonów kwasu: a. ortojednofosforowegopo 3-4 b. ortodwufosforowego P 2 O 4-7 c. ortotrifosforowego P 3 O 5-10 d. ortoczterofosforowego P 4 O 6-13

65 Sole kwasów metafosforowych Metatrifosforan sodowy Na 3 P 3 O 9 Czterofosforan sodowy Na 4 P 4 O 12

66 Fosforany sodowe

67 Tlenowe kwasy arsenu Kwas ortoarsenawy H 3 AsO 3 : As 4 O 6 +6H 2 O = 4H 3 AsO 3 Kwas metaarsenawy HAsO 2 : As 4 O 6 +2H 2 O = 4HAsO 2 Kwas arsenowy H 3 AsO 4 : Utlenianie wolnego arsenu lub As 4 O 6 stężonym kwasem azotowym lub innymi środkami utleniającymi. Odparowanie uzyskanego w ten sposób roztworu prowadzi do wydzielenia H 3 AsO 4 w postaci bezbarwnych, łatwo rozpuszczalnych kryształów.

68 Kwasy antymonowe i antymoniany Kwasy antymonowe uwodniony tlenek antymonowy: Sb 2 O 5 xh 2 O Antymoniany: Sześciohydroksyantymonian potasu: K[Sb(OH) 6 ] Sześciohydroksyantymonian sodu: Na[Sb(OH) 6 ]

69 Związki azotowców z siarką Związek azotu z siarką Związki fosforu z siarką

70 Związek antymonu z siarką