Таблица 1. Топ 10 на страните в света с най-голямо население, средата на 2009 г., 2025 г. и 2050 г. (милиона души), 2009-2025-2050 г. 1. Китай Китай Индия Индия Индия Китай САЩ3073. САЩ3583. САЩ Индонезия 2434. Индонезия2924. Индонезия Бразилия 1925 г. Пакистан2465. Пакистан Пакистан 1816 г. Бразилия2126. Нигерия Бангладеш 1627. Нигерия2077. Бангладеш Нигерия 1538. Бангладеш 1958 г. Бразилия Русия1409. Русия Конго, Дем. Република Япония Мексико Филипини 150 9,2 милиарда Прогноза за 2050 г. 6 милиарда
Сега населението на света е повече от 6 милиарда души и расте. С какво да го нахраня??? Химиците по целия свят създават различни торове, за да увеличат масата на продуктите, отглеждани на земята. През 2000 г. всеки трети човек в света се е хранил със зърнени храни и други селскостопански продукти, получени чрез използването на минерални торове. Населението на света расте, но не и производството на зърно
За да се отглежда пълноценна реколта, култивираните растения трябва да бъдат защитени от плевели и болести. Химикалите, използвани за унищожаване на плевели, се наричат хербициди. Тази дума идва от латинското "coat of arms" - трева, растение и "cide" - да убивам. Понастоящем има широка гама от сложни органични съединения с хербицидни свойства.
Структура на химическата промишленост Основна химия Производство на полимерни материали Производство на минерални торове Преработка на полимерни материали Химия на органичния синтез Други индустрии (фотохимия, бои и лакове) Минна и химическа промишленост Индустрии, които осигуряват суровини за химическата промишленост (коксохимия, нефт рафиниране и др.)
Минерални торове В зависимост от това какви хранителни вещества се съдържат в минералните соли, торовете се делят на прости и сложни. Обикновените торове съдържат едно хранително вещество. Те включват фосфор, азот, калий и микроторове. Комплексните торове съдържат две или повече основни хранителни вещества едновременно. Торовете са твърди (гранулирани, прахообразни) и течни (бедни до 40% на хранителни вещества и концентрирани над 40%). Минералните торове са неорганични съединения, съдържащи хранителни вещества, необходими за растенията.
Производство на минерални торове АЗОТ КАЛИЕВ ФОСФАТ В близост до суровинни бази В близост до металургични заводи и газопроводи В близост до суровинни бази
Поташни торове - повишават добива, качеството и устойчивостта на растенията. Те съдържат хранителния елемент калий, който влияе положително на устойчивостта на растенията към суша, ниски температури, вредители, позволява на растенията да използват водата по-икономично, подобрява транспорта на вещества в растението и развитието на кореновата система, насърчава натрупването на въглехидрати (захарно цвекло, нишесте-картофи). Когато се въведе, фотосинтезата се засилва, плодовете придобиват по-ярък цвят и аромат и се съхраняват по-дълго. Въвеждането на калий е необходимо особено за кореноплодни култури.
Именно солта - "пермянка", заедно с ценните кожи, представляват основния източник на доходи за "господаря на Велики Новгород". Солта е в основата на богатството на Строганови, Голицинови, Шаховски. Техните пивоварни произвеждаха до седем милиона пуда сол годишно. Пермската сол - "Пермянка" - се търгуваше не само в Русия, но и в други европейски страни.
Фосфорните торове съдържат елемента фосфор 1. водоразтворими (амофос, диамофос, суперфосфати), 2. слабо разтворими - много слабо разтворими в слаби киселини, неразтворими във вода (фосфатна скала, костно брашно). 2. трудно разтворим - много слабо разтворим в слаби киселини, неразтворим във вода (фосфатна скала, костно брашно).
Стойността на фосфорните торове Стойността на фосфорните торове Той е част от сложните протеини, участващи в процеса на делене на клетъчното ядро и в образуването на нови растителни органи. Той е част от сложни протеини, участващи в процеса на делене на клетъчното ядро и в образуването на нови растителни органи. Играе важна роля за ускоряване на узряването на плодовете и плодовете. Играе важна роля за ускоряване на узряването на плодовете и плодовете. Насърчава икономичната консумация на влага Насърчава икономичната консумация на влага Значително повишава зимната издръжливост на растенията Значително повишава зимната издръжливост на растенията Фосфорът подобрява вкуса и подобрява потока на хранителни вещества от листата към плодовете и плодовете. Фосфорът подобрява вкуса и подобрява потока на хранителни вещества от листата към плодовете и плодовете. Фосфорът играе важна роля в живота на плодовите и ягодоплодни култури. Фосфорът играе важна роля в живота на плодовите и ягодоплодни култури. Ако няма достатъчно фосфор, растежът се забавя, цъфтежът и узряването се забавят, вкусът се влошава и добивите намаляват. Ако няма достатъчно фосфор, растежът се забавя, цъфтежът и узряването се забавят, вкусът се влошава, добивите намаляват.Излишъкът от фосфор е вреден.Излишъкът от фосфор е вреден.
Азотът е основното хранително вещество за всички растения: без азот е невъзможно образуването на протеини и много витамини, особено витамини от група В. Азотът регулира растежа на вегетативната маса, определя нивото на добивите и повишава съдържанието на протеин в зърното . Растенията абсорбират и усвояват азот най-интензивно през периода на максимално формиране и растеж на стъблата и листата. Азотните торове допринасят за развитието на зелената част на растението.
Изчисляване на хранителната стойност CO (NH 2) 2 W \u003d n X Ar (N) X 100% / Mr вещества% 2 +++ W \u003d 14 () \u003d
Изчисляване на хранителната стойност CO (NH 2) 2 W \u003d n X Ar (N) X 100% / Mr вещества% 2 +++ W \u003d 14 () \u003d 47%
В древността солта е била ценна стока, значителна част от която е била внасяна в страната от чужбина. Първите постройки в солните мини са били: сандъци за съхранение на саламура, казани, плевни, тръби за подем на саламура.В края на 17 век добивът на сол излиза на преден план.
ОБРАЗОВАТЕЛНИ: 1. Да се формира концепцията за минерални торове, тяхното значение в националната икономика и принципите на местоположението на предприятията, произвеждащи торове. 2. Дайте класификация на торовете 3. Затвърдете уменията на учениците - напишете химични формули и направете химични изчисления. 4. Научете се да сравнявате карти на ресурсите и на производството. ОБРАЗОВАТЕЛНИ 1. Да възпитава учениците в точност при водене на бележки. 2. Развийте внимателност, когато работите с карта 3. Култивирайте уважение към природата 4. Учете учениците да обичат тялото си и да не ядат „вредни храни“
История
- Фосфорът е открит от хамбургския алхимик Хениг Бранд през 1669 г.
Хениг Бранд
- Малко по-късно фосфорът е получен от друг немски химик - Йохан Кункел
Йохан Кункел
- Фосфорът е просто вещество (доказано от Лавоазие)
Лавоазие
Характеристика на елемента
III месечен цикъл
V Група
основен п / гр. (НО)
5 валентни електрона
Състояния на окисление:
-3, +3, +5
Физични свойства
Елементарният фосфор при нормални условия представлява три стабилни алотропни модификации:
бяло червено черно
Бяло фосфор P4
Меко, безцветно вещество, отровно, има мирис на чесън,
t°пл.= 44°С, t°кип.= 280°С, разтворим във въглероден дисулфид (CS 2 ), летене. Той е силно реактивен, окислява се на въздух (същевременно се самозапалва), свети на тъмно.
Фосфорът се споменава в известната творба „Баскервилското куче“ на А. Конан Дойл.
“ … да Беше куче, огромно, катранено черно. Но никой от нас, смъртните, не е виждал такова куче. От отворената й уста изригнаха пламъци, от очите й изхвърчаха искри, над муцуната и тила й проблесна преливащ огън. В ничий възпален мозък не би могло да се появи по-ужасно, по-отвратително видение от това адско същество, което изскочи от мъглата към нас... Ужасно куче, с размерите на млада лъвица. Огромната му паст все още светеше със синкави пламъци, дълбоко вкоренените му диви очи кръжаха в пламъци. Докоснах тази светеща глава и като махнах ръката си, видях, че пръстите ми също светят в тъмнината.
– Фосфор, казах.
Правилно ли беше
Артър
Конан Дойл?
червен фосфор П
Без мирис, червено-кафяв цвят, нетоксичен. Атомната кристална решетка е много сложна, обикновено аморфна. Неразтворим във вода и органични разтворители. Стабилен. Не свети в тъмното
черен фосфор
Полимерно вещество с метален блясък, подобно на графит, без мирис, мазно на допир. Неразтворим във вода и органични разтворители. Атомна кристална решетка, полупроводник. t°кипене= 453°С (сублимация),
t°pl.= 1000°C
Касова бележка
- Белият фосфор се получава чрез редукция на калциев фосфат (в електрическа пещ):
- ок 3 (ПО 4 ) 2 + 3SiO 2 + 5C t°
3CaSiO 3 + 5CO + 2P
- Кр синьо и черно
фосфор се получава от бял
Химични свойства
1. Взаимодействие с кислород:
4P+5O 2 (пр.) = 2P 2 О 5 ( фосфорен оксид V )
2 .Взаимодействие с халогени:
2P+5S л 2 (пр.) = 2PCl 5 (фосфорен хлорид V )
2P+3 кл 2 (липсва) = 2 PCl 3 (фосфорен хлорид III )
3. Взаимодействие със сяра:
2P + 5 С (пр.) = П 2 С 5 (фосфорен сулфид V )
2P+3S ( недостатъчно) = П 2 С 3 (фосфорен сулфид III)
Взаимодействие с фосфор с вода
- 4P+6H 2 O=PH 3 + 3H 3 PO 2
фосфорни киселина
Солите на тази киселина се наричат хипофосфити
В тях фосфорът проявява степен на окисление +1!
Фосфор в природата
- Съдържанието на фосфор в земната кора е 9,3 10-2 (по маса). В природата фосфорът се среща само под формата на съединения. Основните минерали на фосфора са фосфорит Са 3 (ПО 4 ) 2 и апатит 3Ca 3 (ПО 4 ) 2 CaF 2 .
- В допълнение, фосфорът е част от протеиновите вещества, както и костите и зъбите.
Използването на фосфор
За военни цели
Производство на кибрит
Експлозиви
Перилни препарати
Хранителни добавки
военно производство
- Използването на бял фосфор
- САЩ използваха фосфорни оръжия във войната в Ирак (2003 г.)
Производство на кибрит
- За кибритени глави се използва червен фосфор
- Фосфорът помага за запалване на кибрит
Експлозиви
- Фосфорът е веществото, което има най-висок коефициент на отделяне на дим. При изгаряне произвежда много плътен и устойчив бял дим.
Перилни препарати
- Фосфорът се намира в детергентите
Хранителни добавки
- Фосфорът се използва като хранителни добавки
- Внимание!!! Coca-Cola съдържа фосфорна киселина!
1 слайд
2 слайд
Въведение в съдържанието………………………………………………………………………………. Историята на развитието на фосфора………………………………………………………… Природни съединения и производството на фосфор………………………………… ……... Химични свойства ………………………………………………………………… Алотропни промени……………………………………………… …………….. а) бяло…………………………………………………………………………….. б) червено……………… ………………… ……………………………… в) черно…………………………………………………………………………… . Фосфорни оксиди…………………………………………………………………… Ортофосфорна киселина……………………………………………………… … ……... Ортофосфати…………………………………………………………………………. Фосфорът в човешкото тяло……………………………………………………….. Кибрит………………………………………………………… ……… ……………………. Фосфатни торове……………………………………………………………….. Заключение………………………………………………………… …… ………………. 1. Стойността на фосфора…………………………………………………………………….. 2. Употребата на фосфора……………………………… ……………… ………………… Библиография…………………………………………………..
3 слайд
Въведение: Петата група на периодичната таблица включва два типични елемента азот и фосфор - и подгрупи арсен и ванадий. Съществува значителна разлика в свойствата между първия и втория типичен елемент. В състояние на прости вещества азотът е газ, а фосфорът е твърдо вещество. Тези две вещества получиха широк спектър от приложения, въпреки че когато азотът беше изолиран за първи път от въздуха, той се смяташе за вреден газ и бяха направени много пари от продажбата на фосфор (фосфорът беше ценен заради способността си да свети в тъмното ).
4 слайд
История на откриването на фосфора По ирония на съдбата фосфорът е бил откриван няколко пъти. И всеки път са го получавали от... урина. Има сведения, че арабският алхимик Алхилд Бехил (XII век) е открил фосфора по време на дестилацията на урина, смесена с глина, вар и въглища. Въпреки това, датата на откриване на фосфора се счита за 1669 г. Хамбургският аматьор алхимик Хенинг Бранд, фалирал търговец, който мечтаеше да подобри делата си с помощта на алхимията, обработваше голямо разнообразие от продукти. Предполагайки, че физиологичните продукти може да съдържат „първичната материя“, смятана за основата на Философския камък, Бранд се интересува от човешката урина. Той събра около един тон урина от казармите на войниците и я изпари до сиропообразна течност. Тази течност той дестилира отново и получава тежко червено „пикочно масло“, което се дестилира до образуване на твърд остатък. Загрявайки последния, без достъп на въздух, той забеляза образуването на бял дим, който се утаи по стените на съда и светеше ярко в тъмнината. Бранд нарече веществото, което получи, фосфор, което на гръцки означава "носител на светлина". Няколко години "рецептата" за приготвяне на фосфора се пази в най-строга тайна и е известна само на няколко алхимици. Фосфорът е открит за трети път от Р. Бойл през 1680г. В известна модифицирана форма през 18 век се използва и старият метод за получаване на фосфор: смес от урина с оловен оксид (PbO), готварска сол (NaCl), поташ (K2CO3) и въглища (C) се нагрява. Едва през 1777 г. К. В. Шееле разработи метод за получаване на фосфор от животински рога и кости.
5 слайд
Природни съединения и производство на фосфор По отношение на разпространението в земната кора фосфорът изпреварва азота, сярата и хлора. За разлика от азота, фосфорът, поради високата си химична активност, се среща в природата само под формата на съединения. Най-важните минерали на фосфора са апатит Ca5 (PO4) 3X (X е флуор, по-рядко хлор и хидроксилна група) и фосфорит, чиято основа е Ca3 (PO4) 2. Най-голямото находище на апатит се намира на Колския полуостров, в района на Хибинските планини. Находищата на фосфорит се намират в планината Каратау, в Московска, Калужка, Брянска област и на други места. Фосфорът е част от някои протеинови вещества, съдържащи се в генеративните органи на растенията, в нервната и костната тъкан на животинския и човешкия организъм. Мозъчните клетки са особено богати на фосфор. Днес фосфорът се произвежда в електрически пещи чрез редуциране на апатита с въглища в присъствието на силициев диоксид: Ca3(PO4)2+3SiO2+5C 3CaSiO3+5CO+2P Фосфорните пари при тази температура се състоят почти изцяло от P2 молекули, които кондензират в P4 молекули при охлаждане.
6 слайд
Химични свойства Електронната конфигурация на фосфорния атом е 1s22s22p63s23p3 Външният електронен слой съдържа 5 електрона. Наличието на три несдвоени електрона на външното енергийно ниво обяснява факта, че в нормално, невъзбудено състояние валентността на фосфора е 3. Но на третото енергийно ниво има свободни клетки на d-орбитали, следователно, при преход към възбудено състояние, 3S-електроните ще се отделят, отиват на подниво d, което води до образуването на 5 несдвоени елемента. По този начин валентността на фосфора във възбудено състояние е 5. В съединенията фосфорът обикновено проявява степен на окисление +5 (P2O5, H3PO4), по-рядко +3 (P2O3, PF3), -3 (AlP, PH3, Na3P, Mg3P2).
7 слайд
8 слайд
Алотропна модификация Плътност tpl. Температура на кипене Външен вид и характеристики Бяло 1,82 g/cm3 44,1°С 287,3°С Бял кристален прах, отровен, самозапалващ се на въздух. При 250-260°C се зачервява (фиг. 3). Много разтворим във въглероден дисулфид. Червен 2.34g/cm3 590°С 416°С Червен кристален или аморфен прах, нетоксичен. При 220°C и 108 Pa се превръща в черен фосфор. Свети във въздуха само при запалване. Цветът на червения фосфор, в зависимост от метода и условията на приготвяне, може да варира от светлочервен до лилав и тъмнокафяв. Черно 2,7 g/cm3 Най-стабилната модификация. На външен вид е подобен на графит. При нагряване се превръща в червен фосфор. При нормални условия полупроводникът провежда електричество под налягане като метал. За разлика от белия фосфор, червеният и черният фосфор не се разтварят във въглероден дисулфид, не са отровни или запалими.
9 слайд
Бял фосфор Бялата модификация на фосфора, получена чрез кондензация на пари, има молекулярна кристална решетка, в чиито възли са дислокирани молекули Р4. Поради слабостта на междумолекулните сили, белият фосфор е летлив, топим, нарязва се с нож и се разтваря в неполярни разтворители, като въглероден дисулфид. Белият фосфор е силно реактивоспособно вещество. Реагира бурно с кислород, халогени, сяра и метали. Окисляването на фосфор във въздуха се придружава от нагряване и светене. Следователно белият фосфор се съхранява под вода, с която не реагира. Белият фосфор е силно токсичен. Около 80% от общото производство на бял фосфор отива за синтеза на чиста фосфорна киселина. Той от своя страна се използва за производство на натриеви полифосфати (използват се за намаляване на твърдостта на питейната вода) и хранителни фосфати. Останалата част от белия фосфор се използва за създаване на димообразуващи вещества и запалителни смеси. Инженеринг на безопасността. При производството на фосфор и неговите съединения са необходими специални предпазни мерки, т.к белият фосфор е силна отрова. Продължителната работа в атмосфера на бял фосфор може да доведе до заболяване на костната тъкан, загуба на зъби, некроза на челюстни участъци. При запалване белият фосфор причинява болезнени изгаряния, които не заздравяват дълго време. Белият фосфор трябва да се съхранява под вода, в херметически затворени контейнери. Горящият фосфор се гаси с въглероден диоксид, разтвор на CuSO4 или пясък. Изгорената кожа трябва да се измие с разтвор на KMnO4 или CuSO4. Антидотът при отравяне с фосфор е 2% разтвор на CuSO4. При дългосрочно съхранение, както и при нагряване, белият фосфор се превръща в червена модификация (за първи път е получен едва през 1847 г.). Името червен фосфор се отнася до няколко модификации наведнъж, различаващи се по плътност и цвят: варира от оранжево до тъмночервено и дори лилаво. Всички разновидности на червения фосфор са неразтворими в органични разтворители и в сравнение с белия фосфор те са по-малко реактивни и имат полимерна структура: това са P4 тетраедри, свързани един с друг в безкрайни вериги.
10 слайд
Червен и черен фосфор Червеният фосфор се използва в металургията, производството на полупроводникови материали и лампи с нажежаема жичка и се използва в производството на кибрит. Най-стабилната модификация на фосфора е черният фосфор. Получава се чрез алотропна трансформация на бял фосфор при t=2200C и високо налягане. На външен вид прилича на графит. Кристалната структура на черния фосфор е слоеста, състояща се от гофрирани слоеве (фиг. 2). Черният фосфор е най-малко активната модификация на фосфора. При нагряване без достъп на въздух той, подобно на червения, преминава в пара, от която кондензира в бял фосфор.
11 слайд
Експеримент, илюстриращ прехода на червения фосфор към белите 1-молекули на белия фосфор; 2-кристален. решетка от черен фосфор 3
12 слайд
Фосфорен (V) оксид - Р2О5 Фосфорът образува няколко оксида. Най-важният от тях е фосфорният оксид (V) P4O10. Често формулата му е написана в опростена форма - P2O5. Структурата на този оксид запазва тетраедричната подредба на фосфорните атоми. Бели кристали, t на топене = 5700°C, t на кипене = 6000°C, ρ = 2,7 g/cm3. Има няколко модификации. В пара се състои от молекули P4H10, много е хигроскопичен (използва се като десикант за газове и течности). Получаване: 4P + 5O2 = 2P2O5 Химични свойства Всички химични свойства на киселинните оксиди: реагира с вода, основни оксиди и основи 1) P2O5 + H2O = 2HPO3 (метафосфорна киселина) P2O5 + 2H2O = H4P2O7 (пирофосфорна киселина) киселина) 2) P2O5 + 3BaO =Ba3(PO4)2 Поради изключителната си хигроскопичност, фосфорният (V) оксид се използва в лабораторни и индустриални технологии като изсушаващ и дехидратиращ агент. По своя изсушаващ ефект превъзхожда всички други вещества.
13 слайд
Ортофосфорна киселина. Известни са няколко киселини, съдържащи фосфор. Най-важната от тях е ортофосфорната киселина H3PO4.Безводната ортофосфорна киселина е леки прозрачни кристали, разтварящи се на въздух при стайна температура. Точка на топене 42,35°C. С вода фосфорната киселина образува разтвори с всякаква концентрация.
14 слайд
Ортофосфорна киселина. Получаване на ортофосфорна киселина В лабораторията В промишлеността окислението на фосфор с 30% азотна киселина: 3P + 5NO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO, концентрирано чрез изпаряване. Термичният метод се състои в редуциране на естествените фосфати до свободен фосфор, последвано от изгарянето му до P4O10 и разтварянето на последния във вода. Произведената по този метод ортофосфорна киселина се характеризира с по-висока чистота и по-висока концентрация (до 80%).
15 слайд
Физични свойства на H3PO4 Ортофосфорната киселина в нейната чиста форма при нормални условия представлява безцветни ромбични кристали, топящи се при температура 42,3°C. Химиците обаче рядко срещат такава киселина. Много по-често те имат работа с H3PO4 * 0,5 H2O полухидрат, който се утаява под формата на безцветни шестоъгълни призми при охлаждане на концентрирани водни разтвори на фосфорна киселина. Точката на топене на полухидрата е 29,3°C. Чистият H3PO4 след разтопяване образува вискозна маслена течност с ниска електрическа проводимост и силно намален коефициент на дифузия. Тези свойства, както и подробното изследване на спектрите показват, че молекулите на H3PO4 в този случай практически не са дисоциирани и са обединени чрез силни водородни връзки в една макромолекулна структура. По правило молекулите са свързани помежду си с една, рядко две и много рядко три водородни връзки. Ако киселината се разрежда с вода, тогава нейните молекули са по-склонни да образуват водородни връзки с вода, отколкото една с друга. Поради такава "симпатия" към водата, киселината се смесва с нея във всяка връзка. Енергията на хидратация тук не е толкова висока, колкото тази на сярната киселина; следователно нагряването на H3PO4 при разреждане не е толкова силно и дисоциацията е по-слабо изразена. Според първия етап на дисоциация фосфорната киселина се счита за електролит със средна сила (25 - 30%), според втория - слаб, според третия - много слаб.
16 слайд
Химичните свойства на ортофосфорната киселина са общи с други киселини, специфични 1. Воден разтвор на киселина променя цвета на индикаторите. Дисоциацията протича на стъпки: H3PO4 ---> H++H2PO4- H2PO-4 ---> H++HPO42- HPO42- ---> H++PO43- Дисоциацията е най-лесна в първата стъпка и най-трудна в третият 2. Реагира с метали, разположени в реда на изместване, до водород: 6Na + 2H3PO4 ---> 2Na3PO4 + ZH2 3. Реагира с основни оксиди: 3CaO + 2H3PO4 ---> Ca3 (PO4) 2 + ZH2O 4. Реагира с основи и амоняк; ако киселината се вземе в излишък, тогава се образуват киселинни соли: H3PO4 + 3NaOH ---> Na3PO4 + ZH2O H3PO4 + 2NH3 ---> (NH4) 2HPO4 H3PO4 + NaOH ---> NaH2PO4 + H2O 5. Реагира със соли на слаби киселини: 2H3PO4 + ZNa2CO3 --> 2Na3PO4 + ZCO2 + ZH2O 1. При нагряване постепенно се превръща в метафосфорна киселина: 2H3PO4 ---> H4P207 + H20 (дифосфорна киселина) H4P2O7 ---> 2HPO3 + H2O ) жълт появява се утайка: H3PO4 + 3AgNO3 ---> Ag3P04 + 3HN03 жълта утайка 3. Ортофосфорната киселина играе важна роля в живота на животните и растенията. Неговите остатъци са част от АТФ аденозинтрифосфорна киселина. Разграждането на АТФ освобождава голямо количество енергия. Ще научите повече за АТФ в курса по обща биология и органична химия.
17 слайд
Химични свойства на H3PO4 При неутрализиране на фосфорна киселина с алкали се образуват соли: дихидрофосфати, хидрофосфати, а също и фосфати, например: H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O натриев дихидрофосфат H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O натриев хидрогенфосфат H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O натриев фосфат
18 слайд
Фосфор в човешкото тяло В човешкото тяло с тегло 70 кг. Съдържа около 780 g фосфор. Под формата на калциеви фосфати фосфорът присъства в костите на хората и животните. Включва се и в състава на протеини, фосфолипиди, нуклеинови киселини; фосфорните съединения участват в енергийния метаболизъм (аденизинтрифосфорна киселина, АТФ). Дневната нужда на човешкия организъм от фосфор е 1,2 г. Основното количество от него приемаме с млякото и хляба (в 100 г хляб се съдържат приблизително 200 мг фосфор). Най-богати на фосфор са рибата, бобът и някои видове сирена. Интересното е, че за правилното хранене е необходимо да се поддържа баланс между количеството консумиран фосфор и калций: оптималното съотношение в тези хранителни елементи е 1,5/1. Излишъкът от храни, богати на фосфор, води до измиване на калций от костите, а при излишък на калций се развива уролитиаза.
19 слайд
Кибритени клечки Запалителната повърхност на кибритена кутия е покрита със смес от червен фосфор и стъклен прах. Съставът на кибритената глава включва окислители (PbO2, KClO3, BaCrO4) и редуциращи агенти (S, Sb2S3). С триене от запалителната повърхност сместа, нанесена върху клечката, се запалва. Първите фосфорни кибрити - с глава от бял фосфор - са създадени едва през 1827 г. 6P + 5KCLO3 = 5KCL + 3P2O5 Такива кибрити се запалват, когато се търкат върху всяка повърхност, което често води до пожари. Освен това белият фосфор е силно токсичен. Описани са случаи на отравяне с фосфорни кибритени клечки, както поради невнимателно боравене, така и с цел самоубийство: за това беше достатъчно да изядете няколко кибритени глави. Ето защо фосфорните кибрити бяха заменени от безопасни, които ни служат вярно и до днес. Индустриалното производство на безопасни кибрит започва в Швеция през 60-те години. XIX век.
20 слайд
Минерални торове Име на тора Химичен състав Цвят и външен вид Получаване в промишлеността и в природата 1. Азотни торове Натриев нитрат (натриев нитрат) NaNO3 (15-16% N) Бяло или сиво кристално вещество с хигроскопични свойства (сивият цвят се придава от примеси) Получава се при производството на азотна киселина. Азотните газове (N0 и NO2), които не се абсорбират от водата, преминават през разтвори на сода: Na2CO3 + 2NO2 --> NaNO3 + NaNO2 + CO2 Калиев нитрат (калиев нитрат) KN03 (12,5-13% N) Бяло кристално вещество Относително малки отлагания на KNO3 се намират в Централна Азия. В промишлеността се получава, както следва: KCl + NaNO3 ---> NaCl + KN03 Амониев нитрат (амониев нитрат) NH4NO3 (15-16% N) Бяло кристално, много хигроскопично вещество Получава се чрез неутрализиране на 48 - 60% азотна киселина с амоняк : NH3 +HNO3 --->NH4NO3 Полученият разтвор се концентрира и кристализацията се извършва в специални кули
21 слайд
Минерални торове Име на тора Химичен състав Цвят и външен вид Получени в промишлеността и открити в природата 1. Азотни торове Амониев сулфат (NH4)2SO4 (20,5-21% N) Бял (поради примеси сив или зеленикав) кристален прах, леко хигроскопичен Получен от взаимодействие на амоняк със сярна киселина: 2NH3 + H2SO4 ---> (NH4)2SO4 Карбамид CO (NH2) 2 (46% N) Бяло финокристално, хигроскопично, понякога гранулирано вещество Получава се при взаимодействието на волски въглерод (IV) оксид с амоняк (при високо налягане и температура): CO2+2NH3 --->CO(NH2)2+H2O 2.. Фосфатни торове Прост суперфосфат Ca(H2P04)2 2H2O CaSO4∙2H2O (до 20% P2O5 ) Сив фин -зърнест прах Получава се чрез взаимодействие на фосфорити или апатити със сярна киселина: Ca3 (PO4) 2 + 2H25O4 ---> Ca (H2PO4) 2 + 2CaSO4
22 слайд
Минерални торове Име на тора Химичен състав Цвят и външен вид Получени в промишлеността и открити в природата 2.. Фосфатни торове Двоен суперфосфат Ca(H2PO4)2 H2O (40% P205) Подобно на обикновения суперфосфат Производството се извършва на два етапа: a)Ca3( PO4 )2+3H2SO4 --> 2H3PO4 +3CaSO4 CaSO4 се утаява и се отделя чрез филтруване: b) Ca3(PO4)2+4H3PO4 --> 3Ca(H2PO4)2 3. Калиеви торове Калиев хлорид KCl (52-60% K20) Бяло кристално вещество Калиев хлорид се среща естествено като минерала силвинит (NaCI∙KCI)
23 слайд
Минерални торове Наименование на тора Химичен състав Цвят и външен вид Получени в промишлеността и открити в природата 3. Поташни торове Амониев дихидроортофосфат NH4H2PO4 (с примеси) Бял (сивкав поради примеси) кристален прах Получава се чрез взаимодействие на фосфорна киселина с амоняк: NH3+H3P04 --- > NH4H2PO4 Амониев хидроген ортофосфат (NH4)2HPO4 с (NH4)2S04 и други примеси Същото като амониев дихидроортофосфат Получава се подобно на амониев дихидроортофосфат: 2NH3+H3P04 ---> (NH4)2HPO4
24 слайд
Значението на фосфора Фосфорната киселина е от голямо значение като един от най-важните компоненти на храненето на растенията. Фосфорът се използва от растенията за изграждане на най-жизнените им части, семена и плодове. Производните на ортофосфорната киселина са много необходими не само за растенията, но и за животните. Костите, зъбите, черупките, ноктите, иглите, шиповете в повечето живи организми се състоят главно от калциев ортофосфат. В допълнение, фосфорната киселина, образувайки различни съединения с органични вещества, активно участва в метаболизма на живия организъм с околната среда. В резултат на това производните на фосфора се намират в костите, мозъка, кръвта, мускулите и съединителната тъкан на човешки и животински организми. Особено много фосфорна киселина има в състава на нервните (мозъчни) клетки, което позволи на A.E. Ферсман, известен геохимик, нарече фосфора "елемент на мисълта". Много отрицателен ефект (заболяване на животни с рахит, анемия и др.) Влияе върху състоянието на тялото чрез намаляване на съдържанието на фосфорни съединения в храната или чрез въвеждането им в несмилаема форма.
25 слайд
Използването на фосфор Ортофосфорната киселина в момента се използва доста широко. Основният му потребител е производството на фосфорни и комбинирани торове. За тези цели около 100 милиона тона фосфорсъдържаща руда се добиват годишно по целия свят.Фосфорните торове не само спомагат за увеличаване на добива на различни култури, но и придават на растенията зимна издръжливост и устойчивост на други неблагоприятни климатични условия, създават условия за по-бързо узряване на посевите в райони с кратък вегетационен период. Влияят благоприятно и на почвата, като допринасят за нейното структуриране, развитието на почвени бактерии, променят разтворимостта на други съдържащи се в почвата вещества и потискат част от образуваните вредни органични вещества. Много ортофосфорна киселина се консумира от хранително-вкусовата промишленост. Факт е, че разредената фосфорна киселина има много приятен вкус и малките й добавки към мармалади, лимонади и сиропи значително подобряват вкуса им. Някои соли на фосфорната киселина имат същото свойство. Калциевите хидрогенфосфати, например, отдавна се включват в бакпулверите, подобрявайки вкуса на кифличките и хляба. Други индустриални приложения на фосфорната киселина също представляват интерес. Например, наблюдавано е, че импрегнирането на дървото със самата киселина и нейните соли прави дървото незапалимо. На тази основа сега се произвеждат огнезащитни бои, незапалими фосфодървесни плочи, негорима фосфатна пяна и други строителни материали. Различни соли на фосфорната киселина се използват широко в много индустрии, в строителството, в различни области на техниката, в комуналните услуги и ежедневието, за защита от радиация, за омекотяване на вода, за борба с котлен камък и за производство на различни почистващи препарати. Фосфорната киселина, кондензираните киселини и дехидрогенираните фосфати служат като катализатори в процесите на дехидратация, алкилиране и полимеризация на въглеводороди. Специално място заемат органофосфорните съединения като екстрагенти, пластификатори, смазки, барутни добавки и абсорбенти в хладилните агрегати. Киселинните алкилфосфатни соли се използват като повърхностно активни вещества, антифризи, специални торове, латексни антикоагуланти и др. Киселинните алкилфосфати се използват за екстракционна обработка на течности от уранова руда.
26 слайд
Задачи Фосфор 1. Напишете електронната формула на фосфорния атом. Обяснете какво се случва с електронната конфигурация на атома, когато той проявява най-висока степен на окисление. 2. Какви степени на окисление може да има фосфорът в съединения? Дайте примери за тези съединения. Напишете електронната формула на фосфорния атом в степен на окисление +3. 3. Какви са основните разлики във физичните и химичните свойства на червения и белия фосфор. Как може да се отдели червеният фосфор от белите примеси? 4. Изчислете относителната плътност на фосфин от водород и въздух. Дали фосфинът е по-лек или по-тежък от тези газове? 5. Как може да се направи преход от червен фосфор към бял и обратно? Химични явления ли са тези процеси? Обяснете отговора. 6. Изчислете масата на фосфора, който трябва да се изгори в кислород, за да се получи фосфорен (V) оксид с тегло 3,55 g? 7. Смес от червен и бял фосфор с тегло 20 g се третира с въглероден дисулфид. Неразтвореният остатък се отделя и претегля, масата му е 12,6 г. Изчислява се масовата част на белия фосфор в изходната смес. 8. Какъв е видът на химичната връзка в съединенията: а) РН3; b) PCl5; в) Li3P. В полярните вещества посочете посоката на изместване на общите електронни двойки. 9. Фосфинът може да се получи чрез действието на солна киселина върху калциев фосфид. Изчислете обема на фосфина (нормални условия), който се образува от 9,1 g калциев фосфид. Масовата част на добива на продукта е 90%.
27 слайд
Ортофосфорна киселина и нейните соли 1. Напишете уравненията на реакциите между фосфорната киселина и следните вещества: а) магнезиев оксид; б) калиев карбонат; в) сребърен нитрат; г) железен сулфат (II). 2. Напишете уравненията на реакцията между ортофосфорна киселина и калиев хидроксид, в резултат на което се образуват 3 вида соли: средни и две киселинни. 3. Коя от киселините е по-силен окислител: азотна или ортофосфорна? Обяснете отговора. 4. Напишете уравненията на реакциите, чрез които могат да се извършат следните трансформации: Р → Р205 →Н3Р04 →Nа3Р04 → Са3(Р04)2 (P04)2→Ca(H2P04)2 Напишете уравненията за тези реакции. 6. Използвайки метода на електронния баланс, изберете коефициентите в схемите на следните окислително-редукционни реакции: а) РН3 + О2 → Р2О5 + Н2О дялове на фосфорна киселина 40% могат да бъдат получени от фосфорит с тегло 100 kg с масова част от Ca3 ( PO4) 2 93%? 8. От естествен фосфорит с тегло 310 kg е получена фосфорна киселина с тегло 195 kg. Изчислете масовата част на Ca3(PO4)2 в естествения фосфорит. 9. Воден разтвор, съдържащ 19,6 g фосфорна киселина, се неутрализира с 18,5 g калциев хидроксид.Определя се масата на образуваната утайка CaHPO4 · 2H2O. 10. Има разтвор на фосфорна киселина с тегло 150 g (масова част на H3PO4 24,5%). Изчислете обема на амоняка (нормални условия), който трябва да премине през разтвора, за да се получи амониев дихидрогенфосфат. 11. Каква сол се образува, ако 2,8 g калиев хидроксид се добави към разтвор, съдържащ H3PO4 с тегло 4,9 g? Изчислете масата на получената сол
28 слайд
Минерални торове 1. Какви азотни и фосфорни торове познавате? Напишете уравненията на реакциите за тяхното получаване. Защо растенията се нуждаят от азот и фосфор? 2. Определете масовата част на фосфорния (V) оксид в утайката CaHPO4 · 2H2O. 3. Масовата част на фосфорния (V) оксид в суперфосфата е 20%. Определете масата на суперфосфата, който трябва да се въведе под овощно дърво, ако за нормалното развитие на дървото са необходими 15,5 g фосфор 4. Масовата част на азота в тора е 14%. Целият азот е включен в тора в състава на урея CO(NH2)2. Изчислете масовата част на уреята в този тор. 5. В суперфосфата масовата част на фосфорния (V) оксид е 25%. Изчислете масовата част на Ca(H2PO4)2 в този тор. 6. Изчислете масата на амониевия сулфат, който трябва да се вземе, за да се приложи азот с тегло 2 тона върху почвата на площ от 5 хектара.Каква маса тор трябва да се приложи на всеки квадратен метър почва? 7. Изчислете масата на амониевия нитрат, който трябва да се приложи върху площ от 100 ha, ако масата на азота, приложена към площ от 1 ha, трябва да бъде 60 kg. 8. В почвата под плодното дърво трябва да се внесе фосфорен (V) оксид с тегло 0,4 kg. Каква маса суперфосфат трябва да се вземе в този случай, ако масовата част на усвоимия фосфорен (V) оксид в него е 20%? 9. Под плодното дърво е необходимо да се добави амониев нитрат с тегло 140 g (масовата част на азота в нитрата е 35%). Определете масата на амониевия сулфат, който може да се използва за добавяне на същото количество азот.
29 слайд
Литература: 1. F. G. Feldman, G. E. Rudzitis. ХИМИЯ. Учебник за учебни заведения за 9 клас. - М., 5-то издание, ПРОСВЕЩЕНИЕ, 1997 г. 2. ХИМИЯ. Справочни материали. Под редакцията на Ю. Д. Третяков, - М., ОБРАЗОВАНИЕ, 1984. 3. ХИМИЯ. Наръчник за ученици, - М., 1995. 4. ХИМИЯ. Енциклопедия за деца. Том 17, AVANTA, 2000 5. Weser V.-J., Фосфор и неговите съединения, прев. от английски, - М., 1963. 6. Интернет: http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/
Цели на урока:
- осигурете усвояването на знания за фосфора като химичен елемент и просто вещество;
- алотропни модификации на фосфора;
- повторете зависимостта на свойствата на веществото от неговия състав и структура;
- развиват способността за сравнение;
- да насърчава формирането на материалистичен мироглед, моралното възпитание на учениците.
Откриването на фосфора
Хамбургски алхимик
Хенинг Бранд
1669 г
"фосфор" -
от гръцки "светещ"
месечен цикъл
Група
валентни електрони
степени на окисление
висш оксид
водородна връзка
АЛОТРОПНИ МОДИФИКАЦИИ
ЧЕРВЕН
БЯЛ
ЧЕРЕН
ХИМИЧНИ СВОЙСТВА
- С метали:
Ca+P=
- С неметали:
P+O 2 =
- с Berthollet сол експлодира при удар, запалва се :
KClO 3 + P = P 2 О 5 + KCl
НАМИРАНЕ В ПРИРОДАТА
ОРГАНИЗМИ
МИНЕРАЛИ
ФОСФОЛИПИДИ,
ЕНЗИМИ,
КАЛЦИЕВ ФОСФАТ ЕТЕРИ
ОРТОФОСФЕН
КИСЕЛИНА
ФОСФОРИТ
ТЮРКОАЗЕН
АПАТИТ
В ЗЪБИТЕ И КОСТИТЕ
АПАТИТ
Физиологично действие бял фосфор
Резултат приложенияпрекомерно количество фосфор
Резултатът е появата на жаби с деформации приложения фосфоренторове, които се измиват в реки и езера,
Фосфорен некроза- увреждане на челюстите
Получаване на фосфор
нагряване на смес от фосфорит, въглища и
пясък в електрическата пещ:
ок 3 (ПО 4 ) 2 + C + SiO 2 → П 4 + CaSiO 3 + CO
ПРИЛОЖЕНИЯ НА ФОСФОР
тор
перилни препарати
омекотяване на водата
пестицид
Защита от
корозия
производство
мачове
производство
цветове
Създаване
димни завеси
полупроводници
ДОМАШНА РАБОТА
§19.9 (L.S. Guzey), §21 (G.E. Рудзитис)
Индивидуални задания.
Подгответе съобщения:
1) за историята на мачовете;
2) за биологичната роля на фосфора и неговите съединения.
ПОВТОРЕНИЕ?
американски войски
използван фосфорен
бомби
в Ирак
2004 г
БЯЛ ФОСФОР
Молекулите P 4 имат формата на тетраедър. Това топимо t(pl)=44,1 o C, t(kip)=275 o C, меко, безцветно восъчно вещество. Разтваря се добре в въглероден дисулфид и редица други органични разтворители. Отровен, запалим във въздуха, свети в тъмното. Съхранявайте го под вода.
ЧЕРВЕН ФОСФОР
Съществуват няколко форми на червения фосфор, чиято структура не е окончателно установена. Известно е, че те са атомни вещества с полимерна кристална решетка. Точката им на топене е 585-600 o C, цветът е от тъмнокафяв до червен и лилав. Не е отровен.
ЧЕРЕН ФОСФОР
Черният фосфор има слоеста атомна кристална решетка. По външен вид е подобен на графита, но е полупроводник. Не е отровен.
Фосфорът като химичен елемент
месечен цикъл
Група
валентни електрони
степени на окисление
-3, +3, +5
висш оксид
Р 2 О 5
водородна връзка
RN 3
ПОВТОРЕНИЕ
1. ПОПЪЛНЕТЕ УРАВНЕНИЯТА : P+F 2 = Al + P = Посочете окислителя и редуктора
2. Задача:
Каква е масата на фосфора в тялото ви, ако знаете, че фосфорът е ≈1% от телесното ви тегло?
3 .Извършване на трансформации:
Р RN 3 Р 2 О 5 з 3 RO 4