五氧化二磷 五氧化二磷( phosphorus pentoxide),化學(xué)式為P 2 O 5 ,又叫做磷酸酐、無水磷酸、五氧化磷,是一種白色粉末狀固體,不純品為黃色粉末,有蒜的氣味。P 2 O 5 具有強(qiáng)吸水性,在空氣中迅速潮解,極易于水化合,跟冷水化合生成偏磷酸(HPO 3 ),跟熱水化合生成磷酸(H 3 PO 4 ),在347℃會發(fā)生升華。有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。常用作干燥劑和 脫水劑 ,可用于制造磷酸、農(nóng)藥、磷酸鹽等。
物質(zhì)結(jié)構(gòu) P 2 O 10 是由4個磷氧四面體通過共用角頂 氧原子 而聯(lián)接起來的稠環(huán)結(jié)構(gòu),其簡式即為P 2 O 5 。 常壓下,五氧化二磷的晶型結(jié)構(gòu)有3種,為h型、o型、o’型,分別屬于六方形、斜方形和四方形。h-P 2 O 5 的結(jié)構(gòu)見圖a,是由離散的P 4 O 10 分子形成的六角 形的立體結(jié)構(gòu)。其中每個P原子先形成 PO 4 的四面體,然后利用6個O原子形成鍵橋連接 4個P原子進(jìn)行均勻分配,從而形成h-P 2 O 5 的結(jié) 構(gòu)。 o-P 2 O 5 的結(jié)構(gòu)見圖b,每個PO 4 四面體的其中 3個角都與相鄰的PO 4 共享,并且連續(xù)3個PO 4 都 沿c軸螺旋運(yùn)行,從而形成了一個螺旋立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
而o'-P 2 O 5 的結(jié)構(gòu)則是一個無限的二維表,相連接的PO 4 彼此有兩個面互相平行,如圖c所示。在后面兩種結(jié)構(gòu)中O原子始終作為PO 4 的終端,因此它們的P—O鍵的長度要短于h-P 2 O 5 的鍵橋長度。
將h-P 2 O 5 在密閉容器中于400℃下加熱2 h可以轉(zhuǎn)變?yōu)閛-P 2 O 5 ,而o’-P 2 O 5 是在密閉容器中于450℃下加熱24 h 后制得的。同樣o-P 2 O 5 在一定條件下也可轉(zhuǎn)換為h-P 2 O 5 。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 五氧化二磷極易溶于水,是白色粉末狀固體,吸濕性很強(qiáng),是一種強(qiáng)干燥劑。易升華,在加壓下加熱到較高溫度,晶體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形玻璃狀固體。
化學(xué)性質(zhì)
與水發(fā)生反應(yīng) 五氧化二磷是 酸性氧化物 ,與水發(fā)生劇烈反應(yīng)放出大量的熱,它與熱水反應(yīng)生成無毒的磷酸,與冷水反應(yīng)生成有毒的 偏磷酸 ?;瘜W(xué)反應(yīng)式如下: P 2 O 5 + H 2 O(冷)= 2HPO 3 (偏磷酸,劇毒)
P 2 O 5 + 3H 2 O(熱)= 2H 3 PO 4 (磷酸,無毒)
與堿和堿性氧化物反應(yīng) P 2 O 5 + 6 NaOH = 2Na 3 PO 3 + 3H 2 O P 2 O 5 + 3Na 2 O = 2Na 3 PO 4
脫水性 五氧化二磷對水有很強(qiáng)的親和力,可以從許多化合物中奪取化合態(tài)水,可使硝酸、硫酸等脫水。
分解性 五氧化二磷在高溫條件下會分解:
制備方法 磷礦石 、焦皮和 硅砂 等,必要寸再加適量的鐵屑,投入熔礦爐內(nèi)(電爐),送入650℃左右的熱風(fēng)使生成的 白磷 燃燒,捕集得五氧化二磷。 2Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6SiO 2 + 10C = 6CaSiO 3 + P 4 + 10CO 流程簡圖如下:
此外,最為簡單的方法是將 白磷 在干燥空氣中燃燒而得到五氧化二磷。
用途 用作有機(jī)合成催化劑、脫水劑、氣體及液體的干燥劑、合成纖維的抗靜電劑等。還可用于制造磷酸、磷酸鹽和磷酸酯、五氧化二磷 溶膠 、有機(jī)磷農(nóng)藥、醫(yī)藥、表面活性劑以及光學(xué)玻璃等。
安全事宜
危險特性 五氧化二磷具有腐蝕性,有劇毒,遇水發(fā)熱分解,放出有毒及腐蝕性氣體。暴露在空氣中的五氧化二磷與有機(jī)物接觸,會發(fā)生燃燒。
儲存與運(yùn)輸 五氧化二磷屬一級無機(jī)酸性腐蝕物品,危規(guī)編號:91034。應(yīng)嚴(yán)格密封儲存在通風(fēng)干燥的庫房中。防潮防濕,不可與有機(jī)物、 雙氧水 、與易燃物、氧化劑、堿性物品等共混儲存或者運(yùn)輸,不可久儲,以免變質(zhì)。輕裝輕卸,保持包裝完整、密封,不宜在雨天運(yùn)輸。
毒性概述 五氧化二磷屬于一級無機(jī)酸性腐蝕品,其蒸氣及粉塵對眼、口腔粘膜及呼吸系統(tǒng)有刺激性及腐蝕作用,嚴(yán)重者可致 中毒性肺炎 ,肺水腫。使人體組織脫水,對皮膚有刺激腐蝕作用。有時含游離磷,可引起磷中毒。
應(yīng)急處理 發(fā)生火災(zāi)時,可用砂土、二氧化碳滅火,切勿使用水。
發(fā)生泄露事故時,對逸出物料處置須戴好防毒面具與手套、用干燥沙土混合,鏟起逐漸倒入大量水中,經(jīng)稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。沙土經(jīng)沖洗后倒至垃圾箱。對污染的地面用肥皂或洗滌劑刷洗。
急救措施 五氧化二磷蒸氣與粉塵能嚴(yán)重刺激眼、粘膜、皮膚和呼吸系統(tǒng),造成灼傷,經(jīng)常吸入低濃度蒸氣能損害肺部。應(yīng)使吸入蒸氣的患者離開污染區(qū),安置休息并保持溫暖,眼部受刺激須用水沖洗。皮膚接觸此物先用水沖洗,再涂敷氧化鎂甘油軟膏。脫去污染衣物經(jīng)洗凈后再用,如有灼傷須就醫(yī)診治。如果進(jìn)入口內(nèi),立即漱口,飲水及鎂乳,并送醫(yī)院救治。