P2O3 - оксид фосфора (III), фосфористый ангидрид. Получение: при мягком окислении фосфора 4P +3O2 ® 2P2O3; склонен к димеризации: 2P2O3 ® P4O6. P2O3 - белая, похожая на воск кристаллическая масса, при нагревании окисляется до P2O5. Медленно реагирует с водой:
P2O3 + 3H2O ® 2H3PO3.
Ортофосфористая кислота существует в двух модификациях:
(H3PO3) (H2PHO3)
Соли фосфористой кислоты – фосфиты очень токсичны. Поскольку H3PO3 - слабая кислота, фосфит-ион подвержен гидролизу. В окислительно-восстановительных реакциях кислота и ее соли являются восстановителями:
H3PO4 - твердое кристаллическое вещество, плавится на воздухе, хорошо растворимо в воде. Фосфорная кислота и ее соли фосфаты, в отличие от азотной кислоты и нитратов, не являются окислителями.
Ортофосфорная кислота образует три ряда солей: средние - фосфаты (Na3PO4), кислые - гидрофосфаты (Na2HPO4) и дигидрофосфаты (NaH2PO4).
Растворимость: хорошо растворимы в воде только фосфаты щелочных металлов и аммония, остальные не растворимы, гидрофосфаты плохо растворимы, лучше растворимы дигидрофосфаты.
Фосфаты подвержены гидролизу, который протекает ступенчато:
I ступень: PO43- + HOH «HPO42- + OH- рН>7
II ступень: HPO42- + HOH «H2PO4- + OH- (гидролиз, Кг = 10-6)
HPO42- «H+ + PO43- (диссоциация, Кa3 =10-12)
среда щелочная, рН 10
III ступень: H2PO4- + HOH «H3PO4 + OH- (гидролиз, Кг = 10-12)
H2PO4- «H+ + HPO42- (диссоциация, Кa2 =10-8)
т.к. Ка2>Кг среда кислая, рН 4
Качественные реакции на фосфат-, дифосфат- и метафосфат-ионы:
Na3PO4 + 3AgNO3 ® Ag3PO4¯ + 3NaNO3
желтый осадок
Na4P2O7 + 4AgNO3 ® Ag4P2O7¯ + 4NaNO3
белый осадок
NaPO3 + AgNO3 ® AgPO3¯ + NaNO3
белый осадок
Для фосфат-иона характерна sp3-гибридизация атомных орбиталей фосфора, угол связи 109°, форма тетраэдрическая.
Биологическая роль фосфора
По содержанию в организме (0,95%) фосфор - макроэлемент, органоген номер 5, играет важную роль в обмене веществ, входит в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов. АТФ представляет собой аденозинтрифосфат
Фосфатная буферная система является одной из основных буферных систем крови. Источниками энергии сахара и жирные кислоты могут быть только при предварительном фосфорилировании. Суточная потребность в фосфоре 1,3 г. Однако, не весь фосфор, содержащийся в продуктах, может всасываться, поскольку его всасывание зависит от многих факторов: рН, соотношения между содержанием кальция и фосфора в пище, наличия в пище жирных кислот. Фосфор в виде Сa3(PO4)2 является основой скелета и зубов животных и человека.
N, P - являются жизненно важными элементами для растений, часто дефицитными. Поэтому применяются минеральные удобрения, содержащие соединения азота и фосфора.
Лекарственные препараты
Natrii phosphas (Na2HPO4´12H2O) - 12 гидрат гидрофосфата натрия. Применяется в качестве антацидного средства. Входит в состав препарата "Уродан", который применяется при подагре, мочекаменной болезни.
Solutio Natrii phosphatis Phosphoro – 32 notati pro injectionibus - раствор натрия фосфата с меченным изотопом "фосфор-32" для инъекций - применяется для диагностики злокачественных заболеваний крови.
Токсичность соединений фосфора
Фосфаты для организма не токсичны. Токсичны фосфиты и особенно фосфорорганические соединения, являющиеся нервно-паралитическими ядами, входят в состав БОВ. Белый фосфор (одна из аллотропных модификаций) очень токсичен. Это обусловлено его хорошей растворимостью в липидах, способностью проникать через мембраны клеток, а также высокой реакционной способностью.
Применение соединений фосфора
В качестве реактивов используются Na3PO4; Na2HPO4; NaH2PO4, а P2O5 применяется в качестве водоотнимающего средства.
Подгруппа мышьяка
К подгруппе мышьяка относятся три элемента: мышьяк As (Arsenicum), сурьма Sb (Stibium, Antimonium), висмут Bi (Bismuthum). В природе в свободном виде не встречаются, наиболее распространены соединения As2S3 – аурипигмент; Sb2S3 – сурьмянистый блеск, антимонит; Bi2S3 – висмутовый блеск. Содержание в земной коре As - 1´10-4%; Sb - 5´10-6%; Bi - 2´10-6%. Электронные формулы валентного слоя: As …4s24p3; Sb …5s25p3; Bi …6s26p3. Для элементов подгруппы мышьяка характерны с.о. +3; +5 и –3, при этом образуются ионы благородногазового (Э3-…ns2np6), псевдоблагородногазового (Э5+…(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10) типа и с неподеленной электронной парой на ns подуровне (Э3+… (n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2).
Соединения с водородом
AsH3 – арсин; SbH3 – стибин; BiH3 – висмутин. Наиболее стабилен из них только арсин, который может быть получен:
3Mg + 2As ® Mg3As2
Mg3As2 + 6HCl ® 3MgCl2 + 2AsH3
As2O3 + 6Zn + 6H2SO4 ® 2AsH3 + 6ZnSO4 + 3H2O
Арсин быстро разлагается. Его образование из соединений мышьяка используется в качественном анализе для обнаружения мышьяка по реакции Марша, Гутцайта, Зангер-Блека.
As2O3 – оксид мышьяка (III), мышьяковистый ангидрид, кристаллическое вещество, белого цвета, растворим в воде, реагирует с кислотами и щелочами, обладает амфотерными свойствами.
Sb2O3 – оксид сурьмы (III), сурьмянистый ангидрид, кристаллическое вещество белого цвета, нерастворим в воде, взаимодействует с концентрированными растворами кислот и щелочей, обладает амфотерными свойствами.
Bi2O3 – оксид висмута (III), висмутовая охра, кристаллическое вещество, не растворимо в воде, реагирует только с концентрированными растворами кислот, обладает основными свойствами.
Гидроксиды
As(OH)3 (As2O3´H2O) – гидроксид мышьяка (III), кристаллическое вещество белого цвета, растворимое в воде, взаимодействует с кислотами и щелочами. Обладает амфотерными свойствами. Существует также в форме мышьяковистой (H3AsO3) и метамышьяковистой (HAsO2) кислот. Соли орто- и метаарсениты.
Sb(OH)3 – гидроксид сурьмы (III), кристаллическое вещество белого цвета, нерастворимое в воде, взаимодействует с кислотами и щелочами. Обладает амфотерными свойствами. Существует также в форме ортосурьмянистой (H3SbO3) и метасурьмянистой (HSbO2) кислот, H[Sb(OH)4] (гидроксоформа). Соли орто- и метаантимониты (стибиты).
Bi(OH)3 – гидроксид висмута (III), кристаллическое вещество желтого цвета, нерастворимое в воде, взаимодействует только с кислотами. Обладает основными свойствами.
В ряду гидроксидов наблюдается:
As(OH)3 – Sb(OH)3 – Bi(OH)3
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾®
усиление основных свойств
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
усиление восстановительных свойств
В окислительно-восстановительных реакциях As+3, Sb+3 проявляют двойственность, причем для мышьяка более характерны свойства восстановителя, образуются соли как катионные AsCl3; SbCl3 так и анионные Na3AsO3; NaAsO2; Na3SbO3; Na3SbO3; Na[Sb(OH)4]. Для висмута (III) характерны только катионные соли Bi(NO3)3. Поскольку соли образованы ионами с неподеленной электронной парой на ns-подуровне, обладающими сильным поляризующим действием, все они подвержены гидролизу. Особенно глубоко идет гидролиз солей Bi3+ и Sb3+, он протекает с образованием малорастворимых оксосолей:
As2O5 – оксид мышьяка (V), мышьяковый ангидрид, белая стекловидная масса, расплывается на воздухе, взаимодействует с водой, с щелочами, с кислотами, проявляет более выраженные кислотные свойства.
Sb2O5 – оксид сурьмы (V), сурьмяный ангидрид, желтый порошок, нерастворим в воде, взаимодействует с щелочами, кислотами, проявляет более выраженные кислотные свойства.
Bi2O5 – оксид висмута (V) (практически не существует).
