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(wú)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(huì )發(fā)生升華。有強烈的腐蝕性和毒性。常用作干燥劑和 脫水劑 ,可用于制造磷酸、農藥、磷酸鹽等。
物質(zhì)結構 P 2 O 10 是由4個(gè)磷氧四面體通過(guò)共用角頂 氧原子 而聯(lián)接起來(lái)的稠環(huán)結構,其簡(jiǎn)式即為P 2 O 5 。 常壓下,五氧化二磷的晶型結構有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 的結構見(jiàn)圖a,是由離散的P 4 O 10 分子形成的六角 形的立體結構。其中每個(gè)P原子先形成 PO 4 的四面體,然后利用6個(gè)O原子形成鍵橋連接 4個(gè)P原子進(jìn)行均勻分配,從而形成h-P 2 O 5 的結 構。 o-P 2 O 5 的結構見(jiàn)圖b,每個(gè)PO 4 四面體的其中 3個(gè)角都與相鄰的PO 4 共享,并且連續3個(gè)PO 4 都 沿c軸螺旋運行,從而形成了一個(gè)螺旋立體網(wǎng)絡(luò )結構。
而o'-P 2 O 5 的結構則是一個(gè)無(wú)限的二維表,相連接的PO 4 彼此有兩個(gè)面互相平行,如圖c所示。在后面兩種結構中O原子始終作為PO 4 的終端,因此它們的P—O鍵的長(cháng)度要短于h-P 2 O 5 的鍵橋長(cháng)度。
將h-P 2 O 5 在密閉容器中于400℃下加熱2 h可以轉變?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,是一種強干燥劑。易升華,在加壓下加熱到較高溫度,晶體轉變?yōu)闊o(wú)定形玻璃狀固體。
化學(xué)性質(zhì)
與水發(fā)生反應 五氧化二磷是 酸性氧化物 ,與水發(fā)生劇烈反應放出大量的熱,它與熱水反應生成無(wú)毒的磷酸,與冷水反應生成有毒的 偏磷酸 ?;瘜W(xué)反應式如下: 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(wú)毒)
與堿和堿性氧化物反應 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(huì )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(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(jiǎn)圖如下:
此外,最為簡(jiǎn)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 、有機磷農藥、醫藥、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物接觸,會(huì )發(fā)生燃燒。
儲存與運輸 五氧化二磷屬一級無(wú)機酸性腐蝕物品,危規編號:91034。應嚴格密封儲存在通風(fēng)干燥的庫房中。防潮防濕,不可與有機物、 雙氧水 、與易燃物、氧化劑、堿性物品等共混儲存或者運輸,不可久儲,以免變質(zhì)。輕裝輕卸,保持包裝完整、密封,不宜在雨天運輸。
毒性概述 五氧化二磷屬于一級無(wú)機酸性腐蝕品,其蒸氣及粉塵對眼、口腔粘膜及呼吸系統有刺激性及腐蝕作用,嚴重者可致 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(shí)含游離磷,可引起磷中毒。
應急處理 發(fā)生火災時(shí),可用砂土、二氧化碳滅火,切勿使用水。
發(fā)生泄露事故時(shí),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。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?chē)乐卮碳ぱ?、粘膜、皮膚和呼吸系統,造成灼傷,經(jīng)常吸入低濃度蒸氣能損害肺部。應使吸入蒸氣的患者離開(kāi)污染區,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,如有灼傷須就醫診治。如果進(jìn)入口內,立即漱口,飲水及鎂乳,并送醫院救治。