Phốtpho pentaôxít

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Phốtpho pentôxít
Phosphorus-pentoxide-2D-dimensions.png
Phosphorus-pentoxide-3D-balls.png
Sample of Phosphorus pentoxide.jpg
Tên khác Diphosphorus pentoxide
Phosphorus(V) oxide
Phosphoric anhydride
Tetraphosphorus decaoxide
Tetraphosphorus decoxide
Nhận dạng
Số CAS 1314-56-3
PubChem 14812
ChEBI 37376
Số RTECS TH3945000
Ảnh Jmol-3D ảnh
SMILES
Thuộc tính
Công thức phân tử P4O10
Bề ngoài bột trắng
dễ chảy rữa
mùi hăng
Khối lượng riêng 2,39 g/cm3
Điểm nóng chảy 340 °C (613 K; 644 °F)
Điểm sôi 360 °C (633 K; 680 °F)
Độ hòa tan trong nước thủy phân tỏa nhiệt
Áp suất hơi 1 mmHg @ 385 °C
Các nguy hiểm
MSDS MSDS
Phân loại của EU không liệt kê
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
3
3
W
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
KhôngN kiểm chứng (cái gì Có KhôngN ?)

Điphốtpho pentaôxít là một hợp chất hóa học với công thức phân tử P4O10 (với tên gọi thông thường của nó bắt nguồn từ công thức thực nghiệm của nó, P2O5). Tinh thể màu trắng này rắn là anhydrit của axit photphoric. Nó là một chất hút ẩm mạnh và chất khử nước.

Phốtpho pentôxít kết tinh ở ít nhất 4 dạng (hoặc 4 đa hình). Dạng quen thuộc nhất, một trạng thái giả bền[1], được thể hiện trong hình, bao gồm các phân tử P4O10. Lực van der Waals yếu giữ các phân tử với nhau trong một mạng tinh thể hình lục giác (Tuy nhiên, bất chấp sự đối xứng cao của các phân tử, sự bao gói tinh thể không phải là một bao gói chặt[2]). Cấu trúc của lồng P4O10 là gợi nhớ của adamantan với nhóm điểm đối xứng Td. Nó có liên quan chặt chẽ đến anhydrit tương ứng của axit phốt phorơ, P4O6. Anhydrit thứ hai này thiếu nhóm oxo tận cùng. Mật độ của nó là 2,30 g/cm3. Nó sôi ở 423 °C dưới áp suất khí quyển; nếu đun nóng nhanh hơn nó có thể thăng hoa. Dạng này có thể được tạo ra bằng cách ngưng tụ nhanh hơi phốtpho pentôxít, kết quả là một chất rắn cực kỳ hút ẩm.

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Tác dụng với bazơ (tùy theo tỷ lệ mol)tạo ra muối axit hay muối trung hòa

P2O5 + 2NaOH + H2O->2NaH2PO4
P2O5 + 4NaOH->2Na2HPO4 + H2O
P2O5 + 6NaOH->2Na3PO4 + 3H2O

Tác dụng với nước

P2O5+3H2O->2H3PO4

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Phốtpho pentôxít là một chất khử nước mạnh, như chỉ ra bởi bản chất tỏa nhiệt trong sự thủy phân nó:

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4   (–177 kJ)

Tuy nhiên, việc sử dụng nó để làm khô bị hạn chế do nó có xu hướng tạo ra một lớp che phủ bảo vệ dạng nhớt ngăn cản sự khử nước tiếp theo của vật liệu còn lại. Dạng hạt của P4O10 được dùng trong các thiết bị hút ẩm.

Phù hợp với khả năng hút ẩm mạnh của nó, P4O10 được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ để khử nước. Ứng dụng quan trọng nhất của nó là chuyển hóa các amit bậc nhất thành các nitril[3]:

P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN

Phụ phẩm chỉ ra trong phương trình P4O9(OH)2 là công thức lý tưởng hóa của các sản phẩm không xác định tạo ra từ hydrat hóa P4O10.

Bên cạnh đó, khi kết hợp cùng axit cacboxylic, phản ứng tạo ra anhydrit hữu cơ tương ứng[4]:

P4O10 + RCO2H → P4O9(OH)2 + [RC(O)]2O

"Thuốc thử Onodera" là dung dịch của P4O10 trong DMSO, được sử dụng để oxi hóa các loại ancol[5]. Phản ứng này là tương tự như phản ứng Swern.

Khả năng hút ẩm của P4O10 là dủ mạnh để chuyển nhiều axit vôcơ thành các anhydrit của chúng, chẳng hạn: HNO3 bị chuyển hóa thành N2O5H2SO4 thành SO3HClO4 thành Cl2O7HCF3SO3 thành (CF3)2S2O5.

Nguy hiểm[sửa | sửa mã nguồn]

Phốtpho pentôxít không bắt lửa nhưng phản ứng mãnh liệt với nước và các chất có chứa nước như gỗ hay bông, giải phóng nhiều nhiệt và có thể gây cháy. Nó là chất ăn mòn nhiều kim loại và rất kích thích – có thể gây bỏng nghiêm trọng đối với mắt, da, màng nhầy, đường hô hấp ngay cả khi ở nồng độ thấp chỉ 1 mg/m3[6].

Các phốtpho ôxít liên quan[sửa | sửa mã nguồn]

Nằm giữa P4O6P4O10 có tầm quan trọng kinh tế-thương mại là các phốtpho ôxít có cấu trúc trung gian[7]

Các phốtpho ôxít: P4O6, P4O7, P4O8, P4O9, và P4O10.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Greenwood Norman N.; Earnshaw Alan (1997). Chemistry of the Elements (ấn bản lần 2). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
  2. ^ Cruickshank D.W.J. (1964). “Refinements of Structures Containing Bonds between Si, P, S or Cl and O or N: V. P4O10”. Acta Cryst. 17 (6): 677–9. doi:10.1107/S0365110X64001669. 
  3. ^ Meier M. S. "Phosphorus(V) Oxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (chủ biên L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289.
  4. ^ Joseph C. Salamone biên tập (1996). Polymeric materials encyclopedia: C, Volume 2. CRC Press. tr. 1417. ISBN 0-8493-2470-X. 
  5. ^ Tidwell T. T. "Dimethyl Sulfoxide–Phosphorus Pentoxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (chủ biên L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289.
  6. ^ MSDS của Phốtpho pentôxít
  7. ^ Luer B.; Jansen M. "Crystal Structure Refinement of Tetraphosphorus Nonaoxide, P4O9" Zeitschrift fur Kristallographie. 1991, quyển 197, trang 247-8.