Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 5CO + P 2
بخار فسفر در این دما تقریباً به طور کامل از مولکول های P2 تشکیل شده است که پس از سرد شدن به مولکول های P4 متراکم می شوند.
وقتی بخار متراکم می شود، تشکیل می شود فسفر سفید (زرد).که متشکل از مولکول های P 4 است که به شکل یک چهار وجهی است. این ماده بسیار واکنش پذیر، نرم، مومی شکل، زرد کم رنگ، محلول در دی سولفید کربن و بنزن است. در هوا، فسفر در دمای 34 درجه سانتیگراد مشتعل می شود. این فسفر به دلیل اکسیداسیون آهسته به سطوح پایین، توانایی منحصر به فردی برای درخشش در تاریکی دارد. این فسفر سفید بود که زمانی توسط برند جدا شد.
اگر فسفر سفید بدون دسترسی به هوا گرم شود، به رنگ قرمز تبدیل می شود (اولین بار فقط در سال 1847 به دست آمد). نام فسفر قرمزبه چندین تغییر اشاره دارد که از نظر تراکم و رنگ متفاوت است: از نارنجی تا قرمز تیره و حتی بنفش متغیر است. همه انواع فسفر قرمز در حلال های آلی نامحلول هستند؛ در مقایسه با فسفر سفید، واکنش کمتری دارند (در هوا در دمای T> 200 درجه سانتیگراد مشتعل می شوند) و ساختار پلیمری دارند: اینها چهار وجهی P4 هستند که در زنجیره های بی پایان به یکدیگر متصل شده اند. "فسفر بنفش" تا حدودی با آنها متفاوت است که از گروه های P 8 و P 9 تشکیل شده است که در ساختارهای لوله ای بلند با مقطع پنج ضلعی قرار گرفته اند.
در فشار بالا، فسفر سفید به فسفر تبدیل می شود فسفر سیاهساخته شده از شش ضلعی های سه بعدی با اتم های فسفر در رأس، که در لایه ها به یکدیگر متصل شده اند. این تبدیل اولین بار در سال 1934 توسط فیزیکدان آمریکایی پرسی ویلیامز بریجمن انجام شد. ساختار فسفر سیاه شبیه گرافیت است، تنها با این تفاوت که لایه‌های تشکیل‌شده توسط اتم‌های فسفر مسطح نیستند، بلکه «راه‌دار» هستند. فسفر سیاه کم فعال ترین اصلاح فسفر است. هنگامی که بدون دسترسی به هوا گرم می شود، مانند قرمز به بخار تبدیل می شود که از آن فسفر سفید متراکم می شود.
فسفر سفید بسیار سمی است: دوز کشنده آن حدود 0.1 گرم است و به دلیل خطر احتراق خود به خود در هوا، در زیر لایه ای از آب ذخیره می شود. فسفر قرمز و سیاه کمتر سمی هستند زیرا غیرفرار هستند و عملاً در آب نامحلول هستند.
خواص شیمیایی
از نظر شیمیایی فعال ترین فسفر سفید است (در معادلات واکنش های مربوط به فسفر سفید، برای سادگی، به صورت P نوشته می شود، نه P4، به خصوص که واکنش های مشابه با مشارکت فسفر قرمز امکان پذیر است، ترکیب مولکولی آن نامشخص است. ). فسفر به طور مستقیم با بسیاری از مواد ساده و پیچیده ترکیب می شود. در واکنش های شیمیایی، فسفر نیز می تواند هم عامل اکسید کننده و هم عامل کاهنده باشد.
چگونه اکسید کنندهفسفر با بسیاری از آنها واکنش می دهد و فسفید می سازد، به عنوان مثال:
2P + 3Ca = Ca 3 P 2
P + 3Na = Na 3P
لطفاً توجه داشته باشید که عملاً مستقیماً با فسفر ترکیب نمی شود.
چگونه عامل کاهندهفسفر با هالوژن ها، گوگرد (یعنی با غیر فلزات الکترونگاتیو بیشتر) برهم کنش می دهد. در این حالت بسته به شرایط واکنش، هم ترکیبات فسفر (III) و هم ترکیبات فسفر (V) می توانند تشکیل شوند.
الف) با اکسیداسیون آهسته یا با کمبود اکسیژن، فسفر به اکسید فسفر (III) یا انیدرید فسفر P 2 O 3 اکسید می شود:
4P + 3O 2 = 2P 2 O 3
هنگامی که فسفر بیش از حد (یا هوا) می سوزد، اکسید فسفر (V) یا انیدرید فسفر P2O5 تشکیل می شود:
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
ب) بسته به نسبت معرف ها، هنگام تعامل فسفر با هالوژن ها و گوگرد، هالیدها و سولفیدهای فسفر سه ظرفیتی و پنج ظرفیتی به ترتیب تشکیل می شوند. مثلا:
2P + 5Cl 2(g) = 2PCl 5
2P + 3Cl 2 (ناکافی) = 2PCl 3
2P + 5S (g) = P 2 S 5
2P + 3S (ناکافی) = P 2 S 3
لازم به ذکر است که فسفر تنها ترکیب PI3 را با ید تشکیل می دهد.
فسفر نقش یک عامل کاهنده را در واکنش با اسیدهای اکسید کننده ایفا می کند:
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
- با اسید نیتریک غلیظ:
P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O
- با اسید سولفوریک غلیظ:
2P + 5H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
فسفر با اسیدهای دیگر برهمکنش ندارد.
هنگامی که فسفر با محلول های آبی گرم می شود، دچار تناسب نامتناسب می شود، به عنوان مثال:
4P + 3KOH + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2
8P + 3Ba(OH) 2 + 6H 2 O = 2PH 3 + 3Ba(H 2 PO 2) 2
علاوه بر فسفین PH 3، در نتیجه این واکنش ها، نمک های اسید هیپوفسفر H 3 PO 2 تشکیل می شود - هیپوفسفیت ها، که در آنها فسفر دارای حالت اکسیداسیون مشخصه +1 است.
کاربرد فسفر
بخش عمده ای از تولید فسفر در جهان برای تولید اسید فسفریک استفاده می شود که برای تولید کودها و سایر محصولات استفاده می شود. فسفر قرمز در ساخت کبریت استفاده می شود؛ این فسفر در جرمی است که به جعبه کبریت می مالند.
فسفین
معروف ترین ترکیب هیدروژنی فسفر، فسفین PH 3 است. فسفین گازی بی رنگ با بوی سیر است و بسیار سمی است. بسیار محلول در حلال های آلی. برخلاف آمونیاک، کمی در آب محلول است. فسفین هیچ اهمیت عملی ندارد.
اعلام وصول
روشی برای تولید فسفین با واکنش فسفر با محلول های آبی در بالا مورد بحث قرار گرفت. روش دیگر اثر اسید کلریدریک بر روی فسفیدهای فلزی است، به عنوان مثال:
Zn 3 P 2 + 6HCl = 2PH 3 + 3ZnCl 2
خواص شیمیایی
- خواص اسیدی
فسفین که کمی در آب حل می شود، هیدرات ناپایداری با آن تشکیل می دهد که خواص اولیه بسیار ضعیفی از خود نشان می دهد:
PH 3 + H 2 O ⇄ PH 3 ∙H 2 O ⇄ PH 4 + + OH —
نمک های فسفونیوم فقط با موارد زیر تشکیل می شوند:
PH 3 + HCl = PH 4 Cl
PH 3 + HClO 4 = PH 4 ClO 4
- خواص ردوکس
کل فهرست چکیده ها قابل مشاهده است
*تصویر ضبط شده عکسی از فسفر سفید را نشان می دهد
فرمول فسفین………………………………………………….....PH 3
وزن مولکولی…………………………………………………34.04
رنگ و ظاهر ..................................................... ..... .......گاز بی رنگ.
نقطه ذوب................................ - 133.5 درجه سانتی گراد.
دمای جوش...................................................... .... -87.7 درجه سانتی گراد.
فشار تبخیر ............................40 میلی متر جیوه. هنر در - 129.4 درجه سانتی گراد.
حلالیت در آب................................26 درصد حجمی در دمای 17 درجه سانتی گراد.
چگالی........................1.18 (0 درجه سانتی گراد، 760 میلی متر جیوه) (هوا-1).
نقطه اشتعال................................................ ... .....100 درجه سانتی گراد.
حد پایین انفجاری........... 1.79-1.89% حجم.
بو زمانی ظاهر می شود که ...................................................... .... ......1.3 - 2.6 ppm.
در غلظت های نسبتاً بالا، فسفین انفجاری است.
حد اشتعال پذیری پایین (LCFL) - 1.79-1.89٪
بر حسب حجم یا ………………………………..۲۶.۱۵-۲۷.۶۰ گرم بر متر مکعب، یا ۱۷۰۰۰-۱۸۹۰۰ میلی‌لیتر بر متر مکعب.
گرمای نهان تبخیر فسفین ………………………………………………………102.6 کالری بر گرم است.
حلالیت در آب 0.52 گرم در لیتر در دمای 0 0 C و فشار 34.2 kgf/cm2 است.
فسفین
– گازی بسیار سمی و بی رنگ که 1.5 برابر سنگین‌تر از هوا است، بنابراین هنگام استفاده به راحتی به تمام شکاف‌ها و مکان‌های صعب العبور در محوطه نفوذ می‌کند و به طور موثر تخم‌ها، لاروها، شفیره‌ها و حشرات بالغ را از بین می‌برد.
در آب ضعیف حل می شود و با آن واکنش نشان نمی دهد. محلول در بنزن، دی اتیل اتر، دی سولفید کربن. فسفین بسیار سمی است، بر سیستم عصبی تأثیر می گذارد و متابولیسم را مختل می کند. MPC = 0.1 mg/m³. بو در غلظت 2-4 میلی گرم در متر مکعب قابل توجه است و استنشاق طولانی مدت در غلظت 10 میلی گرم در متر مکعب کشنده است.
کاربرد فسفینهنگام انجام بخور با فسفین، از مواد معدنی مبتنی بر فسفیدهای آلومینیوم و منیزیم استفاده می شود. اشیاء و فناوری برای استفاده از فرآورده‌های مبتنی بر فسفید منیزیم با موارد مبتنی بر فسفید آلومینیوم یکسان است. ورود افراد و بارگیری انبارها پس از تهویه کامل و در صورتی که میزان فسفین موجود در هوای محل کار از حداکثر غلظت مجاز (1/0 میلی گرم بر مترمکعب) بیشتر نباشد مجاز است. محصولات با باقیمانده فسفین نه بالاتر از MRL فروخته می شوند (0.1 میلی گرم بر کیلوگرم برای غلات، 0.01 میلی گرم بر کیلوگرم برای محصولات فرآوری غلات).
گاز فسفین سم قوی برای انسان و سایر حیوانات خونگرم است. مسمومیت حاد با فسفین در غلظت 568 میلی گرم بر متر مکعب در هوا رخ می دهد. گاز فسفین برای حشراتی که ذخایر غلات را آفات می کنند بسیار سمی است. هنگام کار با آن، بهتر است درک درستی از آن داشته باشید روش و مکانیسم اثر بر موجودات مضر. حداکثر غلظت مجاز (MPC) فسفین در هوای محل کار 0.1 میلی گرم بر متر مکعب است. با این حال، بوی گاز در غلظت های کمتر (حدود 0.03 میلی گرم بر متر مکعب) شروع به احساس می کند. حداکثر سطح مجاز (ML) فسفین در غلات 0.01 میلی گرم بر کیلوگرم است؛ باقیمانده فسفین در محصولات غلات مجاز نیست. غلات و فرآورده های حاصل از فرآوری آن تنها در صورتی می توانند برای مصارف غذایی استفاده شوند که مقادیر باقیمانده فسفین موجود در آنها از MRL تجاوز نکند.
گاز فسفین توسط غلات و فرآورده های غلات ضعیف جذب می شود، بنابراین به راحتی گاز زدایی می شود. در میزان مصرف توصیه شده برای گندزدایی، کیفیت دانه را تغییر نمی دهد و خواص دانه آن را مختل نمی کند. اولین بار در سال 1934 برای بخور محصولات غلات استفاده شد. در حال حاضر، به دلیل ممنوعیت استفاده از متیل بروماید برای مقاصد بخور، فسفین اصلی ترین ماده بخور برای کنترل حشرات مضر است.
فسفر(از یونانی phosphoros - luminiferous؛ lat. Phosphorus) P، عنصر شیمیایی گروه V سیستم تناوبی. عدد اتمی 15، جرم اتمی 30.97376. این یک هسته پایدار 31 P دارد. مقطع موثر برای گرفتن نوترون های حرارتی 18 10 -30 متر مربع است. پیکربندی خارجی پوسته الکترونی اتم3 س 2 3پ 3 ; حالت های اکسیداسیون -3، +3 و +5. انرژی یونیزاسیون متوالی در طول انتقال از P 0 به P 5 + (eV): 10.486، 19.76، 30.163، 51.36، 65.02. میل ترکیبی الکترون 0.6 eV؛ الکترونگاتیوی پالینگ 2.10؛ شعاع اتمی 0.134 نانومتر، شعاع یونی (اعداد هماهنگی در پرانتز نشان داده شده است) 0.186 نانومتر برای P3-، 0.044 نانومتر (6) برای P3+، 0.07 nm (0.01) 5)، 0.038 نانومتر (6) برای P 5+.
میانگین فسفر در پوسته زمین 0.105 درصد جرم، در آب ها و اقیانوس ها 0.07 میلی گرم در لیتر است. حدود 200 کانی فسفر شناخته شده است. همه آنها فسفات هستند. از این میان، مهمترین آن است آپاتیت،که اساس است فسفریت هاهمچنین مونازیت CePO 4، زنوتیم YPO 4، آمبلیگونیت LiAlPO 4 (F, OH)، تری فیلین Li(Fe, Mn)PO4، توربرنیت Cu(UO 2) 2 (PO 4) 2 12H 2 O، اتونیت Ca هستند. ( UO 2) 2 (PO 4) 2 x 10H 2 O، ویویانیت Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O، پیرومورفیت Pb 5 (PO 4) 3 C1، فیروزه CuA1 6 (PO 4) 4 (OH) 8 5H 2 در مورد.
خواص.معروف است که St. 10 تغییر فسفر که مهمترین آنها فسفر سفید، قرمز و سیاه است (فسفر سفید فنی را فسفر زرد می نامند). هیچ سیستم تعیین یکنواختی برای اصلاحات فسفر وجود ندارد. برخی از ویژگی های مهم ترین تغییرات در جدول مقایسه شده است. فسفر سیاه کریستالی (PI) در شرایط عادی از نظر ترمودینامیکی پایدار است. فسفر سفید و قرمز ناپایدار هستند، اما به دلیل سرعت کم تبدیل، می توان آنها را برای مدت تقریبا نامحدودی در شرایط عادی حفظ کرد.
ترکیبات فسفر با نافلزات
فسفر و هیدروژن به شکل مواد ساده عملا برهم کنش ندارند. مشتقات هیدروژن فسفر به طور غیر مستقیم به دست می آیند، به عنوان مثال:
Ca 3 P 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2PH 3
فسفین PH 3 یک گاز بی رنگ و بسیار سمی با بوی ماهی فاسد است. یک مولکول فسفین را می توان به عنوان یک مولکول آمونیاک در نظر گرفت. با این حال، زاویه بین پیوندهای H-P-H بسیار کوچکتر از زاویه آمونیاک است. این به معنای کاهش سهم مشارکت ابرهای s در تشکیل پیوندهای هیبریدی در مورد فسفین است. پیوندهای فسفر-هیدروژن نسبت به پیوندهای نیتروژن-هیدروژن استحکام کمتری دارند. خواص اهداکننده فسفین کمتر از آمونیاک است. قطبیت کم مولکول فسفین و فعالیت ضعیف پذیرنده پروتون منجر به عدم وجود پیوندهای هیدروژنی نه تنها در حالت مایع و جامد، بلکه همچنین با مولکول های آب در محلول ها و همچنین به پایداری کم یون فسفونیوم PH 4 + می شود. . پایدارترین نمک فسفونیوم در حالت جامد یدید آن PH 4 I است. نمک های فسفونیوم به شدت با آب و به خصوص محلول های قلیایی تجزیه می شوند:
PH 4 I + KOH = PH 3 + KI + H 2 O
نمک های فسفین و فسفونیوم عوامل کاهنده قوی هستند. در هوا، فسفین به اسید فسفریک تبدیل می شود:
PH 3 + 2O 2 = H 3 PO 4
هنگامی که فسفیدهای فلزات فعال توسط اسیدها تجزیه می شوند، دی فسفین P 2 H 4 به طور همزمان با فسفین به عنوان ناخالصی تشکیل می شود. دی فسفین یک مایع فرار بی رنگ است که از نظر ساختار مولکولی شبیه هیدرازین است، اما فسفین خواص اساسی را از خود نشان نمی دهد. به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود و وقتی در نور ذخیره می شود یا گرم می شود تجزیه می شود. محصولات تجزیه آن حاوی فسفر، فسفین و یک ماده آمورف زرد است. این محصول هیدروژن فسفید جامد نامیده می شود و فرمول P 12 H 6 به آن اختصاص داده شده است.
با هالوژن ها، فسفر سه و پنتا هالیدها را تشکیل می دهد. این مشتقات فسفر برای همه آنالوگ ها شناخته شده اند، اما ترکیبات کلر عملا مهم هستند. RG 3 و RG 5 سمی هستند و مستقیماً از مواد ساده به دست می آیند.
RG 3 - ترکیبات گرمازا پایدار؛ PF 3 گازی بی رنگ، PCl 3 و PBr 3 مایعات بی رنگ و PI 3 بلورهای قرمز هستند. در حالت جامد، تمام تری هالیدها بلورهایی با ساختار مولکولی تشکیل می دهند. RG 3 و RG 5 ترکیبات تشکیل دهنده اسید هستند:
PI 3 + 3H 2 O = 3HI + H 3 PO 3
هر دو نیترید فسفر، مربوط به حالت‌های سه‌گانه و پنج‌کووالانسی شناخته شده‌اند: PN و P2N5. در هر دو ترکیب نیتروژن سه ظرفیتی است. هر دو نیترید از نظر شیمیایی بی اثر هستند و در برابر آب، اسیدها و قلیاها مقاوم هستند.
فسفر مذاب گوگرد را به خوبی حل می کند، اما واکنش شیمیایی در دماهای بالا رخ می دهد. از سولفیدهای فسفر، P 4 S 3، P 4 S 7 و P 4 S 10 بهترین مورد مطالعه قرار گرفته اند. این سولفیدها را می توان در مذاب نفتالین متبلور کرد و به شکل کریستال های زرد رنگ جدا کرد. هنگام گرم شدن، سولفیدها مشتعل می شوند و می سوزند تا P 2 O 5 و SO 2 را تشکیل دهند. همه آنها با آب به آرامی با آزاد شدن سولفید هیدروژن و تشکیل اسیدهای اکسیژن فسفر تجزیه می شوند.
ترکیبات فسفر با فلزات
با فلزات فعال، فسفر فسفیدهای نمک مانند را تشکیل می دهد که از قوانین ظرفیت کلاسیک پیروی می کنند. p-فلزات و همچنین فلزات زیرگروه روی، فسفیدهای معمولی و غنی از آنیون می دهند. بیشتر این ترکیبات دارای خواص نیمه هادی هستند، به عنوان مثال. پیوند غالب در آنها کووالانسی است. تفاوت بین نیتروژن و فسفر، به دلیل اندازه و عوامل انرژی، بیشتر در برهمکنش این عناصر با فلزات واسطه آشکار می شود. برای نیتروژن، هنگام تعامل با دومی، نکته اصلی تشکیل نیتریدهای فلز مانند است. فسفر همچنین فسفیدهای فلز مانند را تشکیل می دهد. بسیاری از فسفیدها، به ویژه آنهایی که دارای پیوندهای کووالانسی غالب هستند، نسوز هستند. بنابراین، AlP در دمای 2197 درجه سانتیگراد ذوب می شود و فسفید گالیم دارای نقطه ذوب 1577 درجه سانتیگراد است. فسفیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی به راحتی توسط آب تجزیه می شوند و فسفین آزاد می کنند. بسیاری از فسفیدها نه تنها نیمه هادی هستند (AlP، GaP، InP)، بلکه فرومغناطیس نیز هستند، به عنوان مثال CoP و Fe 3 P.
فسفین(هیدروژن فسفید، هیدرید فسفر، مطابق با نامگذاری IUPAC - فسفان PH 3) - گازی بی رنگ، بسیار سمی و نسبتاً ناپایدار با بوی خاصی از ماهی فاسد.
گاز بی رنگ در آب ضعیف حل می شود و با آن واکنش نشان نمی دهد. در دماهای پایین یک clathrate جامد 8РН 3 · 46Н 2 О تشکیل می دهد. محلول در بنزن، دی اتیل اتر، دی سولفید کربن. در دمای 133.8- درجه سانتیگراد بلورهایی با یک شبکه مکعبی در مرکز شکل می دهد.
مولکول فسفین شکل یک هرم مثلثی با تقارن مولکولی C 3v دارد (d PH = 0.142 نانومتر، HPH = 93.5 o). گشتاور دوقطبی 0.58 D است که به طور قابل توجهی کمتر از آمونیاک است. پیوند هیدروژنی بین مولکول های PH 3 عملاً مشاهده نمی شود و بنابراین فسفین نقطه ذوب و جوش کمتری دارد.
فسفین با آمونیاک همتای خود بسیار متفاوت است. فعالیت شیمیایی آن بیشتر از آمونیاک است، در آب کم محلول است، زیرا یک پایه بسیار ضعیف تر از آمونیاک است. مورد دوم با این واقعیت توضیح داده می شود که پیوندهای H-P به طور ضعیف قطبی شده اند و فعالیت جفت تک الکترون ها در فسفر (3s2) کمتر از نیتروژن (2s2) در آمونیاک است.
در غیاب اکسیژن، هنگامی که گرم می شود، به عناصر تجزیه می شود:
به طور خود به خود در هوا مشتعل می شود (در حضور بخار دی فسفین یا در دمای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد):
خواص ترمیمی قوی را نشان می دهد:
هنگام تعامل با اهداکنندگان پروتون قوی، فسفین می تواند نمک های فسفونیوم حاوی یون PH 4 + (مشابه آمونیوم) تولید کند. نمک های فسفونیوم، مواد کریستالی بی رنگ، بسیار ناپایدار هستند و به راحتی هیدرولیز می شوند.
مانند خود فسفین، نمک های آن نیز عوامل کاهنده قوی هستند.
فسفین از واکنش فسفر سفید با قلیایی داغ به دست می آید، به عنوان مثال:
همچنین می توان آن را با تصفیه فسفیدها با آب یا اسیدها به دست آورد:
سنتز مستقیم از عناصر امکان پذیر است:
هنگام گرم شدن، کلرید هیدروژن با فسفر سفید واکنش می دهد:
تجزیه یدید فسفونیوم:
تجزیه اسید فسفونیک:
یا ترمیم آن
اگر در صفحه ای خطایی پیدا کردید، آن را انتخاب کنید و Ctrl + Enter را فشار دهید
تهیه فسفین
هنگامی که فسفر سفید با یک محلول قلیایی قوی گرم می شود، فسفر نامتناسب می شود و در نتیجه فسفات و فسفین PH 3 تشکیل می شود. همزمان با فسفین، مقدار کمی دی فسفین P 2 H 4 (یک آنالوگ فسفر هیدرازین) تشکیل می شود که به راحتی در هوا شعله ور می شود. در همان زمان، هیدروژن تشکیل می شود. اگر لوله خروجی گاز به زیر آب هدایت شود، حباب های فسفین به سمت سطح شعله ور می شوند. این باعث ایجاد حلقه هایی از دود سفید می شود.
در اینجا شرحی از تجربه کارگاه ارائه شده است Ripan R. Ceteanu I. راهنمای کار عملی در شیمی معدنی .
تهیه هیدروژن فسفید با حرارت دادن فسفر سفید با محلول 30-50 درصد هیدروکسید پتاسیم. معادله واکنش:
4P + 3KOH + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2
با این روش تولید، علاوه بر هیدروژن فسفید گازی، هیدروژن فسفید مایع، هیدروژن گازی و هیپوفسفیت پتاسیم اسیدی نیز بر اساس معادلات تشکیل می شود:
6P + 4KOH + 4H 2 O = P 2 H 4 + 4KH 2 PO 2
2P + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + 2KH 2 PO 2
هیدروژن فسفید مایع در تعامل با هیدروکسید پتاسیم در یک محیط آبی، هیدروژن فسفید گازی، هیدروژن و هیپوفسفیت پتاسیم اسیدی را با توجه به معادلات تشکیل می‌دهد:
2P 2 H 4 + KOH + H 2 O = 3PH 3 + KH 2 PO 2
P 2 H 4 + 2KOH + 2H 2 O = 3H 2 + 2KH 2 PO 2
هیپوفسفیت اسیدی پتاسیم در یک محیط قلیایی با آزاد شدن هیدروژن به ارتوفسفات پتاسیم تبدیل می شود:
KH 2 PO 2 + 2KOH = 2H 2 + K 3 PO 4
با توجه به معادلات واکنش فوق، هنگامی که فسفر سفید با هیدروکسید پتاسیم گرم می شود، هیدروژن فسفید گازی، هیدروژن و ارتوفسفات پتاسیم تشکیل می شود.
فسفین به دست آمده از این طریق خود به خود مشتعل می شود. این به این دلیل است که حاوی برخی از بخارات هیدروژن فسفید مایع خود اشتعال (دی فسفین) و هیدروژن است.
به جای هیدروکسید پتاسیم، می توانید از هیدرات های سدیم، کلسیم یا اکسید باریم استفاده کنید. واکنش ها با آنها نیز به همین شکل پیش می رود.
این دستگاه یک فلاسک ته گرد با ظرفیت 100-250 میلی لیتر است که با یک درپوش لاستیکی محکم بسته شده است که باید یک لوله محکم از آن عبور داده شود و محصولات گازی را به داخل یک کریستالایزر با آب هدایت کند.
فلاسک را تا 3/4 حجم خود با محلول 30-50 درصد پتاسیم سوزاننده پر می کنند که 2-3 قطعه فسفر سفید به اندازه یک نخود در آن ریخته می شود. فلاسک در یک گیره سه پایه محکم شده و با استفاده از یک لوله خروجی گاز به یک کریستالایزر پر از آب متصل می شود (شکل را ببینید).
هنگامی که فلاسک گرم می شود، هیدروکسید پتاسیم با فسفر سفید مطابق با معادلات بالا واکنش می دهد.
هیدروژن فسفر مایع (دی فسفین)، پس از رسیدن به سطح مایع در فلاسک، بلافاصله مشتعل شده و به شکل جرقه می سوزد. این اتفاق می افتد تا زمانی که اکسیژن باقی مانده در فلاسک مصرف شود.
هنگامی که فلاسک به شدت گرم می شود، هیدروژن فسفید مایع تقطیر می شود و هیدروژن فسفید گازی و هیدروژن بالای آب مشتعل می شوند. هیدروژن فسفر با شعله زرد می سوزد و انیدرید فسفر را به شکل حلقه های دود سفید تولید می کند.
در پایان آزمایش، شعله زیر فلاسک را کم کنید، دوشاخه را با لوله خروجی جدا کنید، حرارت را متوقف کنید و دستگاه را زیر آبکش بگذارید تا کاملا خنک شود.
فسفر استفاده نشده به طور کامل با آب شسته شده و برای آزمایش های بعدی ذخیره می شود.
تصمیم گرفتیم فسفین بگیریم. سود سوزآور در لوله آزمایش ریخته شد و تا نیمه پر از آب شد. مقداری از مواد قلیایی در رسوب باقی مانده است. لوله آزمایش را به صورت مایل در یک پایه ثابت کردند، یک قطعه فسفر زرد به اندازه یک نخود در آن قرار دادند و با یک درپوش با لوله خروجی گاز بسته شدند که انتهای آن را داخل یک کریستالایزر با آب پایین آوردند. گرمایش را شروع کرد.
حباب های گاز در کریستالایزر شروع به حباب زدن کردند. با گذشت زمان، جرقه های زرد شروع شد، همراه با صداهای ترکیدن: حباب ها ترکیدند و در هوا آتش گرفتند. پس از شیوع، حلقه‌های دود سفید و زیبا اغلب تشکیل می‌شدند و به سمت بالا بالا می‌رفتند.
طبق مشاهدات ما، این آزمایش زمانی بهترین نتیجه را داشت که مایع موجود در لوله آزمایش به طور فعال در حال جوشیدن بود و مقداری از مایع به آب کریستالایزر منتقل شد. در برخی موارد، مشخص شد که اگر انتهای لوله خروجی گاز خیلی عمیق در آب پایین بیاید، فلاش ها کمتر و ضعیف تر رخ می دهد.
به طور کلی، "آتش بازی با حلقه های دود" تا چند دقیقه طول کشید. به جرات می توان گفت که این یکی از زیباترین تجربه هاست.
________________________________________
