Оксид фосфору(III)

Шаблон:Речовина Окси́д фо́сфору(III), фо́сфор(III) окси́д — неорганічна сполука складу P₄O₆ (також записується P₂O₃). За звичайних умов є білими, плавкими кристалами із різким запахом. Самозаймається за незначної температури і має токсичні властивості.

Сполука є ангідридом фосфітної кислоти, із лугами утворює ряд фосфітів.

Промислового значення оксид фосфору не має.

Фізичні властивості

Оксид фосфору(III) є м'якими кристалами білого кольору. Речовина має різкий запах і вкрай токсична. Самозаймається при температурі 70 °C, а при наявності значного вмісту домішки білого фосфору самозаймання може відбутися навіть за кімнатної температури.

Слабко розчиняється у воді і добре — в органічних розчинниках (бензені, тетрахлорометані, хлороформі, сірковуглеці).

Отримання

Оксид фосфору(III) можна синтезувати при спалюванні білого фосфору в атмосфері з обмеженою кількості кисню (75% кисню, 25% азоту) при 90 мм рт. ст.:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{46-50^{o}C}{\to }{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}$

Вихід синтезу становить близько 50—60%. Утворений оксид завжди матиме домішку білого фосфору, який можна перевести у червоний фосфор шляхом дії на нього ультрафіолетового випромінювання, що суттєво полегшує подальше очищення.

Менш поширеними методами є окиснення фосфору оксидами N₂O та CO₂, відновлення оксиду P₄O₁₀ білим фосфором:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{550-625^{o}C}{\to }{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}$

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{650^{o}C}{\to }{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{C}\mathrm{O}$

$\mathrm{3}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}\stackrel{50^{o}C}{\to }\mathrm{5}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}$

Хімічні властивості

За кімнатної температури оксид фосфору(III) поступово окиснюється до оксиду фосфору(V):

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}$

При нагріванні до 200—400 °C у герметичній камері оксид P₄O₆ диспропорціонує із утворенням червоного фосфору та суміші оксидів загального складу P₄O_x (x = 7—9).

Оксид P₄O₆ є кислотним оксидом: гідролізуючись у воді, він утворює фосфітну кислоту, а з лугами — відповідні фосфіти:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

При розчиненні у гарячій воді сполука диспропорціонує на ортофосфатну кислоту, фосфін і червоний фосфор:

$\mathrm{6}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{t}{\to }\mathrm{8}\mathrm{P}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{P}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\uparrow }$

Оксид фосфору взаємодіє з деякими неметалами: з хлором, бромом, йодом і сіркою:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{P}\mathrm{O}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{9}\mathrm{S}\stackrel{150^{o}C}{\to }{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Реагуючи із газуватим хлороводнем, диспропорціонує на фосфітну кислоту і трихлорид фосфору:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{a}\mathrm{s}\mathrm{)}}\mathrm{\to }\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{P}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\uparrow }$

P₄O₆ може виступати як ліганд, наприклад, заміщуючи ліганди у карбонілах металів:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{[}\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{]}\mathrm{\to }\mathrm{[}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{(}\mathrm{C}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{]}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}$

Див. також

• Фосфор
• Оксид фосфору(V)
• Фосфін

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru