Оксиды элементов группы V Б

Оксиды

Фосфин

Аммиак как восстановитель

Свойства аммиака

NH₃ исключительно хорошо растворяется в воде (1300 об. частей аммиака в 1 объеме воды) из-за того, что он может образовывать водородные связи с водой. Насыщенный раствор аммиака имеет плотность 0,880 г·см³. В водном растворе аммиак подвергается ионизации с образованием ионов NH₄⁺ и ОН^-. К_д=1,8·10^-5моль/дм^-3, из чего следует, что в 1М растворе степень диссоциации составляет 0,4%.

NH₃ нейтрализует кислоты с образованием солей аммония. Он осаждает нерастворимые гидроксиды металлов из растворов солей этих металлов. Аммиак используют для осаждения амфотерных гидроксидов, которые растворяются в избытке сильных щелочей [например, AI(OH)₃, Pb(OH)₂]. Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке раствора аммиака за счет образования растворимых комплексных ионов, например: [Ag(NH₃)₂]⁺_водн и [Cu(NH₃)₄]²⁺_водн.

NH₃ окисляется до свободного азота в реакциях с хлором, гипохлорит-ионами и при нагревании с некоторыми оксидами металлов:

2 NH₃(г) + 3CI₂(г)→ N₂(г) +HCI(г)

2NH₃(водн) + 3CIO^-(водн) → N₂ (г) +3CI^-(водн) +3H₂O(ж)

2 NH₃(г) +CuO(тв) → N₂(г) +3Cu(тв) +3H₂O(ж)

Аммиак горит в кислороде, образуя азот, но в присутствии платины получается оксид азота (П).

4 NH₃(г) + 3О₂(г) → N₂(г) + 6Н₂О (г)

4 NH₃(г) + 5О₂(г) → NО (г) + 6Н₂О (г) (катализатор платина)

Аммиак сжижается при -33⁰С и 1 атм. Жидкий аммиак основный растворитель, многие кислоты, слабо ионизированные в воде, реагируют с ним почти нацело:

НА + NH₃↔ NH₄⁺ + А^-

Жидкий аммиак обладает и слабыми кислотными свойствами. Кислота NH₄⁺ нейтрализует основание NH₂^-, например

NH₄CI + NaNH₂ → NaCI + 2NH₃

2NH₃↔ NH₄⁺ + NH₂^-

Соли аммония легко разлагаются при нагревании:

(NH₄)₂CO₃(тв) ↔2NH₃(г)+СО₂(г) +Н₂О (г)

NH₄ CI (тв) ↔ NН₃ (г) +HCI (г) и со взрывом:

NH₄ NO₂ (тв) ↔ N₂ (г) +2 Н₂О (г)

NH₄ NO₃ (тв) ↔ N₂O (г) +2 Н₂О (г)

Разложение дихромата аммония напоминает извержение вулкана –оранжевые кристаллы образуют «горку» рыхлого, зеленого оксида хрома Ш.

(NH₄)₂Cr₂O₇→ N₂(г) + Cr₂O₃(тв) + 4Н₂О (г)

Качественной реакцией на соли аммония является выделение аммиака при нагревании пробы с сильным основанием.

Фосфин получают при нагревании белого фосфора в концентрированном растворе гидроксида натрия:

P₄ (тв) + 3ОН^-(водн) +3 Н₂О (ж) → PH₃ (г) + 3H₂PO₄^-(водн) гипофосфит-ион.

РН₃-ядовитый газ с неприятным запахом (тухлой рыбы). В чистом состоянии устойчив, а получаемый этим методом содержит пары фосфора и самовоспламеняется на воздухе. Фосфин горит, образуя оксид фосфора V:

4 PH₃(г) +8О₂(г) → Р₄О_10(тв)+ 6 Н₂О (г)

Можно получить фосфин при гидролизе ионных фосфидов:

Са₃Р₂(тв) + 6 Н₂О (ж) → PH₃(г) +3Са (ОН)₂(тв)

Фосфин мало растворим в воде, так как не образует с ее молекулами водородных связей. РН₃- восстановитель. Он восстанавливает соли серебра и меди П до свободных металлов, окисляясь до фосфорной кислоты.

Таблица 9

Галогенид	Получение	Реакция с водой	Другие реакции
РС13(PBr3, PI3)	Хлор пропускают над белым Р, который сгорает до РС13; последний затем отгоняют	Легко гидролизуется до фосфористой кислоты Н3РО3	О2 → РОС13 С12→ РС15
РС15 и аналогично PBr5, PI5-не существует	Хлор пропускают над РС15	С холодной водой образует РОС13, трихлорид оксид фосфора; кипящая вода гидролизует до ортофосфорной кислоты Н3РО4	РС15, PBr3, PI3 Реагируют со спиртами RОН →RХ С карбоновыми кислотами; R-CO2H →RCOX

В газообразном состоянии пентахлор фосфора мономерен, в твердом состоянии структура содержит ионы РС1₄^- и РС1₆^-. У пентабромида фосфора также ионная структура в твердом состоянии, но с ионами PBr₄⁺ и Br^-.

Таблица 10

Элемент	Степень окисления
+1	+2	+3	+4	+5
Азот	N2O(г)	NO(г)	N2O3(г)	NO2(г)	N2O5(тв)
Фосфор	-	-	P4O6(тв)	РО2(тв)полимер	Р4О10(тв)
Мышьяк	-	-	As4O6(тв)	-	As4O10(тв)
Сурьма	-	-	Sb2O3(тв)полимер	SbO2(тв)полимер	Sb2O5(тв)полимер
Висмут		-	Bi2O3(тв)	-	-

Различие в кислотных свойствах оксидов может быть представлено так:

Э₂О₃; Э₂О₅ N P, As Sb Bi

кислотный сильно слабо амфотерный слабо

характер кислый кислый (Sb₂O₅ кислый) основной

Оксиды азота (1) и (П) N₂O и NO являются нейтральными, у других азота кислотные свойства усиливаются с возрастанием степени окисления: N₂ O₃ <NO₂ <N₂O₅.

Дата добавления: 2014-10-31