Mục lục bài viết

Photpho là gì? Các tính chất và ứng dụng của photpho

Photpho là một nguyên tố hóa học quen thuộc và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. xuất hiện hầu hết trong các môi trường khác nhau, trong cơ thể động thực vật.

Photpho được coi là nguyên tố của sự sống. Photpho vô cơ trong gốc photphat PO₄^3- đóng một vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này.

Ký hiệu hóa học: P
Số nguyên tử: 15, nhóm VA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn hóa học
Khối lượng nguyên tử: 30,973762
Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p3
Photpho có hai hóa trị là III và V

Trong các hợp chất, photpho có các số oxi hóa là -3, +3 và +5. Do đó, khi tham gia phản ứng hóa học thì photpho thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử.

Photpho tồn tại ở một số dạng thù hình khác nhau, nhưng phổ biến và quan trọng hơn cả là photpho trắng và photpho đỏ.

Tính chất vật lý của Photpho trắng

Là chất rắn màu trắng hoặc hơi vàng, trông giống như sáp, có cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Trong tinh thể, những phân tử P4 nằm ở nút mạng và liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu.

Các tính chất vật lý của photpho trắng:

Mềm, dễ nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy ở 44,1 độ C).
Không tan trong nước
Photpho trắng tan trong một số dung môi hữu cơ như CS₂, C₆H₆,…
Rất độc và gây bỏng nặng nếu rơi vào da.
Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40 độ C. Vì vậy, photpho trắng được bảo quản bằng cách ngâm trong nước.
Ở nhiệt độ thường, photpho trắng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.
Khi đun nóng đến nhiệt độ 250 độ C và môi trường không có không khí, photpho trắng chuyển dần thành photpho đỏ là dạng thù hình bền hơn.

Tính chất vật lý của Photpho đỏ

Là chất bột màu đỏ, hút ẩm mạnh và chảy rữa. Photpho đỏ bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối.

Một số tính chất vật lý của photpho đỏ:

Không tan trong các dung môi thông thường.
Có cấu trúc polime nên khó nóng chảy và khó bay hơi hơn photpho trắng.
Bốc cháy ở nhiệt độ trên 250 độ C.
Khi đun nóng ở môi trường không có không khí, photpho đỏ chuyển thành hơi, làm lạnh thì hơi đó ngưng tụ lại thành photpho trắng.

Tích chất hoá học của photpho

Photpho có các số oxi hóa là -3, +3, 0 và +5. Bởi vậy, khi tham gia vào các phản ứng hóa học thì photpho có thể thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử.

Tính oxi hóa của Photpho

Tác dụng với một số kim loại hoạt động mạnh tạo ra photphua kim loại.

2P + 3Ca → Ca₃P₂

Tính khử của photpho

Tác dụng với các phi kim hoạt động như nhóm halogen, oxi, lưu huỳnh,… và các hợp chất có tính oxi hóa mạnh khác.

Photpho cháy được trong không khí khi đốt nóng:

4P + 3O₂ → 2P₂O₃ (điphotpho trioxit)

4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (điphotpho pentaoxit)

Tác dụng dễ dàng với khí clo khi đốt nóng

2P + 3Cl₂ (thiếu) → 2PCl₃

2P + 5Cl₂ (dư) → 2PCl₅

Tác dụng với các chất oxi hóa khác:

Phương trình hóa học:

6P + 5KClO₃ → 5KCl + 3P₂O₅

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂

Các ứng dụng của Photpho

Hiện nay, Photpho được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, cụ thể là:

Photpho đỏ là dùng trong để sản xuất diêm, pháo hoa bởi vì giúp tạo ra lửa khi có tác nhân xúc tác.
Là nguyên liệu để điều chế thuốc trừ sâu, photphoric,…
Ứng dụng trong quân sự để chế tạo đạn cháy, đạn khói,…
Tro xương, photphat canxi được dùng để sản xuất các đồ sành sứ.
Hợp chất phosphate được ứng dụng để sản xuất thủy tinh đặc biệt, dùng trong các loại đèn hơi natri.
Tripolyphosphate natri có trong bột giặt của một số quốc gia, tuy nhiên nó lại bị cấm ở một số quốc gia.
Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất gang thép. Photpho là thành phần quan trọng trong sản xuất thép, đồng thau chứa phosphor và các sản phẩm liên quan khác.
Natri phosphat sử dụng trong các chất làm sạch để làm mềm nước và chống ăn mòn cho các đường ống/nồi hơi.
Photpho còn được sử dụng để sản xuất các loại chất dẻo, chất xử lý nước, chất chiết, chất làm chậm cháy.
Các đồng vị ³²P và ³³P làm chất phát hiện dấu vết phóng xạ trong các phòng thí nghiệm hóa sinh học.
Photpho còn được cho vào các bán dẫn loại n.