Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
Federal Instituția Educațională a Bugetului de Stat al Învățământului Profesional Superior
"Universitatea de Stat din Moscova MVLomonosov. Lomonosov "
Rezumat pe disciplina: "Știința naturală modernă"
Pe tema: "Fosfor roșu"
Finalizat: studentul grupului 102 Gorushkin A.V.
Verificat: profesorul senior Golikov K.A.
Este evident că producătorii înșiși și cei care au legătură directă cu această sferă își amintesc clar acest lucru. Cu toate acestea, în mintea oamenilor obișnuiți, prioritatea bazei de resurse se retrage treptat în fundal. Pe fondul dezvoltării rapide a tehnologiei, acest lucru este de înțeles, deoarece din același material, diferite companii pot crea lucruri fundamental diferite: atât în calitate, cât și în preț. Dar cum pot face orice fără materialele necesare? Bineînțeles că nu.
Nimeni nu neagă importanța utilizării producției de înaltă tehnologie pentru îmbunătățirea calității vieții oamenilor, pentru confortul nostru. Dar dacă umanitatea trebuia să abandoneze unele dintre realizările științei, atunci invențiile relativ recente ar fi suferit în primul rând. Și nu înseamnă că nu sunt relevante sau nu sunt necesare. Motivul este că, fără un calculator personal, o persoană obișnuită poate supraviețui, și fără tehnologia de înghețare sau transport alimente - este puțin probabil.
De aceea, ni se pare necesar să acordăm atenție uneia dintre resurse, fără care, pentru toată "inconștiența" lor, activitatea vieții omenirii este imposibilă. Acesta este fosforul.
Numele acestui element este tradus din greaca antică ca "lumină". Aceasta se referă la grupa a 15-a de-a treia perioadă a numărului atomic 15. Fosforul se găsește în toate părțile de plante verzi, chiar mai mult în fructele și semințele sale. Cuprins în țesuturile animale, este inclus în compoziția proteinelor și a altor compuși organici importanți (ATP, ADN) este elementul vieții.
Este demn de remarcat că descoperirea fosforului de către alchimistul Hamburg Hennig Brand în 1669 a fost prima descoperire a unui nou element din antichitate. Ca și alți alchimiști, Brand a încercat să găsească o piatră de filosof, dar a primit o substanță luminoasă. Brandul sa concentrat pe experimente cu urină umană, deoarece credea că ea, care posedă culoarea aurie, poate conține aur sau ceva necesar pentru pradă. Inițial, metoda sa consta în faptul că urina a fost mai întâi stabilită timp de câteva zile până când mirosul neplăcut a dispărut și apoi s-a fiert într-o stare adezivă. Încălziți această pastă la temperaturi ridicate și ducând la apariția bulelor, spera că, condensat, vor conține aur. După câteva ore de fierbere intensă, a fost obținut un bob de substanță cerată albă, care a ars foarte strălucitor și, de asemenea, a strălucit în întuneric. Brandul a numit această substanță fosfor mirabilis (latină "purtător de lumină miraculos").
Cum se formează fosforul? Problema genezei rocii fosfatice are mai mult de un secol, iar în complexitatea sa, este comparabil cu cele mai dificile întrebări ale originii depunerilor de mangan și bauxită. Teoriile existente ale fosforit în fiecare detaliu repetate direcție mort-end al teoriei formării de minereu de mangan.
Cea mai renumită, logică, fructuoasă și recunoscută comunitate geologică este cea propusă în 1937 de către A.V. Planul lui Kazakov de precipitare a fosforului în sediment de la apa rece, care se înalță pe raftul superficial. Kazakov a crezut că apele adânci ale oceanelor sunt saturate cu dioxid de carbon și, prin urmare, conțin concentrații crescute de fosfor. Pe raft de apă upwelling încălzită de ce solubilitatea acidului carbonic și fosfat redus, și, bineînțeles, acestea sunt eliminate din soluția - sub formă de dioxid de carbon, CO2 și fosfați au fost precipitate în solide zăcămintele de fază.
Există, de asemenea, o versiune suplimentară care descrie un mod alternativ de formare a fosforiturilor. Se bazează pe faptul că, în natură, fosforul este în principal sub formă de apatit, care este un compus relativ stabil. Pe suprafața pământului se descompune sub influența agenților atmosferici și trece în plante. Prin plante și animale, fosforul, atunci când se descompune corpul unui animal - printr-o eliberare lentă din soluție - trece într-un număr de compuși foarte diferiți, practic, de așa numiți fosforiți. Toți acești fosforit, puțin câte puțin, ne-au dat același apatit de-a lungul secolelor. Același proces pe care îl vedem peste tot - pentru compușii de cupru, fier, azot, siliciu etc.
Unele dificultăți sunt că fosforul elementar există în condiții normale sub forma unor modificări alotrope stabile. Toate modificările posibile alotropice ale fosforului nu au fost încă investigate pe deplin. În mod tradițional, patru dintre modificările sale se disting:
Uneori ele sunt numite și modificările principale alotropice, ceea ce înseamnă că toate celelalte modificări descrise sunt un amestec al acestor patru. În condiții standard, numai trei modificări alotrope ale fosforului sunt stabile (de exemplu, fosforul alb este instabil termodinamic (starea cvasi-staționară) și trece cu timpul în condiții normale la fosfor roșu). În condițiile presiunilor ultrahighi, forma metalică a elementului este stabilă termodinamic. Toate modificările diferă în ceea ce privește culoarea, densitatea și alte caracteristici fizice și chimice, în special în ceea ce privește activitatea chimică. Atunci când starea substanței se modifică la o modificare stabilă din punct de vedere termodinamic, activitatea chimică scade, de exemplu, în conversia succesivă a fosforului alb în roșu, negru sau metalic.
Fosforul în compuși este în principal covalent. Fosforul posedă orbite 3D libere, ceea ce duce la formarea legăturilor donor-acceptor. Fosforul alb este cel mai activ. Se oxidează în aer. Oxidarea are loc prin mecanismul reacțiilor în lanț și este însoțită de chemiluminescență. Când fosforul arde într-un exces de oxigen, se produce P2O5, care formează dimerii P4O10 și tetramerii P8O20. Cu o lipsă de oxigen, se obține P2O3. Spontan se aprinde în aer datorită căldurii eliberate în timpul oxidării. Fosforul roșu din aer se oxidează încet, nu se auto-aprinde. Fosfarul negru nu este oxidat în aer.
Principala materie primă pentru obținerea fosforului este minereul de fosfat. Aceștia (apatiți, fosforiți) se referă la tipuri strategice de minerale care contribuie la asigurarea siguranței alimentare a țării.
Rezervele explorate se ridică la 100 de miliarde de tone. În balanța mondială a materiilor prime fosfatice extrase, rolul principal îl reprezintă minereurile fosforite (90%); în țara noastră, dimpotrivă, datorită prezenței depozitelor unice ale masivului Khibiny, ponderea minereurilor apatite în compoziția materiilor prime fosfatice este dominantă. În plus, Rusia în ceea ce privește resursele de materii prime fosfat este unul dintre primele locuri din lume, acestea sunt 12,8 miliarde de tone. din care o parte semnificativă din rezervele industriale a reprezentat minereul apatit. Acum, luați în considerare minereurile de fosfați în detaliu.
Apatity. În funcție de conținutul de fluoro, cloro, hidroxil-apatit, fluoro-apatit este mai frecvent. Ca impurități pot fi prezente Sr, Ba, Mg, Mn, TR et al apatită depozite asociate cu roci vulcanice și metamorfice, formând ca urmare a proceselor endogene în timp ce depozitele fosforit -. Cu roci sedimentare, formând ca urmare a unor procese exogene.
Apatitul este o materie primă pentru producția de îngrășăminte fosfat, fosfor și acid fosforic, este utilizat în metalurgie feroase și neferoase, ceramică și sticlă. Apatitul este folosit de bijutieri. Bijuterii apatite au dimensiuni mici - de obicei până la 5 carate, ocazional până la 20 de carate. Cea mai mare apatită de calitate a bijuteriilor de cristal a fost găsită în Kenya și a cântărit 147 de carate.
Majoritatea rezervelor totale de minereu apatit din lume sunt concentrate în:
Fosforit. Rase de diferite origini, de obicei sedimentare, care conțin P2O5 și sunt potrivite pentru o îmbogățire ulterioară. Pietre sedimentare, compuse din minerale din grupul apatit. Ele sunt utilizate în principal pentru producția de îngrășăminte fosfatice. Cel mai frecvent fosfat mineral - ftorkarbonatapatit (francolite), caracterizată prin prezența în structura anionului apatit CO2-2 sau altă substituție izomorfă: atomi de Ca per Sr, Na, etc;. atomi de F pe OH-CI. Fosforiturile conțin, de asemenea, minerale nonfosfatice: bazice - glauconite, dolomite, calcit, cuarț, calcindon; argilă secundară - argilă, aluminosilicat, pirită, hidroxizi de Fe. In fosforitele sunt de asemenea prezente organice în cantitate (fragmente phosphatized ihtiofaunei, reptilian, crustacee și așa mai departe. P.), De multe ori U, lanthanoids grup ceriu, Sr, mai puțin impurități Pb, V, Sc (scandiu), Zr, Se și colab. Fosforitele au de obicei întuneric (până la negru), gri, maro-gri, rareori albe, uneori verzi, roșii și galbene; P2O5 de la 5 la 38-40% în greutate.
Fosforitele sunt împărțite în zone marine și continentale. Printre fosforiturile marine, stratificate sau micro-granulate (o varietate - oolitică-microgranulară), granulară, nodulară, în formă de cochilie; printre roci continentale, cruste de intemperii (carstice, secundare sau reziduale) si organogene (guano). În CSI, importanța industrială este în principal fosforitele oolitic-micro-granulate, nodulare și cochiliate, care apar în principal în Rusia și Kazahstan.
Cele mai mari rezerve totale de minereuri fosforite sunt concentrate în:
Fosforul roșu are formula Pn și este un polimer cu o structură complexă. În funcție de metoda de producție și gradul de zdrobire, fosfor roșu are nuanțe de violet-rosu la purpuriu, iar în stare turnată - umbra cupru violet închis, are un luciu metalic. Activitatea chimică a fosforului roșu este mult mai scăzută decât cea a fosforului alb; se caracterizează prin solubilitate extrem de scăzută. Se dizolvă fosforul roșu este posibil numai în unele metale topite (plumb și bismut) decât uneori folosite pentru a produce cristale mari de acest tip. De exemplu, fizicianul-chimist german I.V. Gittorf în 1865 a primit pentru prima dată frumos construite, dar mici în dimensiuni de cristale (fosfor Gittorf). fosforul Rosu nu este auto aprinzând în aer până la o temperatură de 240--250 ° C (la trecerea în forma albă în timpul sublimare), dar se aprinde frecare sau șoc, este fenomen chemiluminiscenta complet absente. Insolubil în apă, precum și în benzen, disulfură de carbon și altele, este solubil în tribromura de fosfor. La temperatura de sublimare, fosforul roșu este transformat în abur, cu răcirea căreia se formează în principal fosfor alb.
Cu toate acestea, industria utilizează o tehnologie diferită pentru obținerea fosforului, care permite nu numai salvarea substanței inițiale, ci și reducerea costurilor de obținere a materialului necesar. În industrie, fosforul se obține prin calcinarea unui amestec de fosfat de calciu cu nisip și cocs în conformitate cu ecuația:
Ca3 (PO4) 2 + 3Si02 + 5C = 3CaSi03 + 2P + 5CO.
Rolul direct al fosforului roșu în istoria omenirii este incredibil de mare. Este imposibil să nu mai vorbim de istoria creării de meciuri. Inițial, acest produs a fost produs utilizând fosfor alb, care, având în vedere toxicitatea și inflamabilitatea acestuia, a condus adesea la accidente. În a doua jumătate a secolului XIX. Problema înlocuirii fosforului alb a fost foarte acută. Guvernele multor state au ajuns la concluzia că producția de meciuri care conțin fosfor alb aduce mai multe pierderi decât veniturile. În majoritatea țărilor, producerea unor astfel de meciuri a fost interzisă prin lege.
Dar, randamentul a fost găsit, relativ rapid a fost posibil să înlocuiască fosfor alb cu roșu, descoperit în 1848. Spre deosebire de alb, acest tip de fosfor este complet inofensiv. A fost introdus fosfor roșu în cutia de mânere. Dar așteptările nu au fost justificate. Meciurile au aprins foarte rău. Nu au găsit vânzări. Producătorii care au început producția au fost distruși.
Până la mijlocul secolului al XIX-lea au fost făcute multe invenții remarcabile, iar fabricarea meciului obișnuit nu a putut găsi o soluție satisfăcătoare.
Problema a fost rezolvată în 1855 în Suedia. Meciurile de siguranță din același an au fost prezentate la Expoziția Internațională de la Paris și au primit o medalie de aur. Din acest moment, așa-numitele meciuri suedeză și-au început marșul triumf în întreaga lume. Trăsătura lor principală a fost că ele nu s-au aprins când s-au frecat de orice suprafață tare. Meciul suedez a fost aprins doar dacă a fost frecat de suprafața laterală a cutiei, acoperită cu o masă specială.
În plus, fosforul roșu este utilizat și atunci când creați alte produse. De exemplu, în producția de compuși incendiare, diferite tipuri de combustibil, precum și lubrifianți de presiune extremă, ca un getter în producția de lămpi cu incandescență.
Găzduit pe Allbest.ru
Documente similare
Găsirea fosforului în natură. Procesul de polimerizare a fosforului alb. Proprietățile și activitatea chimică a fosforului roșu. Metoda bazată pe redistribuirea termică în masa fosforului alb în roșu. Purificarea din fosfor alb nereacționat.
Caracteristicile generale ale fosforului. Învățând istoria descoperirii acestui element. Caracteristicile modificării alotropice. Proprietățile fizice și chimice ale fosforului alb, roșu și negru. Utilizarea compușilor de fosfor în agricultură și industrie.
Istoria descoperirii fosforului. Fosforul în corpul uman, rolul și importanța acestuia. Modificări alotropice ale fosforului. Caracteristicile caracteristice ale fosforului alb, negru și roșu, sfera și domeniul aplicării lor. Utilizarea fosfatilor pentru fertilizarea plantelor.
Formele alotropice ale fosforului. Utilizarea fosforului roșu la fabricarea de chibrituri, explozivi. Fosfați și aplicarea lor în agricultură și produse chimice de uz casnic. Principalele caracteristici ale utilizării acidului ortofosforic în industria alimentară.
Istoria descoperirii și metodele de preparare a fosforului. Prevalența sa în scoarța pământului, domeniul de aplicare și semnificația. Configurația electronică a atomului și modificarea alotropică a elementului. Activitatea chimică și toxicitatea fosforului alb, galben și roșu.
Istoria descoperirii fosforului. Compușii naturali, distribuția fosforului în natură și producția acestuia. Proprietăți chimice, configurația electronică și tranziția atomului de fosfor la starea excitată. Interacțiunea cu oxigenul, halogeni, sulf și metale.
Caracterizarea fosforului ca element chimic. Istoria descoperirii. Proprietățile fizice ale fosforului elementar în condiții standard: compoziția, aspectul, mirosul, punctul de topire. Acțiunea fosforului ca agent reducător și oxidant. Domeniul de aplicare.
Fosforul ca element și ca o simplă substanță: proprietăți fizice, chimice, producție, aplicare. Compuși ai fosforului: oxizi, acizi și sărurile lor, îngrășăminte fosforice. Semnificația biologică a fosforului este o parte integrantă a țesuturilor umane, animale și vegetale.
Consecințele lipsei de fosfor în sol. Schema de distribuție a fosforului mineral și organic într-un profil tipic de acoperire a terenurilor virgine. Îngrășăminte solubile în apă, solubile în citrate și solubile în sol, proprietățile și aplicațiile lor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: