Оксид фосфора(V) P2O5: свойства, получение, применение

Оксид фосфора(V) P2O5 — кислотный оксид, белый гигроскопичный порошок, молярная масса 142 г/моль.

Ключевые факты

Формула
P2O5
Класс
оксид (кислотный)
Молярная масса
142 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 141,94 г/моль
Другие названия
фосфорный ангидрид; пентаоксид фосфора
Состояние
твёрдое вещество
Степени окисления
P +5 (высшая), O −2
Истинная формула
молекула состоит из четырёх атомов фосфора: P4O10; в школьных записях пишут P2O5
Кристаллическая решётка
молекулярная
Соответствующая кислота
ортофосфорная H3PO4 (средней силы)

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое оксид фосфора(V)?

Оксид фосфора(V) — белое рыхлое вещество, которое образуется при сгорании фосфора с избытком кислорода. На самом деле его молекула содержит четыре атома фосфора и десять атомов кислорода (P4O10), но в школьных уравнениях и расчётах принято записывать простейшую формулу P2O5. Молярная масса по простейшей формуле — 142 г/моль.

Главное свойство оксида — жадное поглощение воды. Он настолько сильно связывает влагу, что им осушают газы, а на воздухе порошок быстро расплывается. Как типичный кислотный оксид, он реагирует с водой, щелочами и основными оксидами, давая фосфорную кислоту и фосфаты.

Какие физические свойства у оксида фосфора(V)?

Физические свойства: оксид фосфора(V) P2O5
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое вещество
Цветбелый порошок
Температура возгонкиоколо +360 °C; вещество при нагревании возгоняется
Гигроскопичностьочень высокая, один из сильнейших осушителей
Растворимость в водереагирует с водой с сильным разогревом

Какие химические свойства у оксида фосфора(V)?

Все реакции — свойства кислотного оксида, степень окисления фосфора в них не меняется. Особого внимания заслуживает вода: от условий зависит, получится метафосфорная или ортофосфорная кислота. Продукт реакции со щёлочью зависит от соотношения реагентов.

  1. С водой при нагревании: ортофосфорная кислотаP2O5 + 3H2O → 2H3PO4Условия: нагревание
  2. С избытком щёлочи: средняя сольP2O5 + 6NaOH → 2Na3PO4 + 3H2O
  3. С меньшим количеством щёлочи: гидрофосфатP2O5 + 4NaOH → 2Na2HPO4 + H2O
  4. С основным оксидомP2O5 + 3CaO → Ca3(PO4)2
  5. Обезвоживание азотной кислотыP2O5 + 2HNO3 → 2HPO3 + N2O5

С холодной водой получается метафосфорная кислота: P2O5 + H2O -> 2HPO3. Она постепенно присоединяет ещё воду и превращается в ортофосфорную. Количество щёлочи определяет состав соли: избыток даёт фосфат, недостаток — гидрофосфат или дигидрофосфат.

Как получают оксида фосфора(V)?

Сжигание фосфора

Белый или красный фосфор сгорает в избытке кислорода ярким пламенем с выделением густого белого дыма — это и есть мелкие частицы оксида.

  • 4P + 5O2 → 2P2O5

Как распознать оксид фосфора(V)? Качественная реакция

Сам порошок обычно не определяют, а переводят в раствор и ищут фосфат-ион. Для этого растворённый оксид нейтрализуют щёлочью и добавляют нитрат серебра: выпадает жёлтый осадок фосфата серебра.

  • 3AgNO3 + Na3PO4 → Ag3PO4↓ + 3NaNO3

Где применяют оксида фосфора(V)?

  • осушитель газов и органических жидкостей в лабораториях;
  • получение фосфорной кислоты и фосфатов, из которых делают удобрения;
  • обезвоживание веществ в органическом синтезе.

Меры предосторожности. Оксид сильно обезвоживает кожу и слизистые, вызывая ожоги, а при попадании воды разогревается и разбрызгивается; хранят его в герметичной ёмкости и работают в перчатках и очках.

Чему равна молярная масса оксида фосфора(V)?

M(P2O5) = 2·31 + 5·16 = 142 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 141,94 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где оксид фосфора(V) встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса оксида фосфора(V)?

По простейшей формуле M(P2O5) = 2·31 + 5·16 = 142 г/моль. Для истинной формулы P4O10 получится 284 г/моль.

Почему пишут P2O5, если формула P4O10?

Простейшая формула отражает соотношение атомов и достаточна для школьных уравнений и расчётов. Истинная молекулярная формула — P4O10, в ней вдвое больше атомов.

Почему оксид фосфора(V) используют как осушитель?

Он очень активно присоединяет воду и превращается в фосфорные кислоты. Поэтому им связывают влагу из газов и жидкостей, не вступающих с ним в реакцию.

Почему при реакции со щёлочью получаются разные соли?

Фосфорная кислота трёхосновная, поэтому нейтрализация идёт по ступеням. Избыток щёлочи даёт фосфат, а меньшее количество — гидрофосфат или дигидрофосфат.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: фосфор P, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники