Гидролиз фосфида кальция
Кусочки фосфида кальция вместе с остатками разбитой пробирки помещаем в кристаллизатор с водой. Сразу же начинается взаимодействие фосфида кальция с водой. Выделяется газ фосфин с примесями дифосфина (Р2Н4).
Са3Р2 + 6 Н2О = 2РН3 + 3 Са(ОН)2
Происходит самовозгорание дифосфина. Фосфин также сгорает на воздухе с образованием фосфорного ангидрида (оксид фосфора (V)).
2РН3 + 4 О2 = Р2О5 + 3Н2О
Над водой вспыхивают небольшие огоньки горящего фосфина. Фосфин образуется при разложении некоторых органических соединений, содержащих фосфор. Этим объясняется появление «Блуждающих огней» на старых кладбищах и болотах.
Оборудование: ступка фарфоровая с пестиком, кристаллизатор, пинцет.
Техника безопасности. Опыт проводить только под тягой, так как фосфин ядовит.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Горение белого фосфора под водой
Белый фосфор горит в кислороде. Удивительно, что это может происходить и под водой. Нагреем фосфор в пробирке с водой до начала плавления фосфора. Подадим кислород в пробирку с расплавленным фосфором. Соприкоснувшись с пузырьками кислорода, белый фосфор загорается.
P4 + 5O2 = 2 P2O5
Оборудование: газометр, стакан химический, пробирка.
Техника безопасности. Опыт следует проводить под тягой. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Качественная реакция на фосфат-ион
Фосфат натрия Na3PO4 содержит фосфат-ион — кислотный остаток фосфорной кислоты. К раствору фосфата натрия добавим нитрат серебра.
Na3PO4 + 3AgNO3= Ag3PO4 ↓ +3 NaNO3
Ион серебра и фосфат-ион образуют нерастворимое вещество желтого цвета ‑ фосфат серебра. Реакция образования желтого фосфата серебра ‑ качественная реакция на фосфат-ион, реакция, которая позволяет обнаружить фосфат-ион в растворе.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с кислотами, раствором нитрата серебра.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Получение фосфида кальция
Красный фосфор при нагревании взаимодействует с активными металлами. Смешаем опилки кальция с порошком красного фосфора. Поместим смесь в стеклянную трубку. Нагреем смесь. Взаимодействие фосфора с кальцием сопровождается вспышками. В результате реакции образуется фосфид кальция – твердое вещество светло-коричневого цвета.
3Ca + 2P = Ca3P2
Часть красного фосфора при нагревании и от теплоты протекающей реакции превращается в белый фосфор. Пары белого фосфора загораются при выходе из трубки.
Оборудование: штатив, трубка стеклянная, горелка, палочка стеклянная.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу. Опыт проводить под тягой.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Превращение красного фосфора в белый.
В одно колено сосуда Ландольта поместим немного красного фосфора. Закроем отверстие сосуда плотным комком ваты. Закрепим сосуд Ландольта в штативе. Нагреем колено. Через некоторое время наблюдаем, как белый фосфор конденсируется на холодных стенках второго колена. Цвет фосфора не белый, а оранжевый, что обусловлено примесями красного фосфора. После остывания сосуда опускаем в него металлическую проволоку. Частицы белого фосфора загораются на воздухе.
Оборудование: сосуд Ландольта, горелка, штатив, вата.
Техника безопасности. Опыт следует проводить под тягой. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу. После проведения опыта залить сосуд Ландольта насыщенным раствором медного купороса.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Распознавание растворов фосфата натрия, нитрата аммония и нитрата натрия (практическая работа).
В пронумерованных колбах растворы фосфата натрия Na3PO4, нитрата аммония NH4NO3 и нитрата натрия NaNO3. Отбираем пробы растворов. Лакмусовая бумажка должна стать красной в растворе нитрата аммония. Соль сильной кислоты и слабого основания ‑ нитрат аммония ‑ гидролизуется с образованием кислоты. В колбе номер два – нитрат аммония. Раствор нитрата серебра AgNO3 поможет определить, в какой из оставшихся двух пробирок находится фосфат натрия. Нитрат серебра с фосфатом натрия образует желтый нерастворимый фосфат серебра.
3AgNO3 + Na3PO4 = 2NaNO3 + Ag3PO4 ↓
В колбе номер три – фосфат натрия. Осталось убедиться в том, что в колбе номер один – нитрат натрия. К пробе раствора из этой колбы добавляем немного концентрированной серной кислоты, кусочек медной стружки и нагреваем. Образуется голубой раствор нитрата меди и выделяется бурый диоксид азота.
4NaNO3+Cu + 2H2SO4 = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↓ + 2Na2SO4 + 2H2O
В колбе номер один ‑ действительно нитрат натрия.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, колбы, держатель для пробирок, лакмусовая бумага.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы с кислотами, раствором нитрата серебра. Особо осторожно обращаться с концентрированной серной кислотой. Не вдыхать выделяющиеся оксиды азота.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Свечение белого фосфора в темноте
Фосфор был открыт впервые гамбургским алхимиком Брандом в 1669 году. Сначала этот элемент называли «холодным пламенем», а затем дали название «фосфор», что означает» светоносный». Белый фосфор нерастворим в воде, но хорошо растворяется в некоторых органических растворителях — четыреххлористом углероде, бензине. Наносим кисточкой на бумагу раствор фосфора в бензине. Бензин быстро испаряется и на бумаге появляется светящаяся линия. Свечение объясняется медленным окислением фосфора кислородом воздуха. При этом химическая энергия переходит в световую энергию. Такое явление называют «хемилюминесценцией».
P4 + 5O2 = 2 P2O5
Оборудование: фильтровальная бумага, кисточка.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Сравнение температур воспламенения белого и красного фосфора
Красный фосфор – это порошок. Белый фосфор – воскообразное вещество. Белый и красный фосфор – аллотропные модификации фосфора. (Как алмаз и графит – модификации углерода). Под действием света белый фосфор превращается в красный, поэтому для хранения белого фосфора используют емкости темного стекла. Белый фосфор хранят под водой, во избежание окисления. Покажем, что белый фосфор более активен, чем красный. Попробуем поджечь белый и красный фосфор в одинаковых условиях. На металлической пластине в равном удалении от горелки разместим белый и красный фосфор.
Условия для этих веществ одинаковы. Температура воспламенения белого фосфора – 36- 60 градусов (зависит от концентрации кислорода). В то время как температура воспламенения красного фосфора – 240 градусов. Через короткое время белый фосфор загорается.
P4 + 5O2 = 2 P2O5
С красным фосфором ничего не происходит. Мы увидели, что аллотропные модификации фосфора имеют не только разные физические свойства, но и разную химическую активность. Внимание! Белый фосфор — ядовитое вещество.
Белый фосфор настолько активен, что может загореться прямо на коже.
Оборудование: тигельные щипцы, металлическая линейка, шпатель, пинцет, скальпель, фильтровальная бумага, горелка.
Техника безопасности. Опыт следует проводить под тягой. Белый фосфор ядовит. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Взаимодействие красного фосфора с хлором
Горение красного фосфора
Красный фосфор и бертолетова соль