Chuyên đề lí thuyết photpho và các hợp chất của photpho

 Giáo trình THAM KHẢO môn HOÁ HỌC 2015 
Sự CHIA SẺ và TÌNH YÊU THƯƠNG là điều quý giá nhất trên đời 
I. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA PHOTPHO 
- Cấu hình electron của P (Z=15). 2 2 6 2 31s 2s 2p 3s 3p . 
- P nằm ở ô thứ 15, chu kì 3, nhóm VA. 
- Photpho (P) tự nhiên không có đồng vị, chỉ có một loại nguyên tử P 
- Photpho có hai dạng thù hình quan trọng là photpho trắng và photpho đỏ 
có thể chuyển hóa qua nhau tùy theo nhiệt độ thích hợp. 
PHOTPHO TRẮNG PHOTPHO ĐỎ 
- Chất rắn trong suốt, màu trắng 
hoặc vàng nhạt có cấu trúc mạng 
tinh thể phân tử, mềm, dễ nóng chảy. 
- Không tan trong nước, tan nhiều 
trong các dung môi hữu cơ, rất độc. 
- Bốc cháy trong không khí ở nhiệt 
độ cao trên 40oC, ở nhiệt độ thường 
phát quang màu lục nhạt trong bóng 
tối. Đun nóng đến 250oC trong điều 
kiện không có không khí, photpho 
trắng chuyển dần thành photpho đỏ 
là dạng bền hơn. 
- Chất bột màu đỏ có cấu trúc 
polime, khó nóng chảy và khó bay 
hơi hơn photpho trắng. 
- Không tan trong các dung môi 
thông thường, bền trong không khí ở 
nhiệt độ thường và không phát quang 
trong bóng tối. Nó chỉ bốc cháy ở 
nhiệt độ trên 250oC. Đun nóng trong 
điều kiện không có không khí, 
photpho đỏ chuyển thành hơi, khi làm 
lạnh thì hơi nó ngưng tụ thành 
photpho trắng. 
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA PHOTPHO 
- Photpho thể hiện tính khử và tính oxi hóa 
+ Photpho thể hiện tính khử. 
o
0 5
t
2 2 5
4P 5O 2P O (P P 5e)

    
+ Photpho thể hiện tính oxi hóa. 
o
0 3
t
3 2
3Ca 2P Ca P (P 3e P)

    
III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ 
1. Trạng thái tự nhiên 
- Do photpho khá hoạt động hóa học, nên trong tự nhiên không gặp 
photpho ở trạng thái tự do mà thường gặp photpho dưới dạng muối 
photphoric. Hai khoáng vật chính của photpho là apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 và 
photphoric Ca3(PO4)2. 
2. Điều chế 
CHUYÊN ĐỀ LÍ THUYẾT 
PHOTPHO VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA PHOTPHO 
 Giáo trình THAM KHẢO môn HOÁ HỌC 2015 
Sự CHIA SẺ và TÌNH YÊU THƯƠNG là điều quý giá nhất trên đời 
- Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp 
quặng photphoric, cát và than cốc ở 1200oC trong lò điện. 
ot
3 4 2 2 3
Ca (PO ) 3SiO 5C 3CaSiO 2P 5CO     
IV. AXIT PHOTPHORIC H3PO4 
1. Tính chất vật lí 
- H3PO4 là chất rắn, không màu, nóng chảy ở 42,5
o
C, dễ chảy nước và tan 
vô hạn trong nước. 
2. Tính chất hóa học 
- H3PO4 là axit trung bình, nó yếu hơn HCl, H2SO4, HNO3. Trong dung 
dịch, H3PO4 điện li theo 3 nấc và ngay nấc 1 cũng chỉ điện li một phần. Các 
phương trình điện li. 
 ĐIỆN LI VÍ DỤ 
NẤC 1 
3 4 2 4
H PO H H PO
  3 4 3 4 2 4
H PO NH NH H PO  
 (Amoni đihiđrophotphat) 
NẤC 2 2
2 4 4
H PO H HPO
   3 4 3 4 2 4
H PO 2NH (NH ) HPO  
 (Amoni hiđrophotphat) 
NẤC 3 2 3
4 4
HPO H PO
   3 4 3 4 3 4
H PO 3NH (NH ) PO  
 (Amoni photphat) 
- H3PO4 có thể tác dụng với những kim loại đứng trước hiđro trong dãy 
điện hóa giải phóng H2. Tuy nhiên phản ứng này trên các tài liệu dường như 
không thấy. Vì vậy không nên sử dụng phương trình phản ứng này. 
3. Điều chế 
a. Trong phòng thí nghiệm. 
2 5 2 3 4
P O 3H O 2H PO  
b. Trong phòng công nghiệp. 
3 4 2 2 4 3 4 4
Ca (PO ) 3H SO ®Æc d­ 2H PO 3CaSO   
V. MUỐI PHOTPHAT 
- Tương ứng với H3PO4 có muối trung hòa (photphat) và hai muối axit 
(hiđrophotphat). Tất cả các muối trung hòa và muối axit của kim loại kiềm 
đều tan trong nước. Với các kim loại khác, chỉ muối đihiđrophotphat là tan 
được, ngoài ra đều không tan hoặc tan ít trong nước. 
- Nhận biết ion 3
4
PO  . 3
4 3 4
3Ag PO Ag PO    
 Màu vàng 
VI. PHÂN BÓN HÓA HỌC 
1. Phân đạm 
 Giáo trình THAM KHẢO môn HOÁ HỌC 2015 
Sự CHIA SẺ và TÌNH YÊU THƯƠNG là điều quý giá nhất trên đời 
- Phân đạm cung cấp nitơ hóa hợp cho cây dưới dạng ion nitrat (
3
NO ) và 
ion amoni (
4
NH ). Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng hàm 
lượng %N trong phân. 
a. Phân đạm amoni 
- Phân đạm amoni là các muối amoni. NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3,... 
Khi tan trong nước, các muối amoni bị thủy phân tao ra môi trường axit làm 
tăng độ chua của đất, vì vậy các loại phân này chỉ dùng để bón cho các loại 
đất ít chua hoặc đất đã được khử chua trước bằng vôi (CaO). 
b. Phân đạm nitrat 
- Phân đạm nitrat là các muối. NaNO3, Ca(NO3)2,... 
c. Urê. Urê (NH2)2CO. 
2. Phân lân 
Phân lân cung cấp photpho cho cây trồng dưới dạng ion photphat. Độ dinh 
dưỡng của phân lân được đánh giá bằng hàm lượng %P2O5 tương ứng với 
lượng photpho có trong thành phần của nó. 
a. Supephotphat 
- Có hai loại supephotphat là supephotphat đơn và supephotphat kép. 
Thành phần chính của hai loại là muối tan canxi đihiđrophotphat. 
+ Supephotphat đơn. Supephotphat đơn chứa 14–20%P2O5, được điều chế 
qua một giai đoạn bằng cách cho bột quặng photphoric hoặc apatit tác dụng 
với axit sunfuric đặc. 
3 4 2 2 4 2 4 2 4
Ca (PO ) 2H SO Ca(H PO ) 2CaSO   
+ Supephotphat kép. Supephotphat kép chứa 40–50% P2O5, được điều chế 
qua hai giai đoạn. Điều chế axit photphoric, và cho axit photphoric tác dụng 
với photphoric hoặc apatit. 
3 4 2 2 4 3 4 4
Ca (PO ) 3H SO 2H PO 3CaSO   
3 4 2 3 4 2 4 2
Ca (PO ) 4H PO 3Ca(H PO )  
b. Phân lân nung chảy 
- Thành phần chính của phân lân nung chảy là hỗn hợp photphat và silicat 
của canxi và magie (chứa 12–14% P2O5). Các muối này không tan trong 
nước, nên cũng chỉ thích hợp cho loại đất chua. 
3. Phân kali 
- Phân kali cung cấp cho cây trồng nguyên tố kali dưới dạng ion K+. Độ 
dinh dưỡng của phân kali được đánh giá bằng hàm lượng %K2O tương ứng 
với lượng kali có trong thành phần của nó. 
 Giáo trình THAM KHẢO môn HOÁ HỌC 2015 
Sự CHIA SẺ và TÌNH YÊU THƯƠNG là điều quý giá nhất trên đời 
4. Một số loại phân bón khác 
a. Phân hỗn hợp và phân phức hợp 
- Phân hỗn hợp chứa cả ba nguyên tố N, P, K được gọi phân NPK. Loại 
phân này là sản phẩm khi trộn lẫn các loại phân đơn theo tỉ lệ N.P.K khác 
nhau tùy theo loại đất và cây trồng. Thí dụ. Nitrophotka là hỗn hợp của 
(NH4)2HPO4 và KNO3. 
- Phân phức hợp là hỗn hợp các chất được tạo ra đồng thời bằng tương tác 
hóa học của các chất. Thí dụ. Amophot là hỗn hợp các muối NH4H2PO4 và 
(NH4)2HPO4 thu được khi cho amoniac tác dụng với axit photphoric. 
b. Phân vi lượng 
- Phân vi lượng cung cấp cho cây các nguyên tố như bo (B), kẽm (Zn), 
mangan (Mn), đồng (Cu), molipđen (Mo),... ở dạng hợp chất. 
 Giáo trình THAM KHẢO môn HOÁ HỌC 2015 
Sự CHIA SẺ và TÌNH YÊU THƯƠNG là điều quý giá nhất trên đời 
I. PHẢN ỨNG CỦA H3PO4 VỚI OH
–
 HOẶC NH3 
Trong các phản ứng với dung dịch bazơ hay oxit bazơ, tùy theo lượng chất 
và lượng H3PO4 tác dụng sẽ cho muối trung hòa hay muối axit hay cả hai. 
Tóm lại khi gặp phản ứng giữa một bazơ bất kỳ với H3PO4 ta nên lập tỷ số 
3 4
OH
H PO
n
k
n

 để tìm ra kết quả thích hợp. 
 Phương trình phản ứng 
3 4 2 4 2
2
3 4 4 2
3
3 4 4 2
(1).H PO OH H PO H O
(2).H PO 2OH HPO 2H O
(3).H PO 3OH PO 3H O
 
 
 
  
  
  
 Kết quả 
k 3 
2 4
H PO ; 
H3PO4 dư 
2 4
H PO
2 4
H PO
2
4
HPO  
2
4
HPO 
2
4
HPO  
3
4
PO  
3
4
PO  
3
4
PO 
d­OH
 
 Phản ứng của P2O5 với OH

. 
Đầu tiên viết phản ứng của P2O5 với H2O, tính ra số mol H3PO4. Như vậy ở 
đây thực chất là phản ứng của H3PO4 với OH
 . 
II. ĐỘ DINH DƯỠNG 
Loại phân Độ dinh dưỡng (a) 
Phân có chứa N 
N
ph©n
m
a .100
m
 
Phân có chứa P 
2 5P O
ph©n
m
a .100
m
 
Phân có chứa K 
2K O
ph©n
m
a .100
m
 
BỔ SUNG KIẾN THỨC 
PHOTPHO VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA PHOTPHO