Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 6»
Города Мурома
Реферат на тему:
«Фосфор, его свойства и аллотропные изменения. Фосфор – биогенный элемент»
Выполнил ученик 8 В класса
Добрынкин Александр
Руководитель Корнышова С.С.
2011 год
Содержание
| Введение | 3 |
| История открытия фосфора | 4 |
| Фосфор в природе и его промышленная добыча | 6 |
| Фосфор, его свойства и аллотропные видоизменения | 9 |
| Способы получения фосфора | 12 |
| Соединения фосфора и их свойства | 13 |
| Фосфор – Биогенный элемент | 18 |
| Фосфорные удобрения | 22 |
| Заключение | 23 |
| Литература | 24 |
Введение
«…Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видал. Из её отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, долее омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана… Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко дикие глаза были обведены огненными кругами.
Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. Фосфор, - сказал я». Артур Конан-Дойл. «Собака Баскервилей».
Цель – определить особенности строения и свойств фосфора и его соединений
Задачи:
· Определить особенности аллотропных видоизменений фосфора
· Выявить биологическое значение и биогенный характер элемента
· Изучить химические свойства фосфора и его соединений
Положение фосфора в периодической системе Д. И. Менделеева
Фосфор (Phosphorus) – химический элемент 15(Vа) группы Периодической системы, атомный номер 15, атомная масса 30,974. Известно 23 изотопа фосфора 24P – 46P, среди них один стабильный 32P и только он встречается в природе. Период полураспада изотопа 30P 2,55 минуты это первый радиоактивный изотоп, полученный искусственно в 1934 Фредериком и Ирен Жолио-Кюри.
История открытия фосфора
Обычно датой открытия фосфора считается 1669 г., однако имеются некоторые указания, что он был известен ранее. Гефер, например, сообщает, что в алхимическом манускрипте из сборника, хранящегося в Парижской библиотеке, говорится о том, что ещё около XII в. Некто Алхид Бехиль получил при перегонки мочи с глиной и известью вещество, названное им «эскарбуль». Может быть, это и был фосфор, составляющий большой секрет алхимика. Во всяком случае, известно, что в поисках философского камня алхимики подвергали перегонки и другим операциям всевозможные материалы, в том числе мочу, экскременты, кости и т. д. С древних времен фосфорами называли вещества, способные светиться в темноте. В XVII в. Был известен болонский фосфор – камень, найденный в горах вблизи Болоньи; после обжига на углях камень приобретал способность светиться. Описывается также «фосфор Балдуина», приготовленный волостным старшиной балдуином из прокаленной смеси мела и азотной кислоты. Свечение подобных веществ вызывало крайнее удивление и почиталось чудом. В 1669 г. гамбургский алхимик – любитель Бранд, разорившийся купец, мечтавший с помощью алхимии поправить свои дела, подвергал обработке самые разнообразные продукты. Предполагая, что физиологические продукты могут содержать «первичную материю», считавшуюся основой философского камня, Бранд заинтересовался человеческой мочой.
Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм и выпаривал её до образования сиропообразной жидкости. Эту жидкость он вновь дистиллировал и получил тяжелое красное «уриное масло». Перегнав это масло ещё раз, он обнаружил на дне реторты остаток «мертвой головы» (Caput mortuum), казалось бы ни к чему непригодной. Однако, прокаливая этот остаток длительное время, он заметил, что в реторте появилась белая пыль, которая медленно оседала на дно реторты и явственно светилась. Бранд решил, что ему удалось извлечь из «маслянистой головы» элементарный огонь, и он с еще большим рвением продолжил опыт. Превратить этот «огонь» в золото ему не удалось, конечно, не удалось, но он все же держал в строгом секрете открытие фосфора (от греч. – свет и «несу», т.е. светонос). Однако о секрете Бранда узнал некто Кункель, служивший в то время алхимиком и тайным камердинером у саксонского курфюрста. Кункель попросил своего сослуживца Крафта, отправлявшегося в Гамбург, выведать у Бранда какие-либо сведения о фосфоре. Крафт, однако, сам решил воспользоваться секретом Бранда. Он купил у него секрет за 200 талеров и, изготовив достаточное количество фосфора, отправился в путешествие по Европе, где с большим успехом демонстрировал перед знатными особами свечение фосфора. В частности, в Англии он показывал фосфор королю Карлу II и ученому Бойлю. Тем временем Кункелю удалось самому приготовить фосфор способом, близким к способу Бранда, и в отличие от последнего он широко рекламировал фосфор, умалчивая, однако, о секрете его изготовления. Это происходило в 70-х годах XVII в. В третий раз фосфор открыл Бойль в 1680 г., так же как и Кункель, опубликовал данные о свойствах фосфора, но о способе его получения сообщил в закрытом пакете лишь Лондонскому королевскому обществу; это сообщение было опубликовано только через 12 лет, уже после смерти Бойля. Фосфор не принес богатства Бранду и Бойлю, он обогатил Крафта и Кункеля. Особенно широкую производственную деятельность по изготовлению этого вещества развил ассистент Бойля Хэнквиц: 50 лет он широко торговал фосфором по весьма высокой цене.
В Голландии, например унция (31,1 г) фосфора стоила в то время 16 дукатов. По поводу природы фосфора высказывались самые фантастические предположения. В XVIII в. фосфором занимались многие крупные ученые среди них Маргграф, усовершенствовавший способ получения фосфора из мочи путем добавления к последней хлорида свинца (1743). В 1777 г. Шееле установил наличие фосфора в костях и рогах животных в виде фосфорной кислоты, связанной с известью. Некоторые авторы, впрочем, приписываю это открытие другому шведскому химику Гану, однако именно Шееле разработал способ получения фосфора из костей. Элементарным веществом фосфор был признан Лавуазье на основе его известных оптов по сжиганию фосфора в кислороде. В таблице простых тел Лавуазье поместил фосфор во второй группе простых тел, неметаллических, окисляющихся и дающих кислоты. С XIX в. фосфор получил широкое применение главным образом в виде солей, используемых для удобрения почв.
Возможно, что фосфор в элементарном виде был получен ещё в 12в. арабским алхимиком Алхид Бехилом при перегоне мочи с глиной , об этом свидетельствует древний алхимический манускрипт, хранящийся в Парижской библиотеке.
В 1682 Бранд опубликовал результаты своих исследований, и сейчас он справедливо считается первооткрывателем элемента №15. Фосфор являлся первым элементом, открытие которого документально зафиксировано, и его первооткрыватель известен.
Интерес к новому веществу был грандиозный, и Бранд этим пользовался – он демонстрировал фосфор только за деньги или обменивал небольшое количество на золото из свинца с помощью «холодного камня» - гамбургский купец так и не смог, и поэтому вскоре он продал рецепт получения нового вещества некоему Крафту из Дрездена за двести талеров. Новому хозяину удалось сколотить на фосфоре значительно большее состояние – с «холодным камнем» он разъезжал по всей Европе и демонстрировал его ученым, высокопоставленным и даже королевским особам, например, Роберту Бойлю, Готфриду Лейбницу, Карлу Второму. Хотя способ приготовления фосфора держался в строжайшем секрете, в 1682 его удалось получить Роберту Бойлю, но и он сообщил свою методику только на закрытом заседании Лондонского королевского общества. Способ Бойля был предан огласке уже после его смерти, в 1692.
Долгое время фосфор не считался простым веществом, и только в 1770-х годах французский химик Антуа Лоран Лавуазье в своих работах, посвященных исследованию состава воздуха, смог твердо установить, что фосфор является элементарным веществом.
Фосфор в природе и его промышленная добыча
Фосфор в природе и его промышленная добыча. Содержание фосфора в земной коре оценивается в 8 10-2% по массе. Фосфор – одиннадцатый по распространенности элемент на Земле и входит в двадцатку наиболее распространенных элементов Солнечной системы. Элемент №15 обнаружен во многих типах метеоритов (каменных и каменно-железных) и на луне. Например, в железных метеоритах содержание фосфора колеблется в диапазоне 0,02-0,94% (масс.), а в различных образцах лунного грунта оно составляет 0,05-0,32% (масс.). Несмотря на то, что геологи классифицируют фосфор, как элемент-примесь (в породах большей части коры его содержание составляет всего 0,1%), он является породообразующим, так как некоторые породы слагаются почти полостью из фосфорных минералов. В свободном состоянии фосфор на земле не встречается и существует в литосфере почти в высшей степени окисления, в виде ортофосфат-иона PO45-. Известно более двухсот минералов, содержащих фосфор в значительных (более 1%) количествах. Фосфатные месторождения обычно подразделяются на три группы: апатитовые месторождения, осадочные фосфориты месторождения гуано.