ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 9 класс · § 32
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 32. Кислородсодержащие соединения фосфора

Как из одной трёхосновной кислоты получить три типа солей?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как из одной трёхосновной кислоты получить три типа солей?

Исследуем вместе

Три соли одной кислоты

Добавляй одну, две или три порции щёлочи на один моль H₃PO₄. Подсветка показывает сохранённые кислотные H.

Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.

01

Кислотный оксид фосфора(V)

Оксид фосфора(V) в школьной записи имеет формулу P₂O₅; для молекулярной формы используют P₄O₁₀. Он активно связывает воду. С достаточным количеством воды образуется ортофосфорная кислота H₃PO₄.

Уравнение P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ сохраняет два атома P. Оксид является кислотным, потому что взаимодействует с основными веществами и соответствует кислоте. При этом его формула не содержит водорода.

Гидратация

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

С щёлочью

P₂O₅ + 6NaOH → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

Степень P

+5 до и после

Оксид фосфора(V) в школьной записи имеет формулу P₂O₅; для молекулярной формы используют P₄O₁₀. Он активно связывает воду.

02

Три ступени отдачи протонов

H₃PO₄ — трёхосновная слабая кислота. Последовательная отдача H⁺ даёт H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ и PO₄³⁻. Ступени неравноценны: дальнейшее отделение протона происходит труднее, поэтому состав частиц зависит от среды.

Три H в формуле задают возможное полное замещение, но не доказывают полную диссоциацию в воде. В кислотно-основных реакциях добавление щёлочи постепенно меняет преобладающие формы. Это удобно показывать как последовательность состава солей.

H₃PO₄

Три кислотных H

H₂PO₄⁻

Один протон отдан

HPO₄²⁻

Два протона отданы

PO₄³⁻

Три протона отданы

H₃PO₄ — трёхосновная слабая кислота. Последовательная отдача H⁺ даёт H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ и PO₄³⁻.

Белый, красный и фиолетовый фосфор

Слева направо показаны белый, красный и фиолетовый фосфор. Это формы одного элемента с разным строением; чёрный фосфор на фотографии не показан.

Materialscientist; BXXXD, Tomihahndorf, Peter Krimbacher / Gschnaller Jochen; исходные работы на странице файла · Wikimedia Commons · CC BY-SA 3.0. Без изменений.

Шкала универсального индикатора

Шкала универсального индикатора связывает цвет с диапазоном кислотности; у разных составов шкалы могут различаться.

A.Spielhoff · Wikimedia Commons · CC0. Без изменений.

03

Три вида солей одной кислоты

С натрием возможны NaH₂PO₄, Na₂HPO₄ и Na₃PO₄. Первые две соли кислые по составу, последняя средняя. Для их получения в общей схеме на один моль кислоты расходуется соответственно один, два или три моля NaOH.

Названия помогают сохранить различия: дигидрофосфат содержит два H в остатке, гидрофосфат — один, фосфат — ни одного. При составлении формул проверяют заряд остатка; нельзя просто убирать H без добавления катионов.

СольОстатокNaOH на 1 моль H₃PO₄
NaH₂PO₄H₂PO₄⁻1 моль
Na₂HPO₄HPO₄²⁻2 моль
Na₃PO₄PO₄³⁻3 моль

С натрием возможны NaH₂PO₄, Na₂HPO₄ и Na₃PO₄. Первые две соли кислые по составу, последняя средняя.

04

Растворимость определяет путь получения

Многие средние фосфаты металлов малорастворимы; фосфат кальция Ca₃(PO₄)₂ — характерный пример. В подходящей среде его осаждение можно записать 3Ca²⁺ + 2PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂↓. Общий заряд исходных ионов равен нулю.

В кислой среде состав фосфатных частиц меняется, поэтому возможность осаждения зависит от условий. Такая связь кислотности и растворимости важна для природных минералов и удобрений. Формула определяет состав, а среда — доступность конкретной формы.

Ионы

3Ca²⁺ и 2PO₄³⁻

Заряды

+6 и −6

Осадок

Ca₃(PO₄)₂

Проверка условий

Кислотность влияет на равновесие

Многие средние фосфаты металлов малорастворимы; фосфат кальция Ca₃(PO₄)₂ — характерный пример. В подходящей среде его осаждение можно записать 3Ca²⁺ + 2PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂↓.

Соберём главное

Шесть выводов

01Оксид фосфора(V) в школьной записи имеет формулу P₂O₅; для молекулярной формы используют P₄O₁₀. Он активно связывает воду.
02H₃PO₄ — трёхосновная слабая кислота. Последовательная отдача H⁺ даёт H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ и PO₄³⁻.
03С натрием возможны NaH₂PO₄, Na₂HPO₄ и Na₃PO₄. Первые две соли кислые по составу, последняя средняя.
04Многие средние фосфаты металлов малорастворимы; фосфат кальция Ca₃(PO₄)₂ — характерный пример. В подходящей среде его осаждение можно записать 3Ca²⁺ + 2PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂↓.
05Три H в формуле задают возможное полное замещение, но не доказывают полную диссоциацию в воде. В кислотно-основных реакциях добавление щёлочи постепенно меняет преобладающие формы.
06В кислой среде состав фосфатных частиц меняется, поэтому возможность осаждения зависит от условий. Такая связь кислотности и растворимости важна для природных минералов и удобрений.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Продукт P₂O₅ с достаточным количеством воды?
2. Класс P₂O₅?
3. Основность H₃PO₄?
4. Ион после отдачи первого H⁺?
5. Анион средней соли?
6. Формула дигидрофосфата натрия?
7. NaOH на 1 моль H₃PO₄ для Na₃PO₄?
8. Формула фосфата кальция?
9. Что влияет на осаждение фосфатов?
10. Три H в H₃PO₄ означают…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 32. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 32. Кислородсодержащие соединения фосфора.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…