जटिल अकार्बनिक यौगिकों के तीन वर्ग हैं: ऑक्साइड, हाइड्रोक्साइड (जिसमें एसिड और बेस शामिल हैं), और लवण। कई धातु और अधातु ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड बना सकते हैं और अम्लीय अवशेषों का हिस्सा भी हो सकते हैं। तो, फास्फोरस एसिड अवशेष PO4 में शामिल है। फास्फोरस ऑक्साइड की कई किस्में हैं। तदनुसार, इसके विभिन्न हाइड्रॉक्साइड होते हैं, जो इन आक्साइडों से बनते हैं। उच्चतम फास्फोरस हाइड्रॉक्साइड फॉस्फोरिक एसिड है। इस लेख में हम इस तत्व और इसके यौगिकों के भौतिक और रासायनिक गुणों पर विचार करेंगे, साथ ही प्रकृति में इसकी व्यापकता और अन्य रोचक तथ्यों के बारे में बात करेंगे।
फास्फोरस के भौतिक गुण
यह विभिन्न रूपों में मौजूद हो सकता है। फास्फोरस एक ऐसा पदार्थ है जिसमें एक रासायनिक तत्व होता है। इसके परमाणु अणुओं में संयोजित नहीं होते हैं। फास्फोरस का सूत्र P है। हालांकि, क्रिस्टल जाली की संरचना के आधार पर, यह तत्व तीन पदार्थों के रूप में मौजूद हो सकता है।
सबसे आम सफेद फास्फोरस है - इसमें मोमी संरचना और उच्च विषाक्तता होती है। इस पदार्थ का गलनांक चौवालीस डिग्री सेल्सियस है, और क्वथनांक दो सौ अस्सी डिग्री है। दिए गए घर्षण के साथसामग्री, यह बहुत जल्दी प्रज्वलित होती है, इसलिए वे इसे जलीय वातावरण में रखकर ही काटते हैं। यदि आप इसे ढाई सौ डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लंबे समय तक गर्म करते हैं, तो यह लाल फास्फोरस में बदल जाता है। यह पदार्थ भूरे-लाल पाउडर के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। सफेद के विपरीत लाल फास्फोरस जहरीला नहीं होता है।
इस तत्व के अस्तित्व के सबसे स्थिर रूप को ब्लैक फॉस्फोरस कहा जा सकता है, जो कुछ बाहरी विशेषताओं से धातु के समान होता है: इसमें एक अजीबोगरीब चमक होती है, इसमें उच्च कठोरता, विद्युत और तापीय चालकता होती है।
रसायन की दृष्टि से
फॉस्फोरस एक रासायनिक तत्व है जो आवर्त सारणी में पांचवें समूह और तीसरे आवर्त में है। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इसकी संयोजकता पाँच है। इसके अलावा, आवर्त सारणी से यह देखा जा सकता है कि फास्फोरस तत्व का परमाणु द्रव्यमान इकतीस ग्राम प्रति तिल है। इसका मतलब है कि किसी पदार्थ के 1 मोल का वजन 31 एक ग्राम होगा। फास्फोरस के रासायनिक गुणों को ध्यान में रखते हुए, हम सरल और जटिल यौगिकों के साथ इसकी प्रतिक्रियाओं के बारे में बात करेंगे।
सरल पदार्थों के साथ बातचीत
पहली बात जिस पर आपको ध्यान देने की जरूरत है वह है फास्फोरस का ऑक्सीकरण। यह ऑक्सीजन के साथ उसकी प्रतिक्रिया है। नतीजतन, दो अलग-अलग पदार्थ बन सकते हैं - सब कुछ इन घटकों के अनुपात पर निर्भर करेगा।
पहला विकल्प - फॉस्फोरस के चार मोल और ऑक्सीजन के तीन मोल फॉस्फोरस ट्राइऑक्साइड के दो मोल बनाते हैं। इस तरह की रासायनिक बातचीत को निम्नलिखित का उपयोग करके लिखा जा सकता हैसमीकरण: 4P + 3O2=2P2O3।
दूसरा विकल्प फॉस्फोरस के चार मोल और ऑक्सीजन के पांच मोल, फॉस्फोरस पेंटोक्साइड के दो मोल का बनना है। इस प्रतिक्रिया को निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है:
दोनों रासायनिक अभिक्रियाओं में प्रकाश का महत्वपूर्ण विमोचन होता है। इसके अलावा, फास्फोरस धातुओं, हैलोजन (फ्लोरीन, आयोडीन, ब्रोमीन, क्लोरीन), सल्फर जैसे सरल पदार्थों के साथ बातचीत कर सकता है। यह रासायनिक तत्व अपचायक और ऑक्सीकरण दोनों गुणों को प्रदर्शित करने में सक्षम है। हैलोजन के साथ बातचीत का एक उदाहरण क्लोरीनीकरण है। यह दो चरणों में होता है। पहला प्रश्न में गैर-धातु के दो मोल और क्लोरीन के तीन मोल से फॉस्फोरस ट्राइक्लोरेट के दो मोल का निर्माण है। इस बातचीत को निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है: 2P +3Cl2=2PCl3।
इस प्रक्रिया का दूसरा चरण पहले से प्राप्त फॉस्फोरस ट्राइक्लोरेट में क्लोरीन परमाणुओं को जोड़ना है। इस प्रकार, जब क्लोरीन की समान मात्रा को बाद वाले के एक मोल में मिलाया जाता है, तो फॉस्फोरस पेंटाक्लोरेट का एक मोल बनता है। हम इस प्रतिक्रिया के लिए समीकरण इस प्रकार लिखते हैं: PCl3 + Cl2=PCl5।
फास्फोरस की धातुओं के साथ परस्पर क्रिया की नियमितता इस उदाहरण में देखी जा सकती है। यदि हम तीन मोल पोटैशियम और एक मोल फॉस्फोरस लेते हैं, तो हमें एक मोल पोटैशियम फॉस्फाइड प्राप्त होता है। इस तरह की प्रक्रिया को निम्नलिखित प्रतिक्रिया समीकरण का उपयोग करके लिखा जा सकता है: 3K + P=K3R.
साथ बातचीतजटिल पदार्थ
जटिल रासायनिक यौगिक जिनके साथ फास्फोरस प्रतिक्रिया कर सकता है उनमें अम्ल और लवण शामिल हैं। आइए हम रसायनों के इन समूहों के साथ विचाराधीन तत्व के संपर्क की विशेषताओं का वर्णन करें।
फॉस्फोरस और एसिड
अन्य सभी के बीच, फास्फोरस और नाइट्रिक एसिड की परस्पर क्रिया बाहर खड़ी है। इस तरह की प्रतिक्रिया को अंजाम देने के लिए, निम्नलिखित घटकों को लेना आवश्यक है: तीन मोल की मात्रा में फास्फोरस, नाइट्रेट एसिड के पांच मोल, साथ ही पानी - दो मोल। इस तरह की रासायनिक बातचीत के परिणामस्वरूप, हम निम्नलिखित उत्पाद प्राप्त करते हैं: फॉस्फोरिक एसिड और नाइट्रोजन ऑक्साइड। इस प्रतिक्रिया के लिए समीकरण इस प्रकार लिखा गया है: 4 + 5NO.
फॉस्फोरस और लवण
कप्रम सल्फेट के साथ गैर-धातु की प्रतिक्रिया के उदाहरण पर इस तरह की रासायनिक बातचीत पर विचार किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को करने के लिए दो मोल फॉस्फोरस, पांच मोल कॉपर सल्फेट, आठ मोल पानी लेना आवश्यक है। इन पदार्थों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, हमें निम्नलिखित रासायनिक यौगिक प्राप्त होते हैं: सल्फेट एसिड पाँच मोल की मात्रा में, शुद्ध तांबा - समान मात्रा में, और फॉस्फोरिक एसिड - दो मोल। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
यह अधातु प्राप्त करना
उद्योग में, विचाराधीन पदार्थ कैल्शियम फॉस्फेट जैसे रासायनिक यौगिक से निकाला जाता है। इसके लिएनिम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया की जाती है: निर्दिष्ट नमक को 1: 3: 5 के दाढ़ अनुपात में रेत (सिलिकॉन ऑक्साइड) और कार्बन के साथ मिलाया जाता है, परिणामस्वरूप, कैल्शियम सिलिकेट, फास्फोरस और चाड गैस 3 के दाढ़ अनुपात में प्राप्त होते हैं।:2:5.
फॉस्फोरस यौगिक और उनके गुण
माना गया अधातु के यौगिकों में सबसे आम फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड है। यह जिस ऑक्साइड से बनता है, उसके आधार पर यह कई प्रकार का हो सकता है। फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड इसके ऑक्साइड और पानी के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जा सकता है। इन प्रतिक्रियाओं के कारण, विभिन्न प्रकार के पदार्थ बनते हैं। इस प्रकार, हाइड्रॉक्साइड (3) ट्राइऑक्साइड से प्राप्त किया जा सकता है, और फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड (5) पेंटोक्साइड से प्राप्त किया जा सकता है। इन पदार्थों में अम्लीय गुण होते हैं और बदले में, धातुओं, लवणों, क्षारों आदि के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं।
उच्चतम फास्फोरस हाइड्रॉक्साइड फॉस्फोरिक अम्ल है। यह ऑक्सीजन युक्त और जनजातीय है। इसका सूत्र है एच3पीओ4।
मूल रासायनिक गुण
फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड, जिसका सूत्र ऊपर दिया गया है, सरल और जटिल दोनों पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। आइए इन प्रक्रियाओं पर करीब से नज़र डालें।
फास्फोरिक एसिड की धातुओं के साथ अभिक्रिया
इस वर्ग के अन्य रासायनिक यौगिकों की तरह, फास्फोरस हाइड्रॉक्साइड धातुओं के साथ बातचीत करने में सक्षम है। इस प्रक्रिया के दौरान, एक विस्थापन प्रतिक्रिया होती है जिसमें धातु के परमाणु हाइड्रोजन परमाणुओं को विस्थापित करते हैं, जिससे नमक और हाइड्रोजन बनते हैं, जो एक अप्रिय गंध के साथ गैस के रूप में हवा में छोड़े जाते हैं। इस प्रतिक्रिया के लिएमहसूस किया जा सकता है, धातु गतिविधि की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में हाइड्रोजन के बाईं ओर स्थित होना चाहिए। अर्थात्, तांबा, चांदी और उनके जैसे अन्य पदार्थ फॉस्फोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम नहीं हैं, क्योंकि उनकी कम रासायनिक गतिविधि के कारण वे अपने यौगिकों से हाइड्रोजन परमाणुओं को विस्थापित करने में सक्षम नहीं होंगे।
एल्यूमीनियम का उदाहरण लें। जब इस तत्व के दो मोल फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड के दो मोल में मिलाया जाता है, तो हमें क्रमशः 2 और 3 मोल की मात्रा में एल्यूमीनियम फॉस्फेट और हाइड्रोजन मिलता है। इस प्रतिक्रिया के लिए समीकरण इस प्रकार लिखा गया है: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3एच 2.
आधारों के साथ बातचीत
फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड, कई अन्य एसिड की तरह, क्षार के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर सकता है। ऐसी प्रक्रियाओं को विनिमय प्रतिक्रिया कहा जाता है। नतीजतन, एक नया हाइड्रॉक्साइड बनता है, साथ ही एक नया एसिड भी। ऐसी प्रतिक्रियाएं केवल तभी हो सकती हैं जब परिणामी उत्पादों में से एक पानी में अघुलनशील हो, यानी यह गैस के रूप में अवक्षेपित हो, वाष्पित हो, या पानी या बहुत कमजोर इलेक्ट्रोलाइट हो।
फॉस्फोरिक एसिड और लवण
ऐसी स्थिति में विनिमय अभिक्रिया भी होती है। नतीजतन, आप एक नया एसिड और नमक प्राप्त कर सकते हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया होने के लिए, ऊपर वर्णित नियम का भी पालन किया जाना चाहिए।
उद्योग में फास्फोरस और इसके यौगिकों का उपयोग
सबसे पहले इस रासायनिक तत्व के यौगिकों का उपयोग किया जाता हैमाचिस की डिब्बियों की साइड की सतह पर लगाया जाने वाला मिश्रण बनाना। माचिस की तीली को भी फॉस्फोरस युक्त मिश्रण से उपचारित किया जाता है।
अधातु के पेंटोक्साइड का व्यापक रूप से गैस ड्रायर के रूप में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग रासायनिक उद्योग में फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है, जिसके सूत्र और गुणों पर ऊपर चर्चा की गई थी। इसके अलावा, इसका उपयोग कांच के निर्माण में किया जाता है।
फास्फोरस हाइड्रॉक्साइड का उपयोग कई उद्योगों में भी किया जाता है। सबसे पहले, इसका उपयोग उर्वरकों के निर्माण में किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि फास्फोरस पौधों के लिए बस महत्वपूर्ण है। इसलिए, कई अलग-अलग उर्वरक हैं जो प्रश्न में गैर-धातु के यौगिक के आधार पर बनाए जाते हैं। इन उद्देश्यों के लिए, कैल्शियम फॉस्फेट जैसे पदार्थों का उपयोग किया जाता है। नमक का उपयोग जमीन के रूप में उर्वरक के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, इसके लिए साधारण और डबल सुपरफॉस्फेट का उपयोग किया जाता है। अम्मोफोस और नाइट्रोअम्मोफोस उर्वरक के रूप में भी काम कर सकते हैं। उपरोक्त सभी के अलावा, समाधान में चांदी के यौगिकों की उपस्थिति निर्धारित करने के लिए लवण या फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड का उपयोग अभिकर्मक के रूप में किया जाता है। तो, एक पदार्थ जोड़ा जाता है, जिसमें समाधान में एसिड अवशेष PO4 शामिल होता है। यदि उत्तरार्द्ध में लवण या सिल्वर हाइड्रॉक्साइड होता है, तो एक समृद्ध पीला अवक्षेप बनेगा। यह अर्जेंटम फॉस्फेट है, जिसका निम्नलिखित रासायनिक सूत्र है: AgNO3।
फास्फोरस परमाणु की संरचना
जैसा कि आप जानते हैं, सभी परमाणुओं में एक नाभिक होता है और इलेक्ट्रॉन घूमते हैंउसके आसपास। नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश होता है, प्रोटॉन का धनात्मक आवेश होता है और न्यूट्रॉन का शून्य आवेश होता है। आवर्त सारणी में फास्फोरस की क्रम संख्या पंद्रह है। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इसके नाभिक में पंद्रह प्रोटॉन हैं। यदि परमाणु तटस्थ है और आयन नहीं है, तो उतने ही इलेक्ट्रॉन हैं जितने प्रोटॉन हैं। यानी फास्फोरस के मामले में, उनमें से पंद्रह हैं।
यदि इलेक्ट्रॉनों में से एक अपनी कक्षा छोड़ देता है, तो परमाणु एक धनावेशित आयन, यानी एक धनायन में बदल जाएगा। यदि एक इलेक्ट्रॉन जुड़ता है, तो एक ऋणावेशित आयन बनता है - एक आयन।
रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में आप देख सकते हैं कि फास्फोरस तीसरे आवर्त का है। इससे यह स्पष्ट होता है कि नाभिक के चारों ओर तीन कक्षाएँ होती हैं, जिन पर इलेक्ट्रॉनों का समान वितरण होता है। पहले में दो हैं, दूसरे में आठ हैं, और तीसरे में पाँच हैं।
प्रकृति में व्यापकता
पृथ्वी की पपड़ी में फास्फोरस का द्रव्यमान अंश 0.08% है। यह प्रकृति में बहुत सामान्य रासायनिक तत्व नहीं है। हालांकि, खनिजों का एक पूरा समूह है जिसमें फास्फोरस शामिल है। ये एपेटाइट हैं, साथ ही फॉस्फोराइट्स भी हैं। पहले समूह का सबसे आम फ्लोरापेटाइट है। इसका रासायनिक सूत्र इस प्रकार है: 3Ca3(PO4)2•CaF2। यह पारदर्शी, हरे और फ़िरोज़ा रंगों में आता है। फॉस्फोराइट्स में, कैल्शियम फॉस्फेट सबसे आम है, जिसमें निम्नलिखित रासायनिक सूत्र हैं: Ca3(PO4)2। इसके अलावा, फास्फोरस यौगिकविभिन्न जीवों के ऊतकों में पाए जाते हैं।
प्रकृति और शरीर में फास्फोरस और उसके यौगिकों की भूमिका
यह रासायनिक तत्व लगभग सभी अंगों और उनकी प्रणालियों के सामान्य कामकाज के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। सबसे पहले तो इसके बिना किडनी का सुचारू रूप से काम करना असंभव है। यह तत्व शरीर की चयापचय प्रक्रियाओं में भाग लेता है। यह तेजी से ऊतक पुनर्जनन को भी बढ़ावा देता है। इसके बिना, कुछ विटामिन केवल शरीर को लाभ पहुंचाने के लिए सक्रिय नहीं किए जा सकते हैं - यही कारण है कि फॉस्फोरस को अक्सर अतिरिक्त घटक के रूप में लगभग सभी विटामिन तैयारियों में जोड़ा जाता है। इसके अलावा, यह उन रासायनिक तत्वों में से एक है जो हृदय के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करते हैं। वह, उपरोक्त सभी के अलावा, कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में शामिल है, इसलिए इस सूक्ष्म तत्व के बिना पृथ्वी पर जीवन असंभव है।
जल-नमक संतुलन का नियमन एक अन्य कार्य है जो इस लेख में माना गया अधातु के यौगिक शरीर में करते हैं। इसके अलावा, यह हड्डी और मांसपेशियों के ऊतकों के मुख्य घटकों में से एक है। इसका एक बड़ा प्रतिशत दांतों में भी पाया जाता है। अन्य बातों के अलावा, यह भी ध्यान देने योग्य है कि फास्फोरस तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करने में शामिल है। प्रश्न में ट्रेस तत्व के शरीर में कमी के लक्षण इस प्रकार हैं: थकान में वृद्धि, कम दक्षता, तंत्रिका तंत्र के कामकाज में गड़बड़ी (न्यूरोसिस, हिस्टीरिया, आदि), बहुत बार सर्दी, हृदय की मांसपेशियों की थकावट, हड्डियों और मांसपेशियों में दर्द, बहुत कम भूख लगना। शरीर में फास्फोरस की कमी जैसी घटना से बचने के लिए आपको यह जानने की जरूरत हैइसमें कौन से खाद्य पदार्थ होते हैं।
सबसे पहले, मछली को रासायनिक तत्व से भरपूर खाद्य पदार्थों में से एक माना जाना चाहिए। स्टर्जन, मैकेरल, हॉर्स मैकेरल, टूना, सार्डिन, कैपेलिन, पोलक, स्मेल्ट जैसी प्रजातियों में फॉस्फोरस की विशेष रूप से उच्च सांद्रता देखी जाती है। इसके अलावा, इस लेख में चर्चा किए गए ट्रेस तत्व केकड़े के मांस, झींगा, साथ ही साथ डेयरी उत्पादों जैसे पनीर, प्रसंस्कृत पनीर और पनीर में पाए जाते हैं।
निष्कर्ष
फॉस्फोरस, हालांकि ग्रह पर एक बहुत ही सामान्य रासायनिक तत्व नहीं है, औद्योगिक और जैविक दोनों दृष्टिकोण से बहुत महत्वपूर्ण है। वह और उसके यौगिक, विशेष रूप से, फॉस्फोरस हाइड्रॉक्साइड, विभिन्न प्रकार के उत्पादों के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं। लेख में फास्फोरस हाइड्रॉक्साइड (फॉस्फोरिक एसिड) के गुणों और धातुओं, क्षारों और लवणों के साथ इसकी बातचीत की विशेषताओं का भी वर्णन किया गया है।
