Fosfor pentoksida (P4O10): Sifat, struktur, kegunaan, bahaya

Fosfor pentoksida adalah padatan anorganik yang dibentuk oleh fosfor (P) dan oksigen (O). Rumus empirisnya adalah P2O5, sedangkan rumus molekulnya yang benar adalah P4O10. Fosfor pentoksida adalah padatan putih yang sangat higroskopis, yaitu, ia dapat menyerap air dari udara dengan sangat mudah, langsung bereaksi dengannya. Reaksi bisa berbahaya karena menyebabkan kenaikan suhu yang cepat.

Kecenderungannya yang tinggi untuk menyerap air telah membuatnya digunakan sebagai agen pengeringan di laboratorium kimia, serta agen dehidrasi untuk beberapa senyawa, yaitu, untuk menghilangkan air dari molekulnya.

Fosfor pentoksida juga digunakan untuk mempercepat reaksi ikatan molekul berbagai hidrokarbon, menjadi reaksi yang disebut kondensasi. Selain itu, memungkinkan mengubah asam organik tertentu menjadi ester.

Fosfor pentoksida telah digunakan, misalnya, untuk memurnikan bensin, untuk menyiapkan asam fosfat H3PO4, untuk memperoleh senyawa yang berfungsi untuk memperlambat api, untuk membuat gelas untuk aplikasi vakum, di antara banyak kegunaan lain.

Fosfor pentoksida harus disimpan dalam wadah yang tertutup rapat untuk mencegahnya bersentuhan dengan kelembaban di udara. Ini korosif dan dapat merusak mata, kulit dan mukosa.

Struktur Fosfor pentoksida

Fosfor pentoksida terdiri dari fosfor (P) dan oksigen (O), di mana fosfor memiliki valensi +5 dan oksigen -2. Molekul fosfor oksida memiliki empat atom fosfor dan sepuluh atom oksigen dan itulah sebabnya rumus molekulnya yang benar adalah P4O10.

Struktur molekul Fosfor pentoksida, P4O10.

Fosfor pentoksida ada dalam tiga bentuk kristal, sebagai bubuk amorf dan dalam bentuk kaca (seperti kaca). Dalam bentuk kristal heksagonal, masing-masing atom fosfor ditemukan pada simpul tetrahedron.

Tata nama

  • Fosfor oksida (v)
  • Fosfor pentoksida
  • Difosfor pentoksida
  • Pentoksida fosfat
  • Fosfat anhidrida
  • Tetrafosfor dekaoksida

Sifat Fosfor pentoksida

  • Keadaan fisik: Kristal putih solid. Bentuk yang paling umum adalah kristal heksagonal.
  • Berat molekul: 283,89 g / mol.
  • Titik lebur: 562 ºC.
  • Suhu sublimasi: 360 ºC pada 1 tekanan atmosfer. Ini berarti bahwa pada suhu ini ia beralih dari padatan ke gas tanpa melalui keadaan cair.
  • Massa jenis: 2,30 g / cm3.
  • Kelarutan: Sangat larut dalam air. Larut dalam asam sulfat. Tidak larut dalam aseton dan amonia.

Sifat kimia

Fosfor pentoksida menyerap dan bereaksi dengan air dari udara dengan sangat cepat, membentuk asam fosfat H3PO4. Reaksi ini eksotermis, yang berarti bahwa panas dihasilkan selama itu.

Reaksi fosfor oksida (v) dengan air membentuk asam fosfat H3PO4.

Reaksi P4O10 dengan air mengarah pada pembentukan campuran asam fosfat yang komposisinya tergantung pada jumlah air dan kondisinya.

Reaksi dengan alkohol mengarah pada pembentukan ester asam fosfat atau asam polimer tergantung pada kondisi percobaan.

P4O10 + 6 ROH → 2 (RO)2PO.OH + 2 RO.PO(OH)2

Dengan oksida dasar membentuk fosfat padat.

Itu korosif. Ini dapat bereaksi berbahaya dengan asam format dan dengan basa anorganik seperti natrium hidroksida (NaOH), kalsium oksida (CaO) atau natrium karbonat Na2CO3.

Menuangkan larutan asam perklorat HClO4 dan kloroform CHCl3 menjadi fosfor oksida (v) P4O10 menyebabkan ledakan hebat.

Sifat lainnya

Itu tidak mudah terbakar. Itu tidak mempromosikan pembakaran. Namun, reaksinya dengan air sangat keras dan eksotermik sehingga mungkin ada risiko kebakaran.

Pembuatan

Ini dapat dibuat dengan oksidasi langsung fosfor dalam aliran udara kering. Fosfor ketika bersentuhan dengan oksigen berlebih teroksidasi untuk membentuk fosfor oksida (v).

P4 + 5 O2 → P4O10

Kelimpahan

Fosfor pentoksida ditemukan dalam mineral seperti ilmenit, rutil, dan zirkon.

Ilmenite adalah mineral yang mengandung besi dan titanium dan kadang-kadang memiliki fosfor (v) oksida dalam konsentrasi yang bervariasi antara 0,04 dan 0,33% berat. Rutile adalah mineral titanium oksida dan dapat mengandung sekitar 0,02% berat P2O5.

Pasir zirkon (mineral dari elemen zirkonium) memiliki fosfor oksida (v) pada 0,05-0,39% berat.

Kegunaan Fosfor pentoksida

Sebagai agen dehidrasi dan pengeringan

Karena sifatnya yang sangat tajam untuk air, itu adalah salah satu agen dehidrasi yang paling dikenal dan sangat efektif pada suhu di bawah 100 ° C.

Itu dapat mengekstraksi air dari zat yang dianggap agen dehidrasi dalam diri mereka sendiri. Misalnya, Anda dapat menghilangkan air dari asam sulfat H2SO4 dengan mengubahnya menjadi SO3 dan dari asam nitrat HNO3 dengan mengubahnya menjadi N2O5.

Dehidrasi asam sulfat oleh fosfor oksida (v). Penulis: Marilú Stea.

Pada dasarnya ia dapat mengeringkan semua cairan dan gas yang tidak bereaksi, sehingga memungkinkan menghilangkan jejak kelembaban dari sistem vakum.

Dalam reaksi kimia organik

Fosfor pentoksida berfungsi untuk menutup cincin senyawa organik dan reaksi kondensasi lainnya.

Ini memungkinkan esterifikasi asam organik dengan kemungkinan membedakan antara asam karboksilat alifatik primer (rantai karbon tanpa cincin dengan gugus -COOH di satu ujung) dan asam aromatik (gugus -COOH yang melekat pada cincin benzena), karena yang terakhir tidak bereaksi.

Ia juga berfungsi untuk menghilangkan molekul H2O dari amida R (C = O) NH2 dan mengubahnya menjadi nitril R-CN. Selain itu, ini mengkatalisasi atau mempercepat reaksi oksigenasi, dehidrogenasi dan polimerisasi bitumen.

Dalam pemurnian bahan bakar

Sejak 1930-an, studi tertentu menunjukkan bahwa fosfor oksida (v) mengerahkan aksi pemurnian pada bensin, meningkatkan angka oktan.

Tindakan pemurnian P4O10 terutama disebabkan oleh reaksi kondensasi (pengikatan molekul berbeda) dan bukan polimerisasi (pengikatan molekul yang sama).

P4O10 mempercepat alkilasi langsung hidrokarbon aromatik dengan olefin, konversi olefin menjadi naftena, dan polimerisasi parsialnya. Reaksi alkilasi meningkatkan jumlah oktan bensin.

Dengan cara ini diperoleh bensin olahan berkualitas tinggi.

Manfaat lain

Fosfor pentoksida berfungsi untuk:

  • Siapkan asam fosfat H3PO4
  • Dapatkan ester akrilat dan surfaktan
  • Siapkan ester fosfat yang digunakan sebagai penghambat nyala, pelarut dan pelarut
  • Konversi fosfor triklorida menjadi fosfor oksiklorida
  • Reagen laboratorium
  • Memproduksi kacamata khusus untuk tabung vakum
  • Tingkatkan titik leleh aspal
  • Berfungsi sebagai molekul standar dalam penentuan fosfor atau fosfat dalam batuan fosfat, pupuk dan semen Portland, dalam bentuk P2O5
  • Tingkatkan ikatan antara polimer tertentu dan lapisan gading yang dimiliki gigi

Bahaya

Fosfor pentoksida harus disimpan dalam wadah tertutup dan di tempat yang sejuk, kering, dan berventilasi baik.

Ini berfungsi untuk mencegahnya bersentuhan dengan air, karena dapat bereaksi keras dengannya, menghasilkan banyak panas, hingga membakar bahan-bahan yang mudah terbakar di sekitarnya.

Bubuk fosfor oksida (v) mengiritasi mata dan saluran pernapasan dan merusak kulit. Ini dapat menyebabkan luka bakar pada mata. Tertelan menyebabkan luka bakar internal yang fatal.

Related Posts