نگاه کلی

فسفر یکی از فعال‌ترین عناصر نافلز است و در واکنش با هالیدها، انواع فلزات ، اکسیژن و برخی نافلزات دیگر ترکیبات متنوعی ایجاد می‌کند. ترکیبات فسفر کاربردهای فراوانی در صنعت دارند و از آنها برای تولید انواع کود شیمیایی ، مواد شوینده ، داروسازی و… استفاده می‌شود. فسفر معمولا با اعداد اکسایش 3+ و 5+ در واکنش‌ها شرکت کرده و ترکیبات متنوعی ایجاد می‌کند.

انواع ترکیبات فسفردار

فسفیدها

بسیاری از فلزات بطور مستقیم با فسفر سفید واکنش داده و فسفر تولید می‌کنند. فلزات گروه I فسفیدهایی با فرمول  تولید می‌کنند و فلزات گروه IIA مواد مرکبی به فرمول  ایجاد می‌کنند. تمام این مواد به آسانی هیدرولیز شده فسفین (  ) تولید می‌کنند. فسفیدهای عناصر گروه سوم بلورهای شبکه‌ای کوالانسی شبیه سیلسیم تولید می‌کنند، نظیر ALP و BP و… این ترکیبات مانند سیلیسیم نیمه رسانا هستند. بسیاری از فسفیدهای عناصر واسطه شناخته شده‌اند این مواد خاکستری ، سیاه و اجسام نیمه رسانای الکتریسیته بوده و در آب حل نمی‌شوند.

فسفین

 گازی بی‌رنگ و سمی است که از هیدرولیز یا از اثر فسفر سفید بر محلول‌های غلیظ قلیایی تهیه می‌شود. مولکول  هرمی بوده و شبیه  است اما برخلاف  در حالت مایع پیوند هیدروژنی ایجاد نمی‌کند. خاصیت بازی فسفین از آمونیاک خیلی کمتر است. ترکیبات فسفونیوم نظیر  که از  خشک و HI خشک (هر دو بصورت گاز) ساخته می‌شوند، ناپایدار بوده و در دماهای نسبتا کم یا در محلول‌های آبی تجزیه می‌شوند.

هالیدهای فسفر

مهمترین هالیدهای فسفر  و  هستند. تری هالیدهای فسفر از هالوژن‌دار شدن مستقیم فسفر با مقدار فسفر اضافه (برای جلوگیری از ایجاد ) تهیه می‌شود و ترکیب کوالانسی است. تمام پنتا هالیدهای فسفر بجز  شناخته شده‌اند. پنتا هالیدهای فسفر را می‌توان از واکنش مستقیم فسفر با هالوژن نسبتا زیاد تهیه کرد. همچنین از واکنش هالوژن و تری‌هالیدهای فسفر هم می‌توان پنتا هالید فسفر ایجاد کرد.

پنتا هالیدها در حالت گازی و مایع مولکول‌هایی بصورت دو هرمی سه گوشه‌ای هستند. پنتا هالیدهای فسفر طی دو مرحله هیدرولیز می‌شوند. در مرحله اول ایجاد (TEX()} {POX_3} {TEX} (X= Cl , Br, F} می‌کنند که به فسفریل هالید معروف است و در مرحله دوم فسفریل هالید هیدرولیز شده و اسید فسفریک ایجاد می‌کند. علاوه بر این هالیدهایی از فسفر با فرمول  نیز شناخته شده‌اند و هالیدهای مخلوطی مثل  و… هم تهیه شده‌اند.

اکسیدهای فسفر

وقتی فسفر سفید در مجاورت مقدار محدودی از هوا بسوزد محصول عمده آن اکسید فسفر ( III )  است. این جسم ماده‌ای بی‌رنگ می‌باشد که در 23.8Cْ ذوب می‌شود. احتراق فسفر در اکسیژن فراوان  ایجاد می‌کند که گردی سفید رنگ است. این اکسید میل شدیدی به آب دارد و یک عامل خشک کننده بسیار موثر است. بسیاری از اسیدهای فسفریک از افزایش آب به  ایجاد می‌شوند.

اسیدهای فسفر

مهمترین اسید فسفر در حالت اکسایش 5+ ارتو فسفریک اسید است که به سادگی اسید فسفریک نامیده می‌شود. در صنعت اسید فسفریک را از سنگ فسفات‌دار در مجاورت اسید سولفوریک تهیه و یا از واکنش  ( اسید فسفر (V) ) با آب ایجاد می‌کنند. این ترکیب جامد بی‌رنگی است که بصورت محلول 85 درصد به فروش می‌رسد. اسید فسفریک ، اسیدی ضعیف و سه پروتونه است و در اثر خنثی شدن سه نوع نمک از آن مشتق می‌شود.

اسیدهای پلی فسفریک

این اسیدهای فسفریک متراکم بیش از یک P در ساختمان خود دارند و با فرمول عمومی (  ) شناخته می‌شوند. اسید دی فسفریک و اسید تری فسفریک جز این اسیدها هستند که دارای ساختمان‌های زنجیری از چهار وجهی‌های  هستند.

اسیدهای متا فسفریک

این اسیدها هم اسیدهای فسفریک متراکم و به فرمول  هستند. بعضی از متا فسفریک اسیدها حلقوی‌اند. فسفریک اسیدهای متراکم را می‌توان از آبگیری اسید فسفریک ایجاد کرد.

اسید فسفرو

 را از افزودن آب سرد به  تهیه می‌کنند. اسید فسفرو یک اسید ضعیف دو پروتونی است با اینکه سه اتم هیدروژن دارد ولی یکی از هیدروژن‌ها مستقیما به فسفر وصل شده است و تفکیک نمی‌شود.  نمک‌های سدیم  و  شناخته شده اند. تهیه  امکان پذیر نیست.

اسید هیپو فسفرو

 از جوشاندن فسفر سفید با محلول‌های قلیایی تهیه می‌شود و خود اسید را که ماده بلورین بی‌رنگی است، می‌توان از اثر محلول هیپوفسفیت باریم و اسید سولفوریک بدست آورد.

فسفات‌ها و پلی فسفات‌ها

فسفات‌ها و پلی فسفات‌ها به ترتیب نمک‌های اسید فسفریک و اسیدهای پلی فسفریک هستند و در تهیه کودهای شیمیایی ، در ترکیب شوینده‌ها بعنوان نرم کننده آب و در داروسازی استفاده می‌شوند. نمک‌های فسفات در آب بسیار نامحلول هستند. برای تولید کودهای شیمیایی ابتدا فسفات‌ها را در اثر به نمک در هیدروژن فسفات تبدیل می‌کنند. مخلوط  و  به نام کود شیمیایی سوپر فسفات شناخته شده است.

سولفیدهای فسفر

فسفر در واکنش مستقیم با گوگرد سولفیدهای متنوعی ایجاد می‌کند. مهم‌ترین آنها عبارتند از  و  و  و . تمام این چهار سولفید جامد بلوری زرد رنگ هستند.  در ساختن کبریت استفاده می‌شود.

فهرست مطالب:

منابع اولیه برای تولید ترکیبات فسفردار

فسفریک اسید

کاربردهای فسفریک اسید

تولید فسفریک‌ عوامل اسید به روش تر

عوامل موثر در نوع فرآیند انتخابی

ویژگی‌ های کارخانه‌ هایی که از فرآیند دوآبه استفاده می‌کنند

انواع روشهای نیمه آبدار

تغلیظ و خالص‌ سازی اسید

تولید فسفریک‌ اسید کوره‌ای

نمک‌ های فسفریک‌ اسید

تولید مونوفسفاتهای سدیم

تولید دی‌ فسفاتهای سدیم

تولید پلی‌ فسفاتهای سدیم

تولید آمونیم‌ فسفاتها

تولید فسفاتهای پتاسیم

تولید فسفاتهای کلسیم

کاربردهای فسفر

تولید فسفر سفید

نقش سیلیس در تولید فسفر سفید

فسفر قرمز

فسفرپنتااکسید

فسفر پنتاسولفید

فسفر تری‌کلرید

فسفر پنتا‌کلرید

فسفر اکسی کلرید

و…