✨Phosphor pentoxide

Phosphor pentoxide hoặc Diphosphor pentoxide là một hợp chất hóa học với công thức phân tử P₄O₁₀ (với tên gọi thông thường của nó bắt nguồn từ công thức thực nghiệm của nó, P₂O₅). Tinh thể màu trắng này rắn là anhydride của acid phosphoric. Nó là một chất hút ẩm mạnh và chất khử nước.

Diphosphor pentoxide kết tinh ở ít nhất 4 dạng (hoặc 4 đa hình). Dạng quen thuộc nhất, một trạng thái giả bền, được thể hiện trong hình, bao gồm các phân tử P₄O₁₀. Lực van der Waals yếu giữ các phân tử với nhau trong một mạng tinh thể hình lục giác (Tuy nhiên, bất chấp sự đối xứng cao của các phân tử, sự bao gói tinh thể không phải là một bao gói chặt). Cấu trúc của lồng P₄O₁₀ là gợi nhớ của adamantan với nhóm điểm đối xứng T_d. Nó có liên quan chặt chẽ đến anhydride tương ứng của acid phosphorơ, P₄O₆. Anhydride thứ hai này thiếu nhóm oxo tận cùng. Mật độ của nó là 2,30 g/cm³. Nó sôi ở 423 °C dưới áp suất khí quyển; nếu đun nóng nhanh hơn nó có thể thăng hoa. Dạng này có thể được tạo ra bằng cách ngưng tụ nhanh hơi phosphor pentoxide, kết quả là một chất rắn cực kỳ hút ẩm.

Tính chất hóa học

Tác dụng với base (tùy theo tỷ lệ mol) tạo ra muối acid hay muối trung hòa

:P₂O₅ + 2NaOH + H₂O → 2NaH₂PO₄ :P₂O₅ + 4NaOH → 2Na₂HPO₄ + H₂O :P₂O₅ + 6NaOH → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

Tác dụng với nước :P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Ứng dụng

Phosphor pentoxide là một chất khử nước mạnh, như chỉ ra bởi bản chất tỏa nhiệt trong sự thủy phân nó: :P₄O₁₀ + 6 H₂O → 4 H₃PO₄   (–177 kJ)

Tuy nhiên, việc sử dụng nó để làm khô bị hạn chế do nó có xu hướng tạo ra một lớp che phủ bảo vệ dạng nhớt ngăn cản sự khử nước tiếp theo của vật liệu còn lại. Dạng hạt của P₄O₁₀ được dùng trong các thiết bị hút ẩm.

Phù hợp với khả năng hút ẩm mạnh của nó, P₄O₁₀ được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ để khử nước. Ứng dụng quan trọng nhất của nó là chuyển hóa các amit bậc nhất thành các nitril: :P₄O₁₀ + RC(O)NH₂ → P₄O₉(OH)₂ + RCN Phụ phẩm chỉ ra trong phương trình P₄O₉(OH)₂ là công thức lý tưởng hóa của các sản phẩm không xác định tạo ra từ hydrat hóa P₄O₁₀.

Bên cạnh đó, khi kết hợp cùng acid cacboxylic, phản ứng tạo ra anhydride hữu cơ tương ứng: :P₄O₁₀ + RCO₂H → P₄O₉(OH)₂ + [RC(O)]₂O

"Thuốc thử Onodera" là dung dịch của P₄O₁₀ trong DMSO, được sử dụng để oxy hóa các loại alcohol. Phản ứng này là tương tự như phản ứng Swern.

Khả năng hút ẩm của P₄O₁₀ là dủ mạnh để chuyển nhiều acid vôcơ thành các anhydride của chúng, chẳng hạn: HNO₃ bị chuyển hóa thành N₂O₅; H₂SO₄ thành SO₃; HClO₄ thành Cl₂O₇; HCF₃SO₃ thành (CF₃)₂S₂O₅.

Nguy hiểm

Phosphor pentoxide không bắt lửa nhưng phản ứng mãnh liệt với nước và các chất có chứa nước như gỗ hay bông, giải phóng nhiều nhiệt và có thể gây cháy. Nó là chất ăn mòn nhiều kim loại và rất kích thích – có thể gây bỏng nghiêm trọng đối với mắt, da, màng nhầy, đường hô hấp ngay cả khi ở nồng độ thấp chỉ 1 mg/m³.

Các phosphor oxide liên quan

Nằm giữa P₄O₆ và P₄O₁₀ có tầm quan trọng kinh tế-thương mại là các phosphor oxide có cấu trúc trung gian

Các phosphor oxide: P₄O₆, P₄O₇, P₄O₈, P₄O₉, và P₄O₁₀.