Pentóxido de fósforo - Phosphorus pentoxide
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| Nomes | |||
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Nomes IUPAC
Pentóxido de fósforo
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| Outros nomes
Pentóxido de difósforo
Óxido de fósforo (V) Anidrido fosfórico Decaóxido de tetrafosforo Decóxido de tetrafosforo |
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| Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChEBI | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard |
100.013.852 
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PubChem CID
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| Número RTECS | |||
| UNII | |||
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |||
| P 4 O 10 | |||
| Massa molar | 283,9 g mol −1 | ||
| Aparência | pó branco muito deliquescente e inodoro |
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| Densidade | 2,39 g / cm 3 | ||
| Ponto de fusão | 340 ° C (644 ° F; 613 K) | ||
| Ponto de ebulição | 360 ° C (sublimes) | ||
| hidrólise exotérmica | |||
| Pressão de vapor | 1 mmHg @ 385 ° C (forma estável) | ||
| Perigos | |||
| Ficha de dados de segurança | MSDS | ||
| NFPA 704 (diamante de fogo) | |||
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |||
O pentóxido de fósforo é um composto químico com fórmula molecular P 4 O 10 (com seu nome comum derivado de sua fórmula empírica , P 2 O 5 ). Este sólido cristalino branco é o anidrido do ácido fosfórico . É um poderoso agente dessecante e desidratante .
Estrutura
O pentóxido de fósforo cristaliza em pelo menos quatro formas ou polimorfos . O mais familiar, uma forma metaestável (mostrada na figura), compreende moléculas de P 4 O 10 . As forças fracas de van der Waals mantêm essas moléculas juntas em uma rede hexagonal (no entanto, apesar da alta simetria das moléculas, o empacotamento do cristal não é um empacotamento fechado). A estrutura da gaiola P 4 O 10 é uma reminiscência do adamantano com grupo de pontos de simetria T d . Está intimamente relacionado ao anidrido correspondente do ácido fosforoso , P 4 O 6 . Este último carece de grupos oxo terminais. Sua densidade é de 2,30 g / cm 3 . Ele ferve a 423 ° C sob pressão atmosférica; se aquecido mais rapidamente, pode sublimar. Esta forma pode ser feita condensando o vapor do pentóxido de fósforo rapidamente, e o resultado é um sólido extremamente higroscópico.
Os outros polimorfos são poliméricos, mas em cada caso os átomos de fósforo são ligados por um tetraedro de átomos de oxigênio, um dos quais forma uma ligação P = O terminal envolvendo a doação dos elétrons p-orbitais do oxigênio terminal para o único anticoagulante fósforo-oxigênio títulos. A forma macromolecular pode ser feita aquecendo o composto em um tubo selado por várias horas e mantendo o fundido a uma alta temperatura antes de resfriar o fundido até o sólido. A forma "O" ortorrômbica metaestável (densidade 2,72 g / cm 3 , ponto de fusão 562 ° C) adota uma estrutura em camadas que consiste em anéis P 6 O 6 interconectados , não muito diferente da estrutura adotada por certos polissilicatos . A forma estável é uma fase de maior densidade, também ortorrômbica, a chamada forma O '. Consiste em uma estrutura tridimensional, densidade 3,5 g / cm 3 . O polimorfo restante é uma forma de vidro ou amorfa; pode ser feito pela fusão de qualquer um dos outros.
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Preparação
P 4 O 10 é preparado queimando tetrafósforo com fornecimento suficiente de oxigênio:
- P 4 + 5 O 2 → P 4 O 10
Durante a maior parte do século 20, o pentóxido de fósforo foi usado para fornecer um suprimento de ácido fosfórico puro concentrado . No processo térmico, o pentóxido de fósforo obtido pela queima de fósforo branco foi dissolvido em ácido fosfórico diluído para produzir ácido concentrado. As melhorias na tecnologia de filtro estão levando ao "processo de ácido fosfórico úmido" substituindo o processo térmico, eliminando a necessidade de produzir fósforo branco como material de partida. A desidratação do ácido fosfórico para dar pentóxido de fósforo não é possível porque ao aquecer o ácido metafosfórico ferverá sem perder toda a sua água.
Formulários
O pentóxido de fósforo é um agente desidratante potente , conforme indicado pela natureza exotérmica de sua hidrólise:
- P 4 O 10 + 6 H 2 O → 4 H 3 PO 4 (–177 kJ )
No entanto, sua utilidade para a secagem é um tanto limitada por sua tendência de formar um revestimento viscoso protetor que inibe a desidratação posterior por material não gasto. Uma forma granular de P 4 O 10 é usada em dessecadores .
Consistente com seu forte poder dessecante, P 4 O 10 é usado em síntese orgânica para desidratação. A aplicação mais importante é para a conversão de amidas primárias em nitrilos :
- P 4 O 10 + RC (O) NH 2 → P 4 O 9 (OH) 2 + RCN
O coproduto indicado P 4 O 9 (OH) 2 é uma fórmula idealizada para produtos indefinidos resultantes da hidratação do P 4 O 10 .
Alternativamente, quando combinado com um ácido carboxílico , o resultado é o anidrido correspondente :
- P 4 O 10 + RCO 2 H → P 4 O 9 (OH) 2 + [RC (O)] 2 O
O "reagente Onodera", uma solução de P 4 O 10 em DMSO , é empregado para a oxidação de álcoois . Esta reação é uma reminiscência da oxidação de Swern .
O poder dessecante do P 4 O 10 é forte o suficiente para converter muitos ácidos minerais em seus anidridos. Exemplos: HNO 3 é convertido em N 2 O 5 ; H 2 SO 4 é convertido em SO 3 ; HClO 4 é convertido em Cl 2 O 7 ; CF 3 SO 3 H é convertido em (CF 3 ) 2 S 2 O 5 .
Agricultura
O composto pode ser usado como fertilizante para as plantações .
Óxidos de fósforo relacionados
Entre os comercialmente importantes P 4 O 6 e P 4 O 10 , óxidos de fósforo são conhecidos com estruturas intermediárias.
Em observação, será visto que o oxigênio com ligação dupla na posição 1,2 ou na posição 1,3 são idênticas e ambas as posições têm o mesmo impedimento estérico. O ciclo 12341 e o ABCDA são idênticos.
Perigos
O pentóxido de fósforo em si não é inflamável. Assim como o trióxido de enxofre , ele reage vigorosamente com água e substâncias que o contêm, como madeira ou algodão, libera muito calor e pode até causar incêndio devido à natureza altamente exotérmica de tais reações. É corrosivo para o metal e muito irritante - pode causar queimaduras graves nos olhos, pele, membrana mucosa e trato respiratório, mesmo em concentrações tão baixas quanto 1 mg / m 3 .