Реферати українською » Экология » Геоекологічна характеристика фосфору


Реферат Геоекологічна характеристика фосфору

Страница 1 из 5 | Следующая страница

РОСІЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ДРУЖБИ НАРОДІВ

ЕКОЛОГІЧНИЙФАКУЛЬТЕТ

Курс «>ГЕОЭКОЛОГИЯ»

>КУРСОВАЯ РОБОТА:

«>ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАФОСФОРА»


 

 

 

Науковий керівник:

 

зав. курсом

>доц.СТАНИС Є.В.


Роботу виконав:

 

студент 4 курсу

>Шарай Д.В.

МОСКВА, 2003 р.

ПЛАН

 

1. Запровадження

2. Історичні аспекти питання

2.1. Історія відкриття фосфору

2.2. Хронологія відкриттів, що з фосфором

3. Властивості фосфору як хімічного елемента

3.1. Фізичні властивості

3.2. Поширення у природі

3.3.Аллотропия фосфору

3.4. Одержання фосфору

3.5. Хімічні властивості

3.6.Стехиометрия фосфору.Псевдовращение

3.7.Изотопи фосфору

4.Соединения фосфору

4.1.Неорганические сполуки фосфору

4.1.1.Галогениди і оксиди фосфору.

              Будова, властивості, отримання

4.1.2.Фосфорние кислоти.

              Будова, класифікація, властивості

4.1.3.Фосфин. Будова, властивості

4.1.4.Фосонитрилхлориди

4.1.5. Бойові отруйні речовини: гази групи VX

4.2.Фосфорорганические сполуки (ФОС)

4.2.1. Значення

4.2.2. Класифікація

4.2.3. Поширеність у природі

4.2.4. Фізичні властивості ФОС

4.2.5. Хімічні властивості ФОС

4.2.6. Одержання ФОС

4.3. АТФ. Будова, роль живих системах

4.4.Фосфорние добрива як найважливіша група

сполук фосфору

4.4.1 Значення фосфорних добрив

4.4.2. Класифікація, засоби одержання

5.Фосфорное сировину.Фосфородобивающая промисловість

5.1. Історичний ракурс

5.2. Перспективи видобутку

Початоксуперфосфатной промисловості

5.3.Апатити Заполяр'я

6.Фосфор у природі

6.1. Круговорот фосфору

6.2.Фосфор у природних водах

6.3.Фосфор у ґрунтах

6.4.Геоекологический моніторинг:

визначення фосфору та її сполук, у воді

7. Значення сполук фосфору до медицини

7.1.Фосфор в їжі

7.2.Соединения фосфору як найважливіший елемент

біохімічних процесів організму.

>Окислительноефосфорилирование

7.3.Фосфор в фармакології

8. Укладання

>Геоекологическое значення фосфору

9. Бібліографія



1.   ЗАПРОВАДЖЕННЯ

 

«...Так! Це була собака, величезна, чорна, як смола. Але така собаки ще ніхто людей, смертних, не бачив. З їїотверстой пащі виривалося полум'я, очі метали іскри, ляпаса й зашийку переливався мерехтливий вогонь. Ні на чийому хворій уяві були виникнути бачення у своєму житті, більш огидне, чому це пекельне істота,вискочившее на нас з туману... Страшний пес, завбільшки з молоду левицю. Його величезна пащу досі світилася блакитнуватим полум'ям, глибоко присутні дикі очі були обведені вогненними колами. Я торкнувся цієї світної голови і, відібравши руку, побачив, що своїх пальці теж засвітились у темряві.Фосфор, – сказав я».

Артур Конан-Дойль. «Собака Баскервілів».

П'ята група Періодичній системи включає два типових елемента азот і фосфор – і підгрупи миш'яку і ванадію. Між перших вражень і другим типовими елементами наявне істотне розбіжність у властивості.

У стані простих речовин азот – газ, а фосфор – тверду речовину. Ці дві речовини отримали велику сферу застосування, хоча коли азот уперше був в виділено із повітря, його вважали шкідливим газом, але в продажу фосфору вдавалося заробити дуже багато грошей (в фосфорі цінували здатність світитися у темряві).

>Фосфор - аналог азоту. Хоча фізичні і хімічні властивості цих елементів дуже різняться, є в неї і загальне, зокрема, те, що це елементи вкрай необхідні тварин та рослин. Академік Ферсман називав фосфор "елементом життя і думки", і визначення навряд можна зараховувати до категорії літературних перебільшень.Фосфор виявлено буквально переважають у всіх органах зелених рослин: в стеблах, коренях, листі, але найбільше їх у плодах і насінні. Рослини накопичують фосфор і постачають їм тварин. У організмі тварин фосфор зосереджений головним чином скелеті, м'язах і нервової тканини. Тіло людини містить у середньому майже півтора кілограм фосфору. Із цієї кількості 1,4 кг посідає кістки, близько 130 грам - на м'язи та дванадцяти грам на нерви і мозок. Майже всі найважливіші фізіологічні процеси, які у організмі, пов'язані з перетвореннямифосфор-органических речовин. До складу кісток фосфор входить головним чином вигляді фосфату кальцію. Зубна емаль - це теж з'єднання фосфору, які з складу і кристалічному будовою відповідає найважливішим мінералу фосфоруапатиту.Ca5(>PO4)3 (>FCl). Природно, що, як і кожен життєво необхідна елемент, фосфор робить у природі круговорот. З грунту його беруть рослини, від рослин цей елемент потрапляє у організми людини і тварин. У грунт фосфор повертається з екскрементами і за гнитті трупів.Фосфобактерии переводять органічний фосфор в неорганічні сполуки. Однак у одиницю часу з грунту виводиться значно більше фосфору, ніж вступає у грунт, Світовий врожай зараз щорічно забирає з полів більше 3 млн. тонн фосфору. Природно, що з отримання стійких урожаїв цей фосфор може бути повернутий у грунт, і тому немає нічого надзвичайного у цьому, що відзначила світова видобуток фосфоритної руди сьогодні становить значно понад сотню млн. тонн на рік.


2.   ІСТОРИЧНІ АСПЕКТИ ПИТАННЯ

 

2.1. Історія відкриття фосфору

 

Зазвичай датою відкриття фосфору вважається 1669 р., проте є певні вказівки, що він був відомий раніше.Гефер, наприклад, повідомляє, що у алхімічному манускрипті зі збірки, що зберігається Паризької бібліотеці, говориться у тому, що ще близькоХII в. хтосьАлхидБехиль отримав при перегонці сечі з глиною і вапном речовина, що його їм ">ескарбукль". Можливо,зто і він фосфор, що становить велика таємниця алхіміків. Принаймні відомо, що у пошуках філософського каменю алхіміки піддавали перегонці та інших операціям різноманітні матеріали,втомчисле сечу,зкскременти, кістки тощо. буд. З давніх часівфосфорами називали речовини, здатні світитися у темряві. У XVII в. був відомий болонський фосфор - камінь, знайдений горах поблизу Болоньї; після випалу на вугіллі камінь набував здатність світитися.Описивается також "фосфорБалдуина", приготовлений волосним старшиноюалдуином зпрокаленной суміші крейди і азотної кислоти.Свечение подібних речовин викликало крайнє здивування й шанувалося дивом.

У 1669 р. гамбурзькийалхимик-любитель Бранд, розорений купець, мріяла з допомогою алхімії поліпшити справи, піддавав обробці найрізноманітніші продукти. Припускаючи, що фізіологічні продукти можуть утримувати "первинну матерію", що вважалася основою філософського каменю, Бранд зацікавився людської сечею.

Він зібрав близько тонни сечі з солдатських казарм івипаривал до освітисиропообразной рідини. Цю рідина його знову дистилював й одержав тяжке червоне ">уринное олію".Перегнав це олію вкотре, то побачив дно якої реторти залишок "мертвої голови" (>Caputmortuum), начебто нічого непридатною. Проте,прокаливая цей залишок тривалий час, він зазначив, що у реторті з'явилася біла пил, яка повільно осідала на дно реторти і виразно світилася. Бранд вирішив, що йому вдалося отримати від "маслянистої мертвої голови" елементарний вогонь, і разом з ще більшою запопадливістю продовжив досліди. Перетворити цей "вогонь" в золото йому, звісно, зірвалася, але він увесь ж тримав у суворій таємниці своє відкриття фосфору (від грецьк.- світ і "несу", тобто.светоносца). Однак про секретіБранда дізнався хтосьКункель, котрий у той час алхіміком і таємним камердинером у саксонського курфюрста.Кункель попросив свого товариша по службіКрафта, вирушала до Гамбурга, вивідати уБранда будь-які дані про фосфорі.Крафт, проте, сам вирішив скористатися секретомБранда. Він купив в нього секрет за 200 талерів і, виготовивши достатньо фосфору, вирушив у мандри в Європі, де з більшим успіхом демонстрував перед знатними особами світіння фосфору. Зокрема, в Англії він показував фосфор королю Карлу II і вченомуБойлю. Тим часомКункелю вдалося самому приготувати фосфор способом, близькими до способуБранда, і на відміну від нього він широко рекламував фосфор, замовчуючи, проте, про секреті її виготовлення. У 1680 р. незалежно від попередників новий елемент було отримано знаменитим англійським фізиком і хіміком РобертомБойлем, який, як і іКункель, опублікував даних про властивості фосфору, та про способі його одержання повідомив у закритому пакеті лише Лондонському королівському суспільству (це повідомлення було опубліковано лише крізь 12 років, вже по смертіБойля), а учень Бійся – А.Ганквиц змінив чистої науки і знову відродив «фосфорну спекуляцію» як широкої виробничої діяльності з виготовлення цієї речовини: 50 років він широко торгував фосфором з дуже високі ціни. У Голландії, наприклад, унція (31,1 р) фосфору коштувала тоді 16 дукатів. Що стосується природи фосфору висловлювалися найфантастичніші припущення. У XVIII в. фосфором займалося чимало видатні вчені у тому числіМаргграф,усовершенствовавший спосіб отримання фосфору з сечі шляхом додавання до останнього хлориду свинцю (1743).

У 1777 р.Шееле встановив наявність фосфору в кістках і рогах тварин за вигляді фосфорної кислоти, що з вапном. Деякі автори, втім, приписують це відкриття іншому шведському хімікуГану, проте самеШееле розробив спосіб отримання фосфору з кісток.Элементарним речовиною фосфор визнано Лавуазьє з урахуванням відомих дослідів зі спалювання фосфору в кисні. У таблиці простих тіл Лавуазьє помістив фосфор на другий групі простих тіл, неметалевих,окисляющихся і дають кислоти. З ХІХ ст. фосфор набув широкого застосування головним чином вигляді солей, що використовуються добрива грунтів.

Отже, триста років минуло від цього моменту, коли гамбурзький алхімік Геннінг Бранд відкрив новий елемент – фосфор. Подібно іншим алхімікам, Бранд намагався знайти еліксир життю або філософський камінь, з допомогою яких старі молодіють, хворі видужують, а неблагородні метали перетворюються на золото. Не турбота проблемами людському, а користь керувалаБрандом. Про це свідчить факти з історії єдиного справжнього відкриття, зробленого їм. У першому, п'ятдесятилітньому етапі історії фосфору, крім відкриттяБойля, лише одна подія зазначено історією науки: в 1715 р.Генсинг встановив наявність фосфору в мозкової тканини. Після дослідівМаркграфа історія елемента, котрий придбав багато років номер 15, стала історією багатьох великих відкриттів.


2.2. Хронологія відкриттів, що з фосфором

 

У 1715 рокуГенсинг встановив наявність фосфору в мозковій тканині...

У 1743 року німецький хімік, почесний член Санкт-Петербурзької Академії наук О.С.Маргграф розробив новий спосіб отримання фосфору.

У 1769 рокуЮ.Ган довів, що у кістках міститься багато фосфору. Це ж підтвердив два роки шведський хімікК.Шееле, який запропонував спосіб отримання фосфору із зони,образующейся при випалюванні кісток. Ще кількома роками пізнішеЖ.Л.Пруст іМ.Клапрот, досліджуючи різні природні сполуки, довели, що фосфор широкораспространен в земної корі, головним чином вигляді фосфату кальцію.

1797 року у РосіїА.А.Мусин-Пушкин отримаваллотропную різновид фосфору – фіолетовий фосфор. Однак у літературі відкриття фосфору помилково приписуєтьсяИ.Гитторфу, який, використовуючи методикуА.А.Мусина-Пушкина, отримав його лише у 1853 року.

У 1799 рокуДондональд довів, що сполуки фосфору необхідні розвитку рослин.

У 1839 року інший англієць,Лауз, уперше отримав суперфосфат - фосфорне добриво, легкоусвояемое рослинами.

У 1842 рокув Англії було організовано перше промислового виробництва суперфосфату. У такі виробництва з'явилися торік у 1868 і 1871 роках.

У 1848 року австрійський хімікА.Шреттер відкриваллотропическое видозміну фосфору - червоний фосфор. Цей фосфор він отримав нагріванням білого фосфору до температури 250 градусів у атмосфері ЗІ (оксиду вуглецю два). Цікаво зазначити, щоА.Шреттер перший зазначив можливість застосування червоного фосфору під час виготовлення сірників.

У 1926 РоціА.Е.Ферсманом і його працівниками було відкрито величезні запаси апатити на Кольському півострові.

У 1934 року, американський фізикП.Бриджмен, вивчаючи вплив високого тиску на різні речовини, виділив схожий на графіт чорний фосфор.


3.СВОЙСТВАФОСФОРА ЯКХИМИЧЕСКОГОЭЛЕМЕНТА

 

3.1. Фізичні властивості

 

>Фосфор (>P) – внаслідок високої активності у вільному стані природі не зустрічається.

Електронна конфігурація1S2>2S2>2P6>3S2>3P3

>Фосфор – металоїд (те, що раніше називалиметаллоид) середньої активності. На зовнішньої орбіті атома фосфору перебувають п'ять електронів, причому троє фахівців з них спарені. Тому він може виявляти валентності 3–, 3+ і п'яти+.

Щоб фосфор виявляв валентність 5+, необхідно якесь вплив на атом, який би перетворило на не спарені два спарених електрона останньої орбіти.

>Фосфор часто називають багатоликим елементом. Справді, за умов він поводиться по-різному, проявляючи то окисні, то відбудовні властивості.Многоликость фосфору – те й його спроможність перебувати у кількохаллотропних модифікаціях.

3.2. Поширення у природі

        

        Фосфор набув значного поширення у природі й становить 0,12% земної кори. Він входить до складу білків рослинного й тваринного походження. Людський скелет містить приблизно 1400 р фосфору, м'язи – 130 р, мозок і нерви – 12 р.Фосфор становить істотну частку у хімічний склад рослин i тому є важливим добривом. Основною сировиною для добрив служать апатитCaF2>Ч3Ca3(>PO4)2 і фосфорити, основою яких є фосфат кальціюCa3(>PO4)2.Элементний фосфор отримуютьелектротермическим відновленням при1400–1600°С з фосфоритів і апатитів у присутностіSiO2.Апатит здобувають у Росії, Бразилії, Фінляндії та Швеції. Великим джерелом фосфору єфосфоритовая руда, багато видобута США, Марокко, Тунісі, Алжирі, Єгипті, Ізраїлі.Гуано, інший джерело фосфору, видобувають на Філіппінах,Сейшельских островах, у Кенії й Намібії.

3.3. Найважливішіаллотропние модифікації

Білий фосфор. Мабуть, найвідоміша модифікація елемента №15 – м'який, як віск, білий або жовте фосфор. Це її відкрив Бранд, і завдяки її властивостями елемент отримав своє ім'я: грецькою «фосфор» отже світний, світлоносна. Молекула білого фосфору складається з чотирьох атомів, останніх побудований у формі тетраедра. Щільність 1,83, температура плавлення44,1°C, кипіння280°С, Білий фосфор уїдливий, надзвичайнореакционноспособен, легко окислюється.Растворим всероуглероде, рідких аміаку іSO2, бензолі, ефірі, летучий. Має різкий часниковий запах. У воді майже розчиняється.Светится у темряві.

>.250°C.,.,.,. (>,.).,.,-.,....

Чорний фосфор - полімерне речовина з металевим блиском, нагадує графіт, без запаху, жирний навпомацки.Нерастворим у воді й в органічних розчинниках. Атомна кристалічна ґрати, напівпровідник.t°кип.=453°С (сублімація),t°пл.=1000°C (приp=1,8 • 109Па), стійкий.

Менш відомі інші, ще більше високомолекулярні модифікації фосфору – фіолетовий і коричневий, відмінні одна одноїмолекулярним вагою мірою упорядкованості макромолекул. Ці модифікації – лабораторна екзотика і на відміну від білого і червоного фосфору практичного застосування доки знайшли.

 

3.4. Одержання фосфору

>Фосфорприготовляется у великих розмірах на хімічних заводах відтоді, як нього знайдено значні технічні застосування, головним чином заради приготування фосфорних сірників. Матеріалом його одержання не служить більшвипаренная сеча, а фосфат кальцій кісток чи ту, який є у мінеральному царстві.

Хоч як велике спорідненість фосфору до кисню, воно ж менш спорідненості розпеченого вугілля.Фосфорний ангідрид, змішаний в належної формі з вугіллям і нагрітий досветлокрасного жару, цілкомвосстановляется нею з освітою окису вуглецю:

P2O5 +5C =P2 +5CO

Якщо нагріти з вугіллям фосфат кальцій, зустрічається в мінеральному царстві чи що міститься уобожжених до краю кістках, то фосфор не відновлюється, оскільки може бути отримано тільки з вільного фосфорного ангідриду або такоїфосфорнокислого кальцію, який містить понад елементів фосфорного ангідриду, ніж середня сіль.

Для отримання такої солі, звичайний середній фосфат кальцій подрібнюється на тоненький порошок, обливаєтьсяразведенноюсерноюкислотою і нагрівається.

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація