OKSIDA FOSFOR (V): STRUKTUR, SIFAT, PEROLEHAN, PENGGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2025

The fosfor oksida (v) adalah padat anorganik yang dibentuk oleh oksigen dan fosfor (P) (O). Rumus empirisnya adalah P ₂ O ₅ , sedangkan rumus molekulnya yang benar adalah P ₄ O ₁₀ . Ini adalah padatan putih yang sangat higroskopis, yaitu dapat menyerap air dari udara dengan sangat mudah, segera bereaksi dengannya. Reaksi ini bisa berbahaya karena menyebabkan kenaikan suhu yang cepat.

Kecenderungannya yang tinggi untuk menyerap air telah menyebabkannya digunakan sebagai agen pengering di laboratorium kimia, serta dehidrator beberapa senyawa, yaitu untuk menghilangkan air dari molekulnya.

Serbuk oksida fosfor (v), P ₄ O ₁₀ . LHcheM. Sumber: Wikimedia Commons.

Oksida fosfor (v) juga digunakan untuk mempercepat reaksi pengikatan berbagai molekul hidrokarbon, reaksi yang disebut kondensasi. Selain itu, memungkinkan untuk mengubah asam organik tertentu menjadi ester.

Telah digunakan misalnya untuk memurnikan bensin, untuk membuat asam fosfat H ₃ PO ₄ , untuk mendapatkan senyawa yang berfungsi untuk memperlambat api, untuk membuat kaca untuk aplikasi vakum, di antara banyak kegunaan lainnya.

Oksida fosfor (v) harus disimpan dalam wadah tertutup rapat untuk mencegah kontak dengan kelembapan di udara. Sifatnya korosif dan dapat merusak mata, kulit, dan selaput lendir.

Struktur

Oksida fosfor (v) terdiri dari fosfor (P) dan oksigen (O), di mana fosfor memiliki valensi +5 dan oksigen -2. Molekul oksida fosfor (v) memiliki empat atom fosfor dan sepuluh atom oksigen dan itulah sebabnya rumus molekulnya yang benar adalah P ₄ O ₁₀ .

Struktur molekul oksida fosfor (v), P ₄ O ₁₀ . Penulis: Benjah-bmm27. Sumber: Wikimedia Commons.

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

Tata nama

- Oksida fosfor (v)

- Pentoksida fosfor

- Pentoksida difosfor

- Pentoksida fosfat

- Anhidrida fosfat

- Tetraphosphorus decaoxide

Properti

Keadaan fisik

Padatan putih kristal. Bentuk yang paling umum adalah kristal heksagonal.

Berat molekul

283,89 g / mol

Titik lebur

562 ºC

Suhu sublimasi

360 ºC pada tekanan 1 atmosfer. Ini berarti bahwa pada suhu ini ia berubah dari padat menjadi gas tanpa melalui keadaan cair.

Massa jenis

2,30 g / cm ³

Kelarutan

Sangat larut dalam air. Larut dalam asam sulfat. Tidak larut dalam aseton dan amonia.

Sifat kimiawi

Oksida fosfor (v) menyerap dan bereaksi dengan air dari udara dengan sangat cepat, membentuk asam fosfat H ₃ PO ₄ . Reaksi ini eksotermik, yang berarti panas dihasilkan selama reaksi tersebut.

Reaksi fosfor oksida (v) dengan air membentuk asam fosfat H ₃ PO ₄ . Penulis: Marilú Stea.

Reaksi P ₄ O ₁₀ dengan air mengarah pada pembentukan campuran asam fosfat yang komposisinya bergantung pada jumlah air dan kondisi.

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

P ₄ O ₁₀ + 6 ROH → 2 (RO) ₂ PO.OH + 2 RO.PO (OH) ₂

Dengan oksida basa membentuk fosfat padat.

Ini korosif. Ia dapat bereaksi berbahaya dengan asam format dan dengan basa anorganik seperti natrium hidroksida (NaOH), kalsium oksida (CaO) atau natrium karbonat Na ₂ CO ₃ .

Jika larutan asam perklorat HClO ₄ dan kloroform CHCl ₃ dituangkan ke dalam fosfor oksida (v) P ₄ O ₁₀ , ledakan hebat terjadi.

Sifat lainnya

Itu tidak mudah terbakar. Itu tidak mendorong pembakaran. Namun, reaksinya dengan air sangat dahsyat dan eksotermik sehingga dapat menimbulkan risiko kebakaran.

Memperoleh

Ini dapat dibuat dengan oksidasi langsung dari fosfor dalam aliran udara kering. Ketika fosfor bersentuhan dengan oksigen berlebih, ia teroksidasi menjadi oksida fosfor (v).

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

Kehadiran di alam

Oksida fosfor (v) ditemukan dalam mineral seperti ilmenit, rutil, dan zirkon.

Ilmenit adalah mineral yang mengandung besi dan titanium dan terkadang memiliki fosfor oksida (v) dalam konsentrasi yang bervariasi antara 0,04 dan 0,33% berat. Rutile adalah mineral titanium oksida dan dapat mengandung sekitar 0,02% berat P ₂ O ₅ .

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

Aplikasi

Sebagai agen dehidrasi dan pengeringan

Karena keserakahannya yang besar akan air, ini adalah salah satu agen dehidrasi paling terkenal dan sangat efektif pada suhu di bawah 100 ° C.

Itu dapat mengekstraksi air dari zat yang dengan sendirinya dianggap sebagai agen dehidrasi. Misalnya, Anda dapat menghilangkan air dari asam sulfat H ₂ SO _{4 dengan} mengubahnya menjadi SO ₃ dan dari asam nitrat HNO _{3 dengan} mengubahnya menjadi N ₂ O ₅ .

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

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

Dalam reaksi kimia organik

Oksida fosfor (v) berfungsi untuk menutup cincin senyawa organik dan reaksi kondensasi lainnya.

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

Ini juga berfungsi untuk menghilangkan molekul H ₂ O dari amida R (C = O) NH ₂ dan mengubahnya menjadi nitril R-CN. Selain itu, ia mengkatalisis atau mempercepat reaksi oksigenasi, dehidrogenasi, dan polimerisasi bitumen.

P ₄ O ₁₀ banyak digunakan di laboratorium kimia organik. Penulis: jdn2001cn0. Sumber: Pixabay.

Dalam penyulingan bahan bakar

Sejak tahun 1930-an, penelitian tertentu menunjukkan bahwa fosfor (v) oksida memberikan efek pemurnian pada bensin, meningkatkan angka oktannya.

Tindakan pemurnian P ₄ O ₁₀ terutama disebabkan oleh reaksi kondensasi (penyatuan molekul yang berbeda) dan bukan polimerisasi (penyatuan molekul yang sama).

P ₄ O ₁₀ mempercepat alkilasi langsung hidrokarbon aromatik dengan olefin, konversi olefin menjadi naftena dan polimerisasi parsial. Reaksi alkilasi meningkatkan bilangan oktan bensin.

Dengan cara ini, bensin rafinasi berkualitas tinggi diperoleh.

Beberapa turunan minyak bumi dapat ditingkatkan dengan aksi P ₄ O ₁₀ pada molekulnya. Penulis: drpepperscott230. Sumber: Pixabay.

Dalam berbagai aplikasi

Oksida fosfor (v) digunakan untuk:

- Siapkan asam fosfat H ₃ PO ₄

- Dapatkan ester akrilat dan surfaktan

- Siapkan ester fosfat yang digunakan sebagai penghambat nyala api, pelarut dan pengencer

- Konversi fosfor triklorida menjadi fosfor oksiklorida

- Reagen laboratorium

- Memproduksi gelas khusus untuk tabung vakum

- Tingkatkan titik leleh aspal

- Berfungsi sebagai molekul standar dalam penentuan fosfor atau fosfat pada batuan fosfat, pupuk dan semen portland, berupa P ₂ O ₅

- Memperbaiki ikatan antara polimer tertentu dan lapisan gading yang dimiliki gigi

Beberapa gelas khusus seperti untuk tabung vakum memerlukan penggunaan P ₄ O ₁₀ selama pembuatannya. Tvezymer. Sumber: Wikimedia Commons.

Resiko

Oksida fosfor (v) harus disimpan dalam wadah tertutup dan di tempat sejuk, kering, berventilasi baik.

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

Debu fosfor (v) oksida mengiritasi mata dan saluran pernapasan dan korosif pada kulit. Dapat menyebabkan luka bakar mata. Jika tertelan, itu menyebabkan luka bakar internal yang fatal.

Referensi

1. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Anhidrida fosfat. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Nayler, P. (2001). Bitumen: Dimodifikasi. Modifikasi Kimia. Dalam Ensiklopedia Bahan: Sains dan Teknologi. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
3. Malishev, BW (1936). Phosphorus Pentoxide sebagai Agen Pemurnian untuk Bensin. Kimia Industri & Teknik 1936, 28, 2, 190-193. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
4. Epps, Jr. EA (1950). Penentuan Fotometri dari Fosfor Pentoksida yang Tersedia dalam Pupuk. Kimia Analitik 1950, 22, 8, 1062-1063. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
5. Banerjee, A. et al. (1983). Penggunaan Fosfor Pentoksida: Esterifikasi Asam Organik. J. Org. Chem. 1983, 48, 3108-3109. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
6. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
7. Kirk-Othmer (1994). Ensiklopedia Teknologi Kimia. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
8. Ogliari, FA dkk. (2008). Sintesis monomer fosfat dan ikatan ke dentin: Metode esterifikasi dan penggunaan fosfor pentoksida. Jurnal Kedokteran Gigi, Volume 36, Edisi 3, Maret 2008, halaman 171-177. Dipulihkan dari sciencedirect.com.