Pentóxido de fósforo

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Pentóxido de difósforo
Alerta sobre risco à saúde
Phosphorus-pentoxide-2D-dimensions.png
Phosphorus-pentoxide-3D-balls.png
Outros nomes Óxido de fósforo (V)
Anidrido fosfórico
Identificadores
Número CAS 1314-56-3,
[16752-60-6] (P4O10)
PubChem 14812
Número RTECS TH3945000
Propriedades
Fórmula molecular P2O5
Massa molar 283.889 g/mol
Aparência pó branco
muito deliquescente
odor pungente
Densidade 2.39 g/cm³
Ponto de fusão

340 °C

Ponto de ebulição

sublima at 360 °C (à pressão atmosférica padrão)

Solubilidade em água Hidrólise exotérmica
Pressão de vapor 1 mmHg @ 384 °C
Riscos associados
Classificação UE not listed
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
3
W
Excepto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições PTN

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

Pentóxido de fósforo é o composto químico com fórmula P2O5, utilizado como medida básica dos fertilizantes fosfatados 1 . Este sólido cristalino branco é o anidrido do ácido fosfórico. É um poderoso dessecante.

Estrutura[editar | editar código-fonte]

P2O5 cristaliza-se em ao menos quatro formas ou polimorfias. A mais familiar é mostrada na figura, compreende moléculas com a fórmula P4O10. Fracas forças de van der Waals mantém estas moléculas juntas em uma grade cristalina (Entretanto, apesar da simetria elevada das moléculas, a embalagem de cristal não é uma empacotamento fechado2 ). A estrutura da "gaiola" de P4O10 cé uma reminiscência do adamantano com Td grupo de simetria de pontos.3 É intimamente relacionada ao correspondente anidrido de ácido fosforoso, P4O6. O último carece de terminais com grupos "oxo". Sua densidade é de 2.30 g/cm³. Pode ser ebulido a 423 °C, se uma amostra é aquecida mais rapidamente então ela pode sublimar-se.

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. A forma O (densidade 3.05 g/cm³, p.f. 580 °C), adota uma estrutura em camadas consistindo de anéis de P6O6 interconectados, não diferente da estrutura adotada por certos polisilicatos. Um estado de mais baixa densidade, a assim chamada forma O', que consiste de uma rede tridimensional é também conhecido, com densidade de 2.72 g/cm³.

Preparação[editar | editar código-fonte]

P2O5 é preparado por queima de fósforo elementar com suficiente suprimento de ar:

2 P2 + 5 O2 → 2 P2O5

Pela maior parte do século XX, o pentóxido de fósforo foi usado para prover um suprimento de ácido fosfórico concentrado e puro. No processo térmico, o pentóxido de fósforo obtido por queima de fósforo branco era dissolvido em ácido fosfórico diluído para produzir ácido concentrado.4 Melhorias na tecnologia de filtração conduziram ao "processo de ácido fosfórico a úmido" aplicadas sobre o processo térmico, eliminando a necessidade de produzir fósforo branco como um material de partida.5

Usos[editar | editar código-fonte]

O pentóxido de fósforo é um potente agente de desitratação como indicado pela exotérmica natureza de sua hidrólise:

P4O10 (am) + 6H2O (lq) → 4H3PO4 (c)   (-177 kJ)

Entretanto, sua utilidade para secagem é um tanto limitada por sua tendência a revestimento viscoso protetivo que inibe adicional desidratação por não consumido. Uma forma granular de P4O10 é usada em dessecadores.

Consistente com seu grande poder de dessecação, P4O10 é usado em síntese orgânica para desidratação. A mais importante aplicação é por conversão de amidas em nitrilas:6

P4O10 + RC(O)NH2 → P4O9(OH)2 + RCN

O coproduto indicado P4O9(OH)2 é uma fórmula idealizada para produtos indefinidos resultantes da hidratação de P4O10.

Aparentemente, quando combinado com um ácido carboxílico, o resultado é o correspondente anidrido [carece de fontes?]:

P4O10 + RCO2H → P4O9(OH)2 + [RC(O)]2O

O "reagente de Onodera", uma solução de P4O10 em DMSO, é empregado para a oxidação de álcoois.7 Esta reação é reminiscente da oxidação de Swern.

O poder de dessecação de P4O10 é forte o suficiente para converter muitos ácidos minerais a seus anidridos. Exemplos: HNO3 é convertido a N2O5H2SO4 é convertido a SO3HClO4 é convertido a Cl2O7.

Óxidos de fósforo relacionados[editar | editar código-fonte]

Entre o comercialmente importante P4O6 e P4O10, óxidos de fósforo são conhecidos como estruturas intermediárias.8

Estruturas de Óxidos de Fósforo: P4O6, P4O7, P4O8, P4O9, and P4O10.

Referências

  1. Fertipar
  2. Cruickshank, D.W.J. "Refinements of Structures Containing Bonds between Si, P, S or Cl and O or N: V. P4O10" Acta Cryst. 1964, volume 17, pages 677-9.
  3. D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
  4. Threlfall, Richard E., (1951). The story of 100 years of Phosphorus Making: 1851 - 1951. Oldbury: Albright & Wilson Ltd
  5. Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: The Last 50 Years. Studley: Brewin Books. ISBN 1-85858-223-7
  6. Meier, M. S. "Phosphorus(V) Oxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
  7. Tidwell, T. T. "Dimethyl Sulfoxide–Phosphorus Pentoxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
  8. Luer, B.; Jansen, M. "Crystal Structure Refinement of Tetraphosphorus Nonaoxide, P4O9" Zeitschrift fur Kristallographie 1991, volume 197, pages 247-8.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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