Politechnika GdańskaWydział ChemicznyKatedra Chemii Nieorganicznej Copyright © 2017 by KChN WCh PG – Andrzej Okuniewski | |

Forum KChN

Chemia nieorganiczna – wykład

← Wróć

Wątek: Samozapłon(?) białego fosforu w powietrzu

+ odpowiedz w tym wątku

14.12.2012 00:14 – TPK

Witam.

Dzisiaj na wykładzie mieliśmy okazję zaobserwować samoczynny(przynajmniej pozornie) zapłon białego fosforu w probówce mającej kontakt z powietrzem.

Czy mógłbym prosić o więcej informacji na temat tej reakcji?

Także o odnośniki do literatury i artykułów dostępnych z baz danych BG PG.

Pozdrawiam i dziękuję

14.12.2012 06:59 – mgr inż. Antoni Konitz

A może by tak samemu poszukac zaczynając od polskiej i angielskiej wikipedii oraz przeszukać GOOGLE. Wszędzie jest dużo informacji na ten temat
biały fosfor samozapłon
white phosphorus autoignition

14.12.2012 23:01 – TPK

Oczywiście, że zacząłem poszukiwania zarówno od Polskiej jak i Angielskiej Wikipedii. Znajdują się tam jednak informacje głównie na temat zastosowania fosforu na potrzeby militarne. Samozapłon białego fosforu jest co najwyżej wspomniany, a nie omówiony w jakikolwiek sposób.

Tzn w angielskiej jest podane, że ulega samozapłonowi w powietrzu w temp. ~50 st. C(dla bryły). W innych źródłach znalazłem 29-30 st. C(dla rozdrobnionego). Na wykładzie na pewno nie było tak ciepło. To jeszcze jest dla mnie zrozumiałe, ponieważ z wykresu rozkładu prędkości gazu naturalnie może się trafić jakaś cząsteczka, która zapoczątkuje następującą reakcję:

P4 + 5O2 → P4O10

Co powoduje dużą nietrwałość P4 już chyba mniej-więcej rozumiem(duża różnica w energii wiązania P-P w P4 a P-O w P4O10, wygięcie orbitali molekularnych , oraz tego, że jest silnym reduktorem.
[Znalezione w Bielańskim]

Nie rozumiem natomiast kilku rzeczy:

Co decyduje, czy zachodzi reakcja powolnego utleniania na powierzchni (chemiluminescencji) czy też następuje samoznapłon i ww. reakcja ulteniania?


W jaki sposób wygląda mechanizm ww. reakcji?
(Chemiluminescencja ma mechanizm rodnikowy, o ww. reakcji nic nie znalazłem nt. mechanizmu)

Co może być powodem tego, że wprowadzenie fosforu do czystego tlenu miałoby nie powodować reakcji?
(Przeczytane tutaj).

Dziękuję za odpowiedź i pozdrawiam
TPK

16.12.2012 19:04 – mgr inż. Antoni Konitz

Palenie się białego fosforu w powietrzu to sprawa 19 wieku. Niestety jest tylko jedna baza, która obejmuje tak dawną literaturę nieorganiczną (GMELIN). Niektóre tomy Gmelina są w bibliotece (po niemiecku - czy są tomy dotyczące fosforu - nie sprawdzałem).
Palenie się w powietrzu wielu pierwiastków zależy od stopnia rozdrobnienia. Również bardzo rozdrobnione żelazo lub inne metale same zapalają się na powietrzu. Fosfor rozpuszczony w CS2 po odparowaniu rozpuszczalnika staje się bardzo podatny na samozapłon (prawdopodobnie bibuła pokryta w ten sposób fosforem zapala się nawet poniżej zera stopni, albo się zwęgla jeśli fosforu jest bardzo mało i temperatura, którą on wytworzy nie wystarcza do zapłonu celulozy.
To czy lity fosfor biały zapala się w tlenie - nie wiem. Być może tak szybko zachodzi powierzchniowe utlenienie i warstwa tlenku zaskorupia się nie dopuszczając tlenu głębiej, że fosfor nie zdąży się zapalić (analogia do pasywacji metali w kwasie azotowym).
Praktycznie wszystkie utleniania tlenem z powietrza mają charakter rodnikowy. Świecenie białego fosforu podczas utleniania zachodzi w możliwie niskiej temperaturze, jeśli występuje świecenie reakcja przebiega poprzez P4O6- to właśnie utlenianiu do tego tlenku towarzyszy świecenie.
Opisywane przez Tomka Plucińskiego świecenie kolby po odparowaniu disiarczku węgla jest analogiczne do pierwszego zaobserwowania świecenia fosforu przez alchemika Brandta. On też wytworzył w retorcie cienką warstewkę białego fosforu na jej ściankach i zaobserwował świecenie fosforu w nocy wchodząc do laboratorium. Podobnie jak w kolbie po odparowaniu disiarczku węgla, w retorcie po prażeniu było mało tlenu i to niedobór prawdopodobnie decyduje o o przebiegu reakcji chemiluminescencyjnej bez bezpośredniego utleniania fosforu do tlenku fosforu(V).

+ odpowiedz w tym wątku