Превратится ли белый фосфор в красный на свету?

[Егор]

Добрый день.

 

Если белый фосфор выдержать на свету, то будет ли красный фосфор? Если к тому же температура будет 10-15 градусов.

[XuMuK]

Переименовал тему из "фосфор" в "Превратится ли белый фосфор в красный на свету?".

 

Народ, еще раз прошу делать заголовки максимально отражающими суть темы и прочитать вот это - http://forum.xumuk.ru/index.php?act=announce&f=2&id=2

[oztech]

Превращение белого фосфора в красный

При нагревании в закрытой системе при умеренно высоких температурах белый фосфор превращается в аморфный красный. В начальной стадии процесса реакционная смесь состоит из частиц красного фосфора, суспендированных в белом фосфоре. После превращения приблизительно половины белого фосфора в красный смесь становится полужидкой, а при дальнейшем превращении получается твердый продукт [54].

Скорость превращения жидкого белого фосфора в красный соответствует реакции первого порядка в температурном интервале 250—350°. Энергия активации процесса составляет около 38 ккал/моль, а предэкспоненциальный фактор имеет нормальное значение 4*1012. По-видимому, молекула P4 при процессе превращения не диссоциирована и экстенсивные цепные реакции не происходят [54]. Превращение, вероятно, заключается в образовании ядер красного фосфора (реакция первого порядка) и последующей агломерации ядер и образовании более крупных частиц. Процесс образования ядер красного фосфора, вероятно, заключается в перераспределении связей между соседними молекулами P4 и образовании структуры красного фосфора.

Добавление 0,01—0,1% йода или 0,5—1,5% серы к жидкому белому фосфору заметно ускоряет начальные стадии превращения в красный фосфор. Однако скоро этот эффект исчезает п превращение продолжается со скоростью, сравнимой со скоростью процесса без ускорителей. Де Уитт и Скольник считают, что катализ процесса превращения вызывает цепную реакцию, не зависящую от температуры, и что атом йода приблизительно в сорок раз активнее атома серы. По-видимому, атомы йода и серы включаются в структуру красного фосфора при образовании последнего и тем самым удаляются из зоны реакции. Интересно отметить, что средний размер частиц красного фосфора увеличивается по мере протекания реакции его образования из жидкого белого фосфора [55]. При 400° белый фосфор в основном целиком превращается в красный в течение полутора часов.

Ультрафиолетовые лучи также ускоряют превращение α-белого фосфора в аморфный красный. Поэтому очищенный белый фосфор следует хранить в темноте. Если куски белого фосфора, хранимые под водой, подвергаются действию света в течение продолжительного времени, то их поверхность покрывается зернами красного фосфора. Изредка на одной или двух точках поверхности образуются крупные зерна, причем нигде в другом месте они не появляются.

Исследования превращения белого фосфора, растворенного в PBr3, в красный, образующий осадок, показали [56], что это реакция первого порядка с энергией активации около 4,5 ккал/молъ. Константа скорости равна 7,8-10~3 мин-1 при 184°. Реакция ускоряется при действии света; исследовано также фотохимическое превращение в сероуглероде [57]. При растворении белого фосфора в сероуглероде скорость осаждения красного фосфора также соответствует реакции первого порядка. Можно сделать заключение, что фотохимическая реакция состоит в диссоциации молекул P4 в молекулы P2, которые в свою очередь соединяются вновь с образованием красного фосфора.

Ван Везер. Фосфор и его соединения. М.: Издатинлит, 1962. с. 92

[Егор.]

  oztech сказал:

Превращение белого фосфора в красный

При нагревании в закрытой системе при умеренно высоких температурах белый фосфор превращается в аморфный красный. В начальной стадии процесса реакционная смесь состоит из частиц красного фосфора, суспендированных в белом фосфоре. После превращения приблизительно половины белого фосфора в красный смесь становится полужидкой, а при дальнейшем превращении получается твердый продукт [54].

Скорость превращения жидкого белого фосфора в красный соответствует реакции первого порядка в температурном интервале 250—350°. Энергия активации процесса составляет около 38 ккал/моль, а предэкспоненциальный фактор имеет нормальное значение 4*1012. По-видимому, молекула P4 при процессе превращения не диссоциирована и экстенсивные цепные реакции не происходят [54]. Превращение, вероятно, заключается в образовании ядер красного фосфора (реакция первого порядка) и последующей агломерации ядер и образовании более крупных частиц. Процесс образования ядер красного фосфора, вероятно, заключается в перераспределении связей между соседними молекулами P4 и образовании структуры красного фосфора.

Добавление 0,01—0,1% йода или 0,5—1,5% серы к жидкому белому фосфору заметно ускоряет начальные стадии превращения в красный фосфор. Однако скоро этот эффект исчезает п превращение продолжается со скоростью, сравнимой со скоростью процесса без ускорителей. Де Уитт и Скольник считают, что катализ процесса превращения вызывает цепную реакцию, не зависящую от температуры, и что атом йода приблизительно в сорок раз активнее атома серы. По-видимому, атомы йода и серы включаются в структуру красного фосфора при образовании последнего и тем самым удаляются из зоны реакции. Интересно отметить, что средний размер частиц красного фосфора увеличивается по мере протекания реакции его образования из жидкого белого фосфора [55]. При 400° белый фосфор в основном целиком превращается в красный в течение полутора часов.

Ультрафиолетовые лучи также ускоряют превращение α-белого фосфора в аморфный красный. Поэтому очищенный белый фосфор следует хранить в темноте. Если куски белого фосфора, хранимые под водой, подвергаются действию света в течение продолжительного времени, то их поверхность покрывается зернами красного фосфора. Изредка на одной или двух точках поверхности образуются крупные зерна, причем нигде в другом месте они не появляются.

Исследования превращения белого фосфора, растворенного в PBr3, в красный, образующий осадок, показали [56], что это реакция первого порядка с энергией активации около 4,5 ккал/молъ. Константа скорости равна 7,8-10~3 мин-1 при 184°. Реакция ускоряется при действии света; исследовано также фотохимическое превращение в сероуглероде [57]. При растворении белого фосфора в сероуглероде скорость осаждения красного фосфора также соответствует реакции первого порядка. Можно сделать заключение, что фотохимическая реакция состоит в диссоциации молекул P4 в молекулы P2, которые в свою очередь соединяются вновь с образованием красного фосфора.

Ван Везер. Фосфор и его соединения. М.: Издатинлит, 1962. с. 92

Спасибо за такой подробнейший ответ помойму исчерпывающая информация.

Если вам не трудно можете дать ссылку на эту книгу - Ван Везер. Фосфор и его соединения. М.: Издатинлит, 1962. с. 92, описание идет довольно хорошо.

 

И такой вопрос, а сколь времени нужно, чтоб белый фосфор (в количестве 100грамм) превратился в красный на свету при 15-20градусах тепла и 5-10градусаов тепла? И какая минимальная температура для подобной реакции?

[oztech]

  Егор. сказал:

Спасибо за такой подробнейший ответ помойму исчерпывающая информация.

Если вам не трудно можете дать ссылку на эту книгу - Ван Везер. Фосфор и его соединения. М.: Издатинлит, 1962. с. 92, описание идет довольно хорошо.

 

И такой вопрос, а сколь времени нужно, чтоб белый фосфор (в количестве 100грамм) превратился в красный на свету при 15-20градусах тепла и 5-10градусаов тепла? И какая минимальная температура для подобной реакции?

Уважаемый Егор!

Ван Везер стоит у меня на полке. Выложил ли кто-нибудь его в бесплатную электронную библиотеку - не знаю, предложение купить Вы самостоятельно легко найдете с помощью поисковика. Только с. 92 - это одна страничка, которую я отсканировал в ответ на Ваш вопрос, а вся монография - 688 страниц.

На вопрос о времени перехода у меня ответа нет. Уж, если при 400 градусов процесс идет 1,5 часа, то, может, кто еще помнит термодинамику прикинет, чего ожидать при 10-20 градусов. Возможно, что на 100 г уйдут годы...

[Бухалыч]

Несколько миллиардов лет и красный фосфор - ваш.

[oztech]

  Бухалыч сказал:

Несколько миллиардов лет и красный фосфор - ваш.

Есть такое грубое эмпирическое правило Вант-Гоффа, что при увеличении температуры на 10 градусов скорость реакции удваивается (в оригинале, правда не в 2, а в 2-4 раза, но и с удвоением цифры неслабые). От 20 до 400 градусов 380=38 ступеней по 10 градусов, т.е. скорость при 20 градусах в 2exp38 раз ниже, чем при 400. Значит вместо 1,5 часов реакция будет идти 1,5*2exp38 часов. Поделив на 24, получим в сутках, и еще раз поделив на 365 - в годах. Воспользовался Excel, и он дал следующие результаты:

4,12317E+11 (часов)

17 179 869 184 (суток)

47 068 135 (лет).

И всего-то.

[Бухалыч]

Я по вантгоффу и прикидывал. Если взять за коэффициент тройку, то получается 231 310 225 628 937 лет, если четверку, то 12 937 990 364 026 425 243 года

[Егор.]

Спасибо за подсчеты не думал что так много времени затратится на это.

 

Скажите, а если хранить белый фосфор объемом с пластиковую ложку емкостью 10мл в 50 мл этилового спирта или ацетона, то не будет ли взаимодействовать фосфор с спиртом или ацетоном и не получиться ли какое нибуть вещество типа этилфосфат ..? хранить на свету при 20 градусах дома.

[Abwer]

  Егор. сказал:

Спасибо за подсчеты не думал что так много времени затратится на это.

 

Скажите, а если хранить белый фосфор объемом с пластиковую ложку емкостью 10мл в 50 мл этилового спирта или ацетона, то не будет ли взаимодействовать фосфор с спиртом или ацетоном и не получиться ли какое нибуть вещество типа этилфосфат ..? хранить на свету при 20 градусах дома.

Егорушка, а зачем тебе красный фосфор :( Ты наркоман штоле