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Phosphor(V)-oxid

Reaktivität von Phosphor(V)-oxid

Thermolyse

Vom Phosphor(V)-oxid existieren drei verschiedene feste Modifikationen. Die normale ist die hexagonale kristalline H-Form. Beim Erhitzen über 450 °C wandelt sie sich in zwei polymere Formen ( P 2 O 5 ) n , der metastabilen orthorhombischen (O-Form; Tfus= 562 °C; Tvap= 605 °C; ρ= 2,72 gcm-3 ) und der stabilen orthorhombischen (O'-Form; Tfus= 580 °C; Tvap= 605 °C; ρ= 2,89 gcm-3 ), um.

Hydrolyse

Phosphor(V)-oxid reagiert sehr heftig, fast explosionsartig, unter großer Wärmeentwicklung mit Wasser.

P4O10+ 6H2O 4H3PO4 ( ΔrH° = 378 kJmol-1 )

Der Hydrolyse liegt die Spaltung von P-O-P-Bindungen zugrunde:

Die Hydrolyse erfolgt in Stufen: Die Spaltung von zwei der sechs P-O-P-Bindungen führt zur cyclischen Tetrametaphosphorsäure (HPO3)4 und die von zwei weiteren zur Diphosphorsäure H4P2O7 , deren Hydrolyseprodukt die Orthophosphorsäure, H3PO4 , ist.

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Abb.1
Tetrametaphosphorsäure
Abb.2
Diphosphorsäure

Wasserentziehende (dehydratisierende) Wirkung

Die Umsetzung von P4O10 mit Säuren liefert in vielen Fällen die Säureanhydride. So reagieren H2SO4 , HNO3 und HClO4 mit P4O10 zu SO3 , N2O5 beziehungsweise Cl2O7 .Aus Malonsäure wird Kohlenstoffsuboxid freigesetzt, die Reaktion mit Säureamiden führt zu Nitrilen.

CH2(COOH)2 P 4 O 10 C3O2+ 2H2O R-C(O)NH2 P 4 O 10 R-CN+ H2O

Veresterung

Bei der Reaktion von P4O10 mit Alkoholen entstehen Mono- und Diester der Phosphorsäure.

P4O10+ 6ROH 2PO(OH)2(OR)+ 2PO(OH)(OR)2

Durch Reaktion von P4O10 mit Diethylether wird Triethylphosphat erhalten:

P4O10+ 6Et2O 4PO(OEt)3

Reaktion mit Metalloxiden

P4O10 reagiert beim Erhitzen heftig mit Metalloxiden (zum Beispiel Na2O oder BaO) unter Bildung des entsprechenden Phosphats.

Reaktion mit Chloriden

Die Reaktion mit Natriumchlorid in der Wärme führt ebenso wie die Umsetzung mit Phosphorpentachlorid zu Phosphorylchlorid.

P4O10+ 6NaCl 2POCl3+ 2Na3PO4 P4O10+ 6PCl5 10POCl3

Reaktion mit Kohlenstoff

Bei der Reaktion mit Kohlenstoff wird Phosphor(V)-oxid erst bei sehr hohen Temperaturen zu elementarem Phosphor reduziert.

P4O10+ 10C P4+ 10CO
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