Горение гипофосфита кальция. Burning of calcium hypophosphite

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Когда говорят о реакциях горения на воздухе, чаще всего речь идет о горении различных органических веществ, некоторых простых веществ: угля, серы, железа, водорода или ковалентных неорганических соединений вроде сероводорода, гидразина, сероуглерода...

А может ли гореть на воздухе неорганическая соль? Оказывается - да. Один из примеров - гипофосфит кальция (кальций фосфорноватистокислый) - Ca(H₂PO₂)₂.

При поджигании гипофосфит кальция горит красновато-желтым пламенем с образованием белого дыма. Вскоре верхний слой прогорает, оставляя сцепленный слой, ниже - тлеет. Чтобы поддержать пламя, приходилось ворошить кучку. Шлак после сгорания рыжего цвета, видимо, примесь красного фосфора.

Однозначно можно сказать, что при горении фосфор окисляется (больше там окисляться нечему), возможно при нагреве спичкой сначала соль диспропорционирует на фосфат кальция и фосфин, который затем горит сам и поддерживает дальнейший процесс (диспропорционирования при нагреве), но это только предположение.

Дым от горения похож на дым фосфорного ангидрида, а само горение гипофосфита кальция напоминает горение фосфора (только оно менее яркое и менее активное).

Ниже дано видео горения гипофосфита кальция на дне кварцевого стакана.

Позже нашел банку гипофосфита натрия (моногидрат) и проверил - он тоже горит на воздухе, только ещё медленнее. И поджечь его труднее.

У гипофосфита кальция продукты сгорания получаются рыхлыми, по консистенции похоже на слежавшийся снег. А продукты сгорания гипофосфита натрия сплавленные.

И ещё одно наблюдение, касается обоих. Когда в процессе горения ничего не трогаешь, и кажется, что всё прогорело. Можно выдержать несколько минут и видимых изменений нет. Однако, если начать ворошить "шлак", то горение возобновляется. Так ведёт себя белый фосфор.

Надо бы попробовать жечь без внешнего освещения.

Комментарии

^К1 Немного покопался в литературе и решил дополнить.

При горении гипофосфита кальция идет несколько параллельных реакций:

а) Термическое разложение:

3Ca(H₂PO₂)₂ = 3CaHPO₃ + H₃PO₃ + 2PH₃

4H₃PO₃ = 3H₃PO₄ + PH₃

2PH₃ = 2P + 3H₂ (примесь коричневого цвета - красный фосфор)

б) окисление

PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

2H₂ + O₂ = 2H₂O

Откуда можно вывести два суммарных уравнения реакции:

- неполное окисление

24Ca(H₂PO₂)₂ + 21O₂ = 24CaHPO₃ + 12H₃PO₄ + 12P + 18H₂O

- полное окисление

12Ca(H₂PO₂)₂ + 18O₂ = 12CaHPO₃ + 12H₃PO₄

На воздухе параллельно идут обе реакции. Если взять чистый кислород, то останется только второй вариант.

Ортофосфорная кислота H₃PO₄ может так же обезвоживаться с образованием дифосфорной (H₂PO₃)₂O, трифосфорной H₅P₃O₁₀ и других конденсированных фосфорных кислот, вплоть до метафосфорной HPO₃ (полимер).

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

После экспериментов по горению гипофосфита кальция нашел банку гипофосфита натрия (моногидрат) и проверил - он тоже горит на воздухе, только еще медленнее. И поджечь его труднее.

У гипофосфита кальция продукты сгорания получаются рыхлыми, по консистенции похоже на слежавшийся снег. А продукты сгорания гипофосфита натрия сплавленные.

И еще одно наблюдение, касается обоих. Когда в процессе горения ничего не трогаешь, и кажется, что все прогорело. Можно выдержать несколько минут и видимых изменений нет. Однако, если начать ворошить "шлак", то горение возобновляется. Так ведет себя белый фосфор.

Со съемкой горения гипофосфита натрия получилось не очень. Снимал в темноте камерой Тошиба и не заметил, как она отключилась через несколько секунд съемки. Включил снова, когда половина навески вещества (~10 г) прогорела. Свечения фосфора не заметил.

Соль оказалась отсыревшей, в таком виде у меня хранилась много лет в плотно закрытой банке. Поставил сушиться в эксикатор над хлоридом кальция, что заняло много времени, поскольку в банке было > 600 г.

Высушил гипофосфит натрия до постоянного веса. По виду кристаллы остались гидратом, но слиплись. Горит так же медленно. Повторно снимать не стал.

Рыжий остаток, который образуется после сгорания гипофосфита кальция, обработал соляной кислотой. Промыл, высушил. Это - красный фосфор с примесью солей кальция. Получается его немного. Горит как фосфор, если потушить - светится и пахнет.

В продуктах горения гипофосфита натрия (белый, сероватый плав) его, вроде, нет.

В заключение экспериментов с гипофосфитами заснял горение смеси гипофосфита кальция с персульфатом калия 1:10. Вообще-то K₂S₂O₈ - не пиротехнический окислитель, просто под руки попался.