五氧化二磷

磷在氧气中燃烧而生成的物质

五氧化二磷

五氧化二磷（Phosphorus pentoxide[5]），化学式为P2O5，又叫做磷酸酐、无水磷酸、五氧化磷，是一种白色粉末状固体，不纯品为黄色粉末，有蒜的气味。P2O5具有强吸水性，在空气中迅速潮解，极易于水化合，跟冷水化合生成偏磷酸（HPO3），跟热水化合生成磷酸（H3PO4），在347℃会发生升华。有强烈的腐蚀性和毒性。常用作干燥剂和脱水剂，可用于制造磷酸、农药、磷酸盐等。[0][2][6][7]P4O10是由4个磷氧四面体通过共用角顶氧原子而联接起来的稠环结构，其简式即为P2O5。[8]

五氧化二磷（Phosphorus pentoxide[6]），化学式为P2O5，又叫做磷酸酐、无水磷酸、五氧化磷，是一种白色粉末状固体，不纯品为黄色粉末，有蒜的气味。P2O5具有强吸水性，在空气中迅速潮解，极易于水化合，跟冷水化合生成偏磷酸（HPO3），跟热水化合生成磷酸（H3PO4），在347℃会发生升华。有强烈的腐蚀性和毒性。常用作干燥剂和脱水剂，可用于制造磷酸、农药、磷酸盐等。[1][3][7][8]

物质结构

P4O10是由4个磷氧四面体通过共用角顶氧原子而联接起来的稠环结构，其简式即为P2O5。[9]

常压下，五氧化二磷的晶型结构有3种，为h型、o型、o’型，分别属于六方形、斜方形和四方形。h-P2O5的结构见图a，是由离散的P4O10分子形成的六角形的立体结构。其中每个P原子先形成 PO4的四面体，然后利用6个O原子形成键桥连接 4个P原子进行均匀分配，从而形成h-P2O5的结 构。[10]

o-P2O5的结构见图b，每个PO4四面体的其中 3个角都与相邻的PO4共享，并且连续3个PO4都 沿c轴螺旋运行，从而形成了一个螺旋立体网络结构。[10]

而o'-P2O5的结构则是一个无限的二维表，相连接的PO4彼此有两个面互相平行，如图c所示。在后面两种结构中O原子始终作为PO4的终端，因此它们的P—O键的长度要短于h-P2O5的键桥长度。[10]

五氧化二磷结构
五氧化二磷结构

将h-P2O5在密闭容器中于400℃下加热2 h可以转变为o-P2O5，而o’-P2O5是在密闭容器中于450℃下加热24 h 后制得的。同样o-P2O5在一定条件下也可转换为h-P2O5。[11][10]

物理性质

五氧化二磷极易溶于水，是白色粉末状固体，吸湿性很强，是一种强干燥剂。易升华，在加压下加热到较高温度，晶体转变为无定形玻璃状固体。[12]

与水发生反应

五氧化二磷是酸性氧化物，与水发生剧烈反应放出大量的热，它与热水反应生成无毒的磷酸，与冷水反应生成有毒的偏磷酸。化学反应式如下：[3]

P2O5 + H2O（冷）= 2HPO3（偏磷酸，剧毒）[12]

P2O5 + 3H2O（热）= 2H3PO4（磷酸，无毒）[12]

所以五氧化二磷是偏磷酸和磷酸的酸酐。[12]

与碱和碱性氧化物反应

五氧化二磷能与碱或者碱性氧化物生成盐。[3]

P2O5 + 6NaOH = 2Na3PO4 + 3H2O[3]

P2O5 + 3Na2O = 2Na3PO4[13]

脱水性

五氧化二磷对水有很强的亲和力，可以从许多化合物中夺取化合态水，可使硝酸、硫酸等脱水。[14]

分解性

五氧化二磷在高温条件下会分解：

2P2O5 4P + 5O2[15]

制备方法

磷矿石、焦皮和硅砂等，必要寸再加适量的铁屑，投入熔矿炉内(电炉)，送入650℃左右的热风使生成的白磷燃烧，捕集得五氧化二磷。[16]

2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C = 6CaSiO3 + P4 + 10CO[16]

P4 + 5O2 2P2O5[3]

流程简图如下：[16]

此外，最为简单的方法是将白磷在干燥空气中燃烧而得到五氧化二磷。[17]

五氧化二磷制备方法
五氧化二磷制备方法
红磷在氧气中燃烧现象
红磷在氧气中燃烧现象

用途

用作有机合成催化剂、脱水剂、气体及液体的干燥剂、合成纤维的抗静电剂等。还可用于制造磷酸、磷酸盐和磷酸酯、五氧化二磷溶胶、有机磷农药、医药、表面活性剂以及光学玻璃等。[18]

危险特性

五氧化二磷具有腐蚀性，有剧毒，遇水发热分解，放出有毒及腐蚀性气体。暴露在空气中的五氧化二磷与有机物接触，会发生燃烧。[1][19]

储存与运输

五氧化二磷属一级无机酸性腐蚀物品，危规编号：91034。应严格密封储存在通风干燥的库房中。防潮防湿，不可与有机物、双氧水、与易燃物、氧化剂、碱性物品等共混储存或者运输，不可久储，以免变质。轻装轻卸，保持包装完整、密封，不宜在雨天运输。[1][19]

毒性概述

五氧化二磷属于一级无机酸性腐蚀品，其蒸气及粉尘对眼、口腔粘膜及呼吸系统有刺激性及腐蚀作用，严重者可致中毒性肺炎，肺水肿。使人体组织脱水，对皮肤有刺激腐蚀作用。有时含游离磷，可引起磷中毒。[8][18]

应急处理

发生火灾时，可用砂土、二氧化碳灭火，切勿使用水。[1]

发生泄露事故时，对逸出物料处置须戴好防毒面具与手套、用干燥沙土混合，铲起逐渐倒入大量水中，经稀释的洗水放入废水系统。沙土经冲洗后倒至垃圾箱。对污染的地面用肥皂或洗涤剂刷洗。[20]

急救措施

五氧化二磷蒸气与粉尘能严重刺激眼、粘膜、皮肤和呼吸系统，造成灼伤，经常吸入低浓度蒸气能损害肺部。应使吸入蒸气的患者离开污染区，安置休息并保持温暖，眼部受刺激须用水冲洗。皮肤接触此物先用水冲洗，再涂敷氧化镁甘油软膏。脱去污染衣物经洗净后再用，如有灼伤须就医诊治。如果进入口内，立即漱口，饮水及镁乳，并送医院救治。[20]

参考资料 20

  1. 参考 1
  2. Phosphorus pentoxide — PubChem
  3. 参考 3
  4. 五氧化二磷 — 化源网
  5. 国际化学品安全卡 — 国际化学品安全卡（中文版）
  6. Phosphorus pentoxide | P2O5 | CID 6326975 - PubChem — National Library of Medicine
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
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