Fosforus pentoksida

Difosforus pentoksida adalah suatu senyawa kimia dengan rumus kimia P₄O₁₀ (dengan nama umumnya diturunkan dari rumus empirisnya, P₂O₅). Padatan kristalin putih ini merupakan anhidrida dari asam fosfat. Senyawa ini merupakan pengering dan agen pendehidrasi yang sangat kuat.

Difosforus pentoksida

Difosforus pentoksida Difosforus pentoksida
Nama
Nama lain Difosforus pentoksida Fosforus(V) oksida Anhidrida fosforat Tetrafosforus dekaoksida Tetrafosforus dekoksida
Penanda
Nomor CAS	1314-56-3 Y 16752-60-6 (P4O10) N
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:37376 Y
ChemSpider	14128 Y
Nomor EC
PubChem CID	14812
Nomor RTECS	{{{value}}}
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID701335584 DTXSID9047754, DTXSID701335584
InChI InChI=1S/P4O10/c1-11-5-12(2)8-13(3,6-11)10-14(4,7-11)9-12 N Key: DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N Y
SMILES O=P13OP2(=O)OP(=O)(O1)OP(=O)(O2)O3
Sifat
Rumus kimia	P4O10
Massa molar	283.886 g mol−1
Penampilan	Bubuk putih sangat higroskopis berbau menyengat
Densitas	2.39 g/cm3
Titik lebur	menyublim
Titik didih	360 °C (680 °F; 633 K)
Kelarutan dalam air	hidrolisis eksotermik
Tekanan uap	1 mmHg @ 385 °C (bentuk stabil)
Bahaya
Lembar data keselamatan	MSDS
Klasifikasi UE (DSD) (usang)	not listed
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
N verifikasi (apa ini YN ?)
Referensi

Struktur

Fosforus pentoksida mengkristal dalam setidaknya empat bentuk atau polimorf. Yang paling dikenal, bentuk metastabilnya,^[1] seperti ditunjukkan pada gambar, terdiri dari molekul P₄O₁₀. Gaya van der Waals yang lemah menahan molekul bersama-sama dalam suatu kisi heksagonal (Namun, terlepas dari simetri molekul yang tinggi, kemasan kristal bukanlah kemasan yang dekat^[2]). Struktur kurung P₄O₁₀ mengingatkan pada adamantane dengan grup titik simetri T_d.^[3] Senyawa ini terkait erat dengan anhidrida yang sesuai dengan asam fosfat, P₄O₆. Yang terakhir tidak memiliki gugus okso terminal. Kerapatannya adalah 2.30 g/cm³. Senyawa ini mendidih pada suhu 423 °C dibawah tekanan atmosfer; jika dipanaskan lebih cepat maka dapat menyublim. Bentuk ini bisa dibuat dengan mengembunkan uap fosforus pentoksida dengan cepat, hasilnya merupakan padatan yang sangat higroskopis.^[4]

Polimorf lainnya bersifat polimer, namun pada masing-masing atom fosforus terikat secara tetrahedral dengan atom oksigen, yang satu di antaranya membentuk ikatan terminal P=O yang melibatkan sumbangan elektron orbital-p terminal kepada partikel antiikatan fosforus-oksigen tunggal. Bentuk makromolekul dapat dibuat dengan memanaskan senyawa dalam tabung tertutup selama beberapa jam, dan mempertahankan lelehan pada suhu tinggi sebelum mendinginkan lelehan menjadi padatan.^[4] Senyawa ortorombik metastabil, cincin bentuk-"O" (kerapatan 2.72 g/cm³, titik leleh 562 °C), adopts a layered structure consisting of interconnected P₆O₆, Tidak seperti struktur yang diadopsi oleh polisilikat tertentu. Bentuk stabil adalah fase kerapatan yang lebih tinggi, juga berbentuk ortorombik, yang disebut bentuk-0'. Ini terdiri dari kerangka kerja 3 dimensi, densitas 3.5 g/cm³.^[1][5] Polimorf yang tersisa adalah kaca atau bentuk amorf; Hal itu bisa dilakukan dengan memadukan yang lain.

bagian dari lapisan o′-(P2O5)∞	susunan lapisan o′-(P2O5)∞

Preparasi

P₄O₁₀ disiapkan dengan membakar unsur fosforus dengan pasokan udara yang cukup:

P₄ + 5 O₂ → P₄O₁₀

Untuk sebagian besar abad ke-20, fosforus pentoksida digunakan untuk menyediakan pasokan asam fosfat murni. Dalam proses termal, fosforus pentoksida yang diperoleh dengan membakar fosforus putih yang dilarutkan dalam asam fosfat encer untuk menghasilkan asam pekat.^[6] Perbaikan teknologi penyaringan mengarah pada "proses asam fosfat basah" mengambil alih dari proses termal, meniadakan kebutuhan untuk menghasilkan fosforus putih sebagai material awal.^[7] Dehidrasi asam fosfat untuk menghasilkan fosforus pentoksida tidak dimungkinkan karena pada pemanasan asam metafosfat akan mendidih tanpa kehilangan semua airnya.

Aplikasi

Fosforus pentoksida merupakan suatu agen pendehidrasi yang potensial yang ditandai dengan keadaan eksotermik dari hidrolisisnya:

P₄O₁₀ + 6 H₂O → 4 H₃PO₄   (–177 kJ)

Namun, kegunaannya untuk pengeringan agak terbatas oleh kecenderungannya untuk membentuk lapisan kental pelindung yang menghambat dehidrasi lebih lanjut dengan bahan yang tidak terpakai. Bentuk granular dari P₄O₁₀ digunakan dalam desikator.

Konsisten dengan kekuatan pengeringannya yang besar, P₄O₁₀ digunakan dalam sintesis organik untuk dehidrasi. Aplikasi yang paling penting adalah untuk konversi amida primer menjadi nitril:^[8]

P₄O₁₀ + RC(O)NH₂ → P₄O₉(OH)₂ + RCN

Koproduk yang dihasilkan P₄O₉(OH)₂ adalah rumus ideal untuk produk yang tidak terdefinisi yang dihasilkan dari hidrasi P₄O₁₀.

Sebagai alternatif, bila dikombinasikan dengan asam karboksilat, hasilnya adalah anhidrida yang sesuai:^[9]

P₄O₁₀ + RCO₂H → P₄O₉(OH)₂ + [RC(O)]₂O

"Pereaksi Onodera", suatu larutan P₄O₁₀ dalam DMSO, digunakan untuk mengoksidasi alkohol.^[10] Reaksi ini mengingatkan pada oksidasi Swern.

Kekuatan pengeringan dari P₄O₁₀ cukup kuat untuk mengubah banyak asam mineral menjadi anhidrida mereka. Contoh: HNO₃ diubah menjadi N₂O₅;  H₂SO₄ diubah menjadi SO₃;  HClO₄ diubah menjadi Cl₂O₇;  CF₃SO₃H diubah menjadi (CF₃)₂S₂O₅.

Fosforus oksida terkait

Antara senyawa yang penting secara komersial P₄O₆ dan P₄O₁₀, fosforus oksida dikenal dengan struktur menengah.^[11]

Bahaya

Fosforus pentoksida tidak mudah terbakar. Senyawa ini bereaksi dengan kuat dengan air dan zat yang mengandung air seperti kayu atau kapas, membebaskan banyak panas dan bahkan dapat menyebabkan kebakaran. Senyawa ini bersifat korosif terhadap logam dan sangat mengganggu – senyawa ini dapat menyebabkan luka bakar parah pada mata, kulit, membran mukosa, dan saluran pernapasan bahkan pada konsentrasi serendah 1 mg/m³.^[12]

Lihat pula

• Pereaksi Eaton

Referensi

1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (edisi ke-2), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
2. Cruickshank, D.W.J. (1964). "Refinements of Structures Containing Bonds between Si, P, S or Cl and O or N: V. P₄O₁₀". Acta Crystallogr. 17 (6): 677–9. doi:10.1107/S0365110X64001669.
3. D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam. ISBN 0-444-89307-5.
4. .Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). "Chapter 15: The group 15 elements". Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Pearson. hlm. 473. ISBN 978-0-13-175553-6.
5. D. Stachel, I. Svoboda and H. Fuess (June 1995). "Phosphorus Pentoxide at 233 K". Acta Crystallogr. C. 51 (6): 1049–1050. doi:10.1107/S0108270194012126.
6. Threlfall, Richard E., (1951). The story of 100 years of Phosphorus Making: 1851 - 1951. Oldbury: Albright & Wilson Ltd
7. Podger, Hugh (2002). Albright & Wilson: The Last 50 Years. Studley: Brewin Books. ISBN 1-85858-223-7
8. Meier, M. S. "Phosphorus(V) Oxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
9. Joseph C. Salamone, ed. (1996). Polymeric materials encyclopedia: C, Volume 2. CRC Press. hlm. 1417. ISBN 0-8493-2470-X.
10. Tidwell, T. T. "Dimethyl Sulfoxide–Phosphorus Pentoxide" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289.
11. Luer, B.; Jansen, M. "Crystal Structure Refinement of Tetraphosphorus Nonaoxide, P₄O₉" Zeitschrift fur Kristallographie 1991, volume 197, pages 247-8.
12. "Phosphorus pentoxide MSDS". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-08-07. Diakses tanggal 2017-06-15.

Pranala luar

• OSHA Diarsipkan 2016-03-05 di Wayback Machine.
• Spec sheet Diarsipkan 2007-09-27 di Wayback Machine.
• Definition Diarsipkan 2004-12-10 di Wayback Machine.
• Website of the Technische Universität Darmstadt and the CEEP about Phosphorus Recovery Diarsipkan 2012-07-09 di Wayback Machine.