Номер 269, страница 220 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.269. При дегидратации ортофосфорной кислоты образуется метафосфорная кислота. Запишите уравнение реакции. Координационное число фосфора в метафосфорной кислоте равно 4. Представьте формулу метафосфорной кислоты в виде полимера.

Уравнение реакции дегидратации ортофосфорной кислоты

Дегидратация (отщепление воды) ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$) при нагревании приводит к образованию полимерной метафосфорной кислоты ($(HPO_3)_n$) и воды ($H_2O$). Этот процесс является поликонденсацией, в ходе которой молекулы ортофосфорной кислоты соединяются друг с другом, образуя полимерную цепь.

Уравнение реакции в общем виде, где $n$ – степень полимеризации:

$n H_3PO_4 \xrightarrow{t°} (HPO_3)_n + n H_2O$

Ответ: $n H_3PO_4 \xrightarrow{t°} (HPO_3)_n + n H_2O$.

Формула метафосфорной кислоты в виде полимера

Метафосфорная кислота является полимером, эмпирическая формула которого $HPO_3$, а общая формула записывается как $(HPO_3)_n$.

Условие, что координационное число фосфора равно 4, означает, что каждый атом фосфора находится в центре тетраэдра, образованного четырьмя атомами кислорода (образуя фрагмент $PO_4$). Эти тетраэдры соединяются друг с другом в длинные цепи или циклы за счет образования "мостиковых" кислородных связей $P-O-P$.

Для линейной полиметафосфорной кислоты структурным звеном является группа $-[P(O)(OH)O]-$. В этом звене каждый атом фосфора связан двойной связью с одним концевым атомом кислорода ($=O$), простой связью с гидроксильной группой ($-OH$) и двумя простыми связями с мостиковыми атомами кислорода ($-O-$), которые соединяют его с соседними атомами фосфора в цепи. Такая структура полностью соответствует как общей формуле $(HPO_3)_n$, так и координационному числу фосфора, равному 4.

Ответ: Общая формула полимера метафосфорной кислоты — $(HPO_3)_n$. Ее структура представляет собой цепь или кольцо из соединенных тетраэдров $PO_4$. Формула повторяющегося звена в линейном полимере: $-[P(O)(OH)O]-$.