Чтобы осуществить указанные превращения, необходимо записать последовательность химических реакций с соответствующими реагентами и продуктами. Вот как это можно сделать:
1. Превращение H₂O → O₂
Для получения кислорода из воды используют процесс электролиза воды:
Реакция электролиза воды:
[
2H_2O \xrightarrow{\text{электричество}} 2H_2 + O_2 \uparrow
]
Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород, где кислород выделяется в газообразной форме.
2. Превращение O₂ → P₂O₅
Для получения оксида фосфора(V) (P₂O₅) используют фосфор и кислород. Это реакция сгорания белого фосфора в избытке кислорода:
Реакция сгорания фосфора:
[
4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5
]
Фосфор сгорает в кислороде с образованием оксида фосфора(V).
3. Превращение P₂O₅ → H₃PO₄
При взаимодействии оксида фосфора(V) с водой образуется ортофосфорная кислота (H₃PO₄). Это реакция гидратации:
Реакция гидратации:
[
P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4
]
Оксид фосфора(V) активно взаимодействует с водой, образуя фосфорную кислоту.
4. Превращение H₃PO₄ → K₃PO₄
Для получения трикалийфосфата (K₃PO₄) ортофосфорная кислота нейтрализуется гидроксидом калия (KOH). Это реакция нейтрализации:
Реакция нейтрализации:
[
H_3PO_4 + 3KOH \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O
]
В результате взаимодействия кислоты и основания образуется соль (K₃PO₄) и вода.
Итоговые уравнения реакций:
- [
2H_2O \xrightarrow{\text{электричество}} 2H_2 + O_2 \uparrow
]
- [
4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5
]
- [
P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4
]
- [
H_3PO_4 + 3KOH \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O
]
Эти реакции позволяют осуществить заданное превращение: ( H_2O → O_2 → P_2O_5 → H_3PO_4 → K_3PO_4 ).