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    磷酸

    磷酸

    磷酸或正磷酸,化學式H3PO4,分子量為97.9724,是一種常見的無機酸,是中強酸。由五氧化二磷溶于熱水中即可得到。正磷酸工業上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會失水得到焦磷酸,再進一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業,也可用作化學試劑。

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    磷酸或正磷酸,化學式H3PO4,分子量為97.9724,是一種常見的無機酸,是中強酸。由五氧化二磷溶于熱水中即可得到。正磷酸工業上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會失水得到焦磷酸,再進一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業,也可用作化學試劑。


    物理性質

    市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠狀濃溶液。從濃溶液中結晶,則形成半水合物2H3PO4·H2O(熔點302.3K)。

    化學性質

    磷酸是三元中強酸,分三步電離,不易揮發,不易分解,幾乎沒有氧化性。具有酸的通性。

    pKa1:2.12

    pKa2:7.21

    pKa3:12.67

    (1)濃磷酸可以和氯化鈉共熱生成氯化氫氣體(與碘化鉀、溴化鈉等也有類似反應),屬于弱酸制強酸:

    NaCl + H3PO4(濃) ==△== NaH2PO4 + HCl↑

    原理:難揮發性酸制揮發性酸

    (2)磷酸根離子具有很強的配合能力,能與許多金屬離子生成可溶性的配合物。如Fe3+與PO43-可以生成無色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-,利用這一性質,分析化學上常用PO43-掩蔽Fe3+離子,濃磷酸能溶解鎢、鋯、硅、硅化鐵等,并與他們形成配合物。

    (3)磷酸受強熱時脫水,依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是鏈狀結構,多聚的偏磷酸是環狀結構。

    2H3PO4 ==473-573K== H4P2O7 + H2O

    3H3PO4 ==573K以上== H5P3O10 + 2H2O

    4H3PO4 ==高溫== (HPO3)4 + 4H2O

    (4)需要特別注意的是,濃熱的磷酸能腐蝕二氧化硅,生成雜多酸。但由于反應原理過于復雜,因此中學課程將其簡化為氫氟酸是能與二氧化硅反應的酸。濃熱磷酸還能分解絕大部分礦物,如鉻鐵礦、金紅石、鈦鐵礦等。

    酸根離子

    鹽類

    磷酸鹽有三類:正鹽(含PO43-),酸式鹽磷酸一氫鹽(含HPO42-)和磷酸二氫鹽(含H2PO4-)。

    三類鹽之間的關系為:

    (1)溶解性

    正鹽和一氫鹽:除鉀、鈉、銨等少數鹽外,其余都難溶于水,但能溶于強酸。

    二氫鹽:都易溶于水。

    (2)相互轉化

    向磷酸中滴加堿液,隨著堿液的增多,先后生成磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽、磷酸鹽。

    向磷酸鹽溶液中滴加強酸,隨著酸的增多,先后生成磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽、磷酸。

    (3)離子共存的問題

    ①H2PO4-、 HPO42-、PO43-與H+不能共存。

    ②H2PO4-、HPO42-與OH-不能共存。

    ③H2PO4-與PO43-不能共存(化合生成HPO42-)。

    ④H2PO4-與HPO42-可共存,HPO42-和PO43-可共存。

    檢驗

    磷酸鹽與過量鉬酸銨在濃硝酸溶液中反應有淡黃色磷鉬酸銨晶體析出,這是鑒定磷酸根離子的特征反應:

    PO43- + 12MoO42- + 3NH4+ + 24H+ ==== (NH4)3[P(Mo12O40)]·6H2O↓ + 6H2O


    中文名:磷酸       別稱:正磷酸         化學式:H3PO4

    英文名:Phosphoric acid                分子量:98

    CAS登錄號:7664-38-2        EINECS登錄號:231-633-2

    外觀:白色固體,大于42℃時為無色粘稠液體

    水溶性:可與水以任意比互溶

    熔點:42℃      沸點:261℃    密度1.874g/mL(液態)

    應用:主要用于制藥、食品、肥料等工業,也可用作化學試劑

    危險品運輸編號:UN3453  8/PG 3

    安全防護

    磷酸無強氧化性,無強腐蝕性,屬于較為安全的酸,屬低毒類,有刺激性。

    LD50:1530mg/kg(大鼠經口);2740mg/kg(兔經皮)

    刺激性:兔經皮595mg/24小時,嚴重刺激;兔眼119mg嚴重刺激。

    接觸時注意防止入眼,防止接觸皮膚,防止入口即可。

    遇H發孔劑可燃; 受熱排放有毒磷氧化物煙霧。

    磷酸蒸氣能引起鼻黏膜萎縮;對皮膚有相當強的腐蝕作用,可引起皮膚炎癥性疾患;能造成全身中毒現象。

    若有磷酸蒸氣入眼,應立即用大量生理鹽水沖洗,隨后送醫院救治。

    空氣中更高容許濃度為1mg/m3。生產人員工作時應穿戴防護用具,如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料圍裙、長筒膠靴。注意保護呼吸器官和皮膚,如不慎濺到皮膚,應立即用大量清水沖洗,把磷酸洗凈后,一般可用紅汞溶液或龍膽紫溶液涂抹患處,嚴重時應立即送醫院診治。



    應用領域

    農業:磷酸是生產重要的磷肥(過磷酸鈣、磷酸二氫鉀等)的原料,也是生產飼料營養劑(磷酸二氫鈣)的原料。

    工業:磷酸是一種重要的化工原料,主要作用如下:

    1、處理金屬表面,在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜,以保護金屬免受腐蝕。

    2、和硝酸混合作為化學拋光劑,用以提高金屬表面的光潔度。

    3、生產洗滌用品、殺蟲劑的原料磷酸酯。

    4、生產含磷阻燃劑的原料。

    食品:磷酸是食品添加劑之一,在食品中作為酸味劑、酵母營養劑,可口可樂中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑,可作為營養增強劑。

    醫學:磷酸可用于制取含磷藥物,例如甘油磷酸鈉等。



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