磷酸85%
磷酸或正磷酸,化學(xué)式H3PO4,分子量為97.9724,是一種常見(jiàn)的無(wú)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(yè)上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會(huì )失水得到焦磷酸,再進(jìn)一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業(yè),也可用作化學(xué)試劑。
基礎信息
中文名 |
磷酸 |
英文名 |
Phosphoric acid |
別 稱(chēng) |
正磷酸 |
化學(xué)式 |
H3PO4 |
分子量 |
98 |
密 度 |
1.874g/mL(液態(tài)) |
CAS登錄號 |
7664-38-2 |
EINECS登錄號 |
231-633-2 |
熔 點(diǎn) |
42 ℃ |
沸 點(diǎn) |
261℃ |
外 觀(guān) |
白色固體,大于42℃時(shí)為無(wú)色粘稠液體 |
水溶性 |
可與水以任意比互溶 |
危險品運輸編號 |
UN 3453 8/PG 3 |
物理性質(zhì)
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(diǎn)302.3K)。
化學(xué)性質(zhì)
磷酸是三元中強酸,分三步電離,不易揮發(fā),不易分解,幾乎沒(méi)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(lèi)似反應),屬于弱酸制強酸:
NaCl + H3PO4(濃) ==△== NaH2PO4 + HCl↑
原理:難揮發(fā)性酸制揮發(fā)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(wú)色的可溶性的配合物[Fe
(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-,利用這一性質(zhì),分析化學(xué)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(shí)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(huán)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(guò)于復雜,因此中學(xué)課程將其簡(jiǎn)化為氫氟酸是單一
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(lèi)
磷酸鹽有三類(lèi):正鹽(含PO43-),酸式鹽磷酸一氫鹽(含HPO42-)和磷酸二氫鹽(含H2PO4-)。
三類(lèi)鹽之間的關(guān)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(zhù)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(zhù)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(wèn)題
①H2PO4-、 H2PO42-、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(guò)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
應用領(lǐng)域
農業(yè):磷酸是生產(chǎn)重要的磷肥(過(guò)磷酸鈣、磷酸二氫鉀等)的原料,也是生產(chǎn)飼料營(yíng)養劑(磷酸二氫鈣)的原料。
工業(yè):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(xué)拋光劑,用以提高金屬表面的光潔度。
3、生產(chǎn)洗滌用品、 蟲(chóng)劑的原料磷酸酯。
4、生產(chǎn)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(yíng)養劑,可口可樂(lè )中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑,可作為營(yíng)養
增強劑。
醫學(xué):磷酸可用于制取含磷藥品,例如甘油磷酸鈉等。