post

Фосфорна киселина (ортофосфорна киселина)

Фосфорна киселина (ортофосфорна киселина, H3PO4) е химично съединение, което принадлежи към групата на оксокиселините. Тя е неорганична минерална киселина на безцветни кристали със слоест строеж. Температурата ѝ на топене е 42,5°С, а температурата ѝ на кипене е 158°С.

Строеж и свойства

Фосфорната киселина има молекулен строеж. Един централен фосфорен атом се свързва с четири кислородни атома. С първия фосфорът образува двойна връзка, а с останалите единични връзки. Те от своя страна се свързват с по един водороден атом.

Между молекулите на фосфорната киселина, в кристално състояние или стопилка, се образуват водородни връзки. В стопилката протичат процесите на автопротолиза и дехидратация, при което се получават сравнително високи концентрации на йоните:

Фосфорна киселина

Фосфорна киселина

3H3PO4 ⇌ H4PO4+ + H2P2O72- + H3O+

Водородните връзки се запазват и в концентрираните водни разтвори на фосфорна киселина, което им придава по-голям вискозитет.

Трите водородни атома в киселината са относително подвижни, от което следва, че тя е триосновна. Това означава, че от един мол фосфорна киселина, при дисоциация се отделят три мола водородни катиони. В разреден разтвор тя може да се дисоциира на три степени, но само първата степен е значима и спонтанна, тъй като при нея дисоциацията е екзотермичен процес:

H2O + H3PO4 ⇌ H2PO4 + H3O+

H2O + H2PO4 ⇌ HPO42- + H3O+

H2O + HPO42- ⇌ PO43- + H3O+

При нормални условия с фосфорна киселина реагират различни хидроксиди, метали и соли. След подготовка на метални повърхности с цинк, те могат да се обработят с фосфорна киселина, за да се предпазят от корозия. Процесът се нарича фосфатиране (пасивиране). Тя може да се използва и за почистване на вече образувала се ръжда:

2H3PO4 + Fe2O3 → 2FePO4 + 3H2O

Солите на ортофосфорната киселина се наричат фосфати.

Получаване на фосфорна киселина

В лабораторни условия фосфорна киселина се получава след окисление на фосфор с разтвор на азотна киселина.

3P + HNO3 + 2H2O → 4H3PO4 + 5NO

Промишлено могат да се използват два метода. Първият метод е мокър и се нарича екстракционен. При него фосфатсъдържащи минерали се третират най-често със сярна киселина:

Ca5(PO4)3OH (калциев хидроксиапатит) + 5H2SO4 → 3H3PO4 + 5CaSO4↓ + H2O

Ca5(PO4)3F (флуороапатит) + 5H2SO4 + 10H2O → 3H3PO4 + 5CaSO4.2H2O + HF

При използването на флуороапатита, флуорът се отстранява под формата на неразтворимото съединение Na2SiF6. Получената фосфорна киселина в началото е разредена между 32–46%, но след концентриране достига 75–85%. Тя е придружена от онечиствания под формата на метали, остатъчни сулфати и флуориди. Страничен продукт на синтеза е полученият калциев сулфат (гипс).

Вторият метод за производството на фосфорна киселина се нарича термичен. Той се осъществява чрез изгаряне на пулверизиран фосфор в кислородна среда и в присъствието на водни пари:

4P + 5O2 + 6H2O → 4H3PO4

Приложение

По-голямата част от произвежданата фосфорна киселина се използва в торовата промишленост за производството на фосфорни и сложни торове. Освен това се употребява в хранителната промишленост като регулатор на киселинността (кока кола), в производството на синтетични миещи вещества, при багренето на текстилни материали, за фосфатиране на метали и др.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!