Фосфорна кислота (H₃PO₄) — це неорганічна кислота середньої сили, яка широко використовується в промисловості та побуті. Вона є триосновною кислотою, що означає наявність трьох атомів водню, які можуть відщеплюватись як іони водню (H⁺). Розглянемо її основні характеристики, властивості, методи виробництва та застосування.
- Хімічна формула: H₃PO₄
- Молярна маса: 97,99 г/моль
- Структура: Одна молекула фосфорної кислоти складається з атома фосфору, сполученого з трьома гідроксильними групами (-OH) і одним атомом кисню через подвійний зв’язок. Така структура зумовлює наявність трьох іонізованих гідроксильних груп, які можуть послідовно дисоціювати.
- Фізичний стан: Фосфорна кислота — це безбарвна тверда речовина або в’язка рідина у концентрованій формі. Вона добре розчиняється у воді, утворюючи слабокислий розчин.
Хімічні властивості
- Дисоціація: Фосфорна кислота дисоціює поетапно, утворюючи гідрофосфатні (H₂PO₄⁻), фосфатні (HPO₄²⁻) і ортофосфатні (PO₄³⁻) іони.
- Кислотно-основні властивості: Водні розчини H₃PO₄ мають слабокислу реакцію, тому фосфорна кислота може виступати як слабка кислота середнього ступеня.
- Солі фосфорної кислоти: Реакція з основами утворює різноманітні фосфати (наприклад, ортофосфати, гідрофосфати), які використовуються у виробництві добрив, миючих засобів тощо.
Методи отримання
Фосфорну кислоту отримують кількома способами:
- Термальний метод: Спалювання жовтого фосфору та взаємодія оксиду фосфору з водою.
- Екстракційний метод: Реакція природних фосфатів з сульфатною кислотою — цей метод широко використовується в промисловості.
Застосування
- Добрива: Основна галузь використання фосфорної кислоти — виробництво фосфорних добрив, таких як суперфосфат і діамонійфосфат.
- Харчова промисловість: Застосовується як добавка E338 для надання кислого смаку напоям (зокрема, газованим) і як консервант.
- Медицина та стоматологія: Використовується в препаратах для видалення зубного нальоту та обробки емалі перед пломбуванням.
- Металообробка: У процесах очищення та антикорозійної обробки металевих поверхонь.
- Хімічна промисловість: Синтез мийних засобів, а також у виробництві деяких ліків.
Фосфорна кислота: H3PO4, загальна кислота фосфору, яка є джерелом промислово важливих сполук, званих фосфатами. При кімнатній температурі фосфорна кислота є кристалічним матеріалом із питомою вагою 1,83. Тверда речовина плавиться при 42°C. Розчинна у воді, значення рН нижче 0,5 (100 г / л (85% розчину), H2O, 20°C).
Фосфорна кислота зазвичай зберігається і продається у вигляді розчину. Фосфорну кислоту отримують обробкою фосфатної породи кальцію сірчаною кислотою з подальшою фільтрацією отриманої рідини для видалення сульфату кальцію. Її також можна приготувати, спалюючи пари фосфору та обробляючи отриманий оксид парою.
Кислота корисна в лабораторії завдяки стійкості до окислення, відновлення та випаровування. Фосфорна кислота знайшла багато застосувань, наприклад як інгредієнт безалкогольних напоїв та зубних цементів, як каталізатор, при маринуванні та захисті від іржі металів, а також при виготовленні фосфатів, які використовуються в пом’якшувачах води, добривах та миючих засобах.