Asid fosforik (H3PO4)

Molekul asid fosforik individu

Apakah asid fosforik?

Dia asid fosforik Ia adalah asid oxo fosforus yang mempunyai formula kimia h₃PO₄. Ia terdiri daripada asid mineral di mana tiga proton asid dikaitkan dengan anion fosfat (PO₄^3-). Walaupun ia tidak dianggap sebagai asid yang kuat, penggunaannya yang tidak sesuai mungkin mempunyai risiko kesihatan.

Ia boleh didapati di dua negeri: sebagai pepejal dalam bentuk kristal ortorrombik tebal, atau sebagai sirap kristal yang cecair. Persembahan komersil yang paling biasa mempunyai kepekatan 85% P/P dan ketumpatan 1,685 g/cm³. Ketumpatan ini datang dari tangan kepekatan.

Tiga kumpulan OH bertanggungjawab menderma hidrogen asid. Oleh kerana kehadiran mereka dalam struktur mereka, anda boleh bertindak balas dengan hidroksida yang berbeza menyebabkan beberapa garam.

Dalam kes natrium hidroksida, anda boleh membentuk tiga: natrium fosfat monobasic (nah₂PO₄), Natrium fosfat dibasic (NA₂HPO₄) dan natrium fosfat tribasic (NA₃PO₄).

Walau bagaimanapun, bergantung pada asas mana yang digunakan untuk peneutralan, atau kation apa yang sangat dekat dengannya, anda boleh membentuk garam fosfat lain. Antaranya ialah: Kalsium Fosfat (CA₃(PO₄)₂), Litium fosfat (li₃PO₄), fosfat ferrik (FEPO₄), dan lain lain. Masing -masing dengan tahap protonasi yang berbeza dari anion fosfat.

Sebaliknya, asid fosforik boleh "menculik" kation divalen seperti iman²⁺, Cu²⁺, Ac²⁺ dan mg²⁺. Pada suhu tinggi, anda boleh bertindak balas dengan diri anda dengan kehilangan molekul H₂Atau membentuk diameter, pemangkas dan polimer asid fosforik.

Reaksi jenis ini menjadikan sebatian ini mampu mewujudkan sejumlah besar struktur dengan fosforus dan rangka oksigen, dari mana pelbagai garam yang diketahui juga boleh diperolehi, seperti polifosfat.

Mengenai penemuannya, dia disintesis pada tahun 1694 oleh Robert Boyle (1627-1691), melarutkan p₂Sama ada₅ (Fosforus pentoksida) di dalam air. Ia adalah salah satu asid mineral yang paling berguna, sebagai fungsinya sebagai baja yang paling penting.

Fosforus, kalium dan nitrogen membentuk tiga nutrien utama tumbuhan.

Struktur asid fosforik kimia

Struktur asid fosforik kimia

Asid fosforik terdiri daripada ikatan p = o. Dengan atom fosforus di tengah, oksigen melukis sejenis tetrahedron molekul.

Dengan cara ini, asid fosforik boleh digambarkan sebagai tetrahedron. Dari perspektif ini tetrahedra ini (oleh unit h₃PO₄) berinteraksi antara satu sama lain oleh jambatan hidrogen; iaitu, simpang mereka mendekati.

Interaksi intermolecular ini membolehkan asid fosforik kristal dalam dua pepejal: anhydrous dan hemihydrate (H₃PO₄· 1/2H₂O), kedua -duanya dengan sistem kristal monoklinik. Bentuk anhydra juga boleh digambarkan dengan formula: 3h₂Atau · p₂Sama ada₅, yang sama dengan fosforus pentoksida tri yang terhidrat.

Tetrahedra bahkan dapat menghubungkan kovalen, tetapi untuk salah satu unitnya mesti menghapuskan molekul air melalui dehidrasi. Ini berlaku apabila h₃PO₄ Ia mengalami pemanasan, dan menghasilkan akibatnya pembentukan asid polyphospheric (PA).

Asid diposforik (h₄P₂Sama ada₇)

Yang paling mudah dari semua PA ialah asid diposforik (h₄P₂Sama ada₇), juga dikenali sebagai asid pyrophosphoric. Persamaan kimia pembentukan anda adalah seperti berikut:

Ia boleh melayani anda: aluminium fosfat (ALPO4): struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

2h₃PO₄ H₄P₂Sama ada₇ + H₂Sama ada

Baki bergantung pada jumlah air dan suhu. Apakah strukturnya? Dalam imej bahagian struktur orthophosphahic dan asid pyrophosphoric digambarkan di sudut kiri atas.

Dua unit menyertai kovalen apabila molekul air dihapuskan, membentuk jambatan oksigen P-O-P di antara mereka. Sekarang mereka bukan tiga hidrogen asid, tetapi empat (empat kumpulan -OH). Kerana ini, h₄P₂Sama ada₇ membentangkan empat pemalar k k k_ke.

Asid polifosforik

Dehidrasi boleh diteruskan dengan asid pirofosforik jika pemanasan berterusan. Kerana? Kerana pada setiap hujung molekulnya terdapat kumpulan OH yang dapat dihapuskan sebagai molekul air, dengan itu mempromosikan pertumbuhan seterusnya rangka p-o-o-o-p ... p ..

Contoh asid ini adalah asid trimphosphoric dan tetropolifforic (kedua -duanya juga digambarkan dalam imej sebelumnya). Ia dapat dilihat bagaimana kerangka p-o-p memanjangkan dalam jenis rantai yang dibentuk oleh tetrahedra.

Sebatian ini boleh diwakili dengan formula HO (PO₂Oh)_xH, di mana ho adalah hujung kiri yang boleh dehidrasi. PO₂OH adalah rangka fosforus dengan pautan p = O dan OH; Dan x adalah unit asid fosforik atau molekul yang diperlukan untuk mendapatkan rantai tersebut.

Apabila sebatian ini benar -benar dinetralkan, polyphosphates yang dipanggil berasal. Bergantung pada kation mana yang dikelilingi, mereka membentuk pelbagai garam polifosfat.

Sebaliknya, jika mereka bertindak balas dengan alkohol ROH, hidrogen kerangka mereka digantikan oleh substituen alkil r r R-. Oleh itu, ester fosfat (atau polyphyse) timbul: RO (PO₂Atau)_xR. Sudah cukup untuk menggantikan h dengan r semua struktur imej bahagian untuk mendapatkannya.

Asid polifosforik kitaran

Rantai p-o-p bahkan boleh ditutup dalam cincin atau kitaran fosforik. Yang paling mudah dari jenis sebatian ini adalah asid trimethosphoric (sudut kanan atas imej). Oleh itu, PAS boleh linear, kitaran; atau jika struktur mereka mempamerkan kedua -dua jenis, bercabang.

Nomenclature

Asid fosforik. Sumber: Commons.Wikimedia.org

Nomenklatur asid fosforik diperintah oleh IUPAC dan bagaimana garam nullion oxoacids dinamakan.

Kerana dalam h₃PO₄ Atom P mempunyai Valencia +5, yang mempunyai nilai terbesar, asidnya diberikan akhiran -ico ke awalan fosfor-.

Ortho-

Walau bagaimanapun, asid fosforik juga biasanya diberitahu asid orthophosphoric. Kerana? Kerana perkataan 'ortho' adalah bahasa Yunani dan bermaksud 'benar'; yang akan menghasilkan "bentuk sebenar" atau "lebih terhidrat" yang sama.

Apabila anhydro fosforik terhidrasi dengan lebihan air (p₄Sama ada₁₀, Topi "gambar unggul"))₃PO₄ (3h₂Atau · p₂Sama ada₅). Oleh itu, awalan ortho diberikan kepada asid yang dibentuk dengan air yang berlimpah.

Piro-

Awalan piro- merujuk kepada setiap sebatian berasal selepas penggunaan haba, kerana asid diposforik timbul dari dehidrasi haba asid fosforik. Oleh itu, ia dipanggil asid pyrophosphoric (2h₂Atau · p₂Sama ada₅).

Matlamat-

Awalan sasaran, yang juga perkataan Yunani, bermaksud 'selepas'. Ia ditambah kepada bahan -bahan yang formulanya telah menghapuskan molekul, dalam kes ini, iaitu air:

H₃PO₄ => HPO₃ + H₂Sama ada

Perhatikan bahawa kali ini penambahan dua unit fosforik tidak berlaku untuk membentuk asid diposforik, tetapi bukan asid metaforik diperoleh (dari mana tidak ada bukti kewujudannya).

Boleh melayani anda: etil alkohol: struktur, sifat, kegunaan, memperoleh

Ia juga penting untuk menyerlahkan bahawa asid ini dapat digambarkan sebagai h₂Atau · p₂Sama ada₅ (Sama dengan hemidrate, mendarabkan HPO₃ Untuk 2). Meta-meta awalan adalah sempurna mengikut pas kitaran, kerana jika asid trphosphoric menjadi dehidrasi, tetapi tidak menambah unit lain h₃PO₄ Untuk menjadi asid tetraphosphoric, maka anda mesti membentuk cincin.

Dan ini sama dengan asid polimeetophosphoric yang lain, walaupun IUPAC mengesyorkan memanggilnya sebagai sebatian kitaran PAS yang sepadan.

Sifat asid fosforik

Formula molekul

H₃PO₄

Berat molekul

97,994 g/mol

Penampilan fizikal

Dalam bentuk pepejalnya, ia membentangkan kristal ortorrombik, hygroscopic dan telus. Dalam bentuk cecair ia adalah kristal, dengan penampilan sirap likat.

Secara komersil ia dicapai dalam larutan akueus dengan kepekatan 85% p/p. Dalam semua persembahan ini, ia tidak mempunyai bau.

Mata mendidih dan gabungan

158º C (316º F A 760 mmHg).

108º F (42.2º C).

Kelarutan air

548 g/100 g h₂Atau 20º C; 369.4 g/100 ml pada 0.5º C; 446 g/100m pada 14.95º C.

Ketumpatan

1,892 g/cm³ (pepejal); 1,841 g/cm³ (Penyelesaian 100%); 1,685 g/cm³ (Penyelesaian 85%); 1,334 g/cm³ Penyelesaian 50%) pada 25ºC.

Ketumpatan stim

Relatif Udara 3.4 (udara = 1).

Pencucuhan diri

Ia tidak mudah terbakar.

Goo

3.86 mpoise (40% hingga 20º C).

Keasidan

pH: 1.5 (0.1 N penyelesaian dalam air)

PKA: PKA1 = 2,148; PKA2 = 7,198 dan PKA3 = 12,319. Oleh itu, hidrogen paling berasid adalah yang pertama.

Penguraian

Apabila dia dipanaskan, dia melepaskan fosforus oksida. Jika suhu meningkat kepada 213º C atau lebih ia menjadi asid pyrophosphoric (h₄P₂Sama ada₇).

Korosiviti

Menghakis logam ferus dan aluminium. Apabila bertindak balas dengan logam ini, gas terbakar hidrogen berasal.

Pempolimeran

Polimeriza ganas dengan sebatian tipuan, epoksida dan sebatian polimerisasi.

Asid fosforik menggunakan

Fosfat dan umum menggunakan jualan

-Asid fosforik berfungsi sebagai asas untuk penjelasan fosfat, yang digunakan sebagai baja kerana fosforus adalah nutrien utama tumbuhan.

-Ia telah digunakan dalam rawatan keracunan terkemuka dan keadaan lain di mana jumlah fosfat penting dan pengeluaran asidosis ringan diperlukan.

-Ia digunakan untuk mengawal pH saluran kencing dan kucing untuk mengelakkan pembentukan pengiraan buah pinggang.

-Asid fosforik menyebabkan garam NA₂HPO₄ dan nah₂PO₄ yang membentuk sistem penyerap kejutan pH dengan PKA sebanyak 6.8. Sistem pengawalseliaan pH ini hadir pada manusia, mempunyai kepentingan dalam peraturan pH intraselular, serta dalam pengurusan kepekatan hidrogen dalam tubulus distal dan pengumpul nefron.

-Ia digunakan dalam penghapusan lapisan mohosa oksida besi yang terkumpul pada logam ini. Asid fosforik bentuk besi fosfat, yang boleh dikeluarkan dengan mudah dari permukaan logam. Ia juga digunakan dalam penggilap elektrik aluminium.

Industrialis

-Asid fosforik ditakdirkan sebagai agen pemangkin dalam penjelasan nilon dan petrol. Ia digunakan sebagai ejen dehidrasi dalam ukiran litografi, dalam penjelasan pewarna untuk digunakan dalam industri tekstil, dalam proses pembekuan lateks di industri pantai dan dalam penyucian hidrogen peroksida (hidrogen peroksida (hidrogen peroksida).

-Asid digunakan sebagai bahan tambahan dalam minuman ringan yang menyumbang dengan cara ini untuk rasa. Dicairkan, ia digunakan dalam proses penapisan gula. Ia juga bertindak sebagai sistem penyerap kejutan dalam penyediaan ham, gelatin dan antibiotik.

Boleh melayani anda: aluminium hidroksida: struktur, sifat, kegunaan, risiko

-Campur tangan dalam penjelasan detergen, dalam pemangkinan asid pengeluaran asetilena.

-Ia digunakan sebagai asidulant dalam makanan seimbang untuk industri ternakan dan haiwan peliharaan. Industri farmaseutikal menggunakannya dalam pembuatan ubat antiemetik. Ia juga mengambil kesempatan daripada campuran untuk membuat asfalt untuk membuka tanah dan membaiki keretakan.

-Asid fosforik bertindak sebagai pemangkin dalam tindak balas penghidratan alkena untuk menghasilkan alkohol, terutamanya etanol. Di samping itu, ia digunakan dalam penentuan arang batu organik di tanah.

Pergigian

Ia digunakan oleh doktor gigi untuk membersihkan dan keadaan permukaan pergigian sebelum penempatan sokongan pergigian. Ia juga dapat digunakan dalam pemutihan pergigian dan penghapusan plat pergigian. Di samping itu, ia digunakan dalam pembuatan gam untuk prostesis gigi.

Kosmetik

Asid fosforik digunakan untuk menyesuaikan pH dalam penjelasan produk kosmetik dan penjagaan kulit. Ia digunakan sebagai ejen pengoksidaan kimia untuk pengeluaran karbon diaktifkan.

Pembentukan asid fosforik

-Asid fosforik disediakan dari batuan fosfat jenis apathite, dengan pencernaan asid sulfuriknya yang tertumpu:

Ac₃(PO₄)₂    +       3 jam₂SW₄      +       6 h₂O => 2 jam₃PO₄     +       3 (Kes₄.2h₂Sama ada)

Asid fosforik yang diperolehi dalam tindak balas ini adalah kesucian yang rendah, jadi ia menjalani proses pemurnian yang merangkumi pemendakan, pengekstrakan pelarut, penghabluran dan teknik pertukaran ion.

-Asid fosforik boleh berlaku dengan membubarkan fosforus pentoksida dalam air mendidih.

-Ia juga boleh didapati dengan pemanasan fosforus dengan campuran udara dan wap air:

P₄ (l) +5 o₂ (g) => p₄Sama ada₁₀ (S)

P₄Sama ada₁₀ (s) +h₂Atau (g) ​​=> 4H₃PO₄ (L)

Risiko

-Kerana tekanan stim anda rendah pada suhu bilik, tidak mungkin wap anda dapat dihirup, kecuali asid disembur. Jika ya, gejala penyedutan mereka termasuk: batuk, sakit tekak, pernafasan yang pendek dan susah payah.

-Dalam kesusasteraan, kes pelaut yang terdedah kepada wap asid fosforik untuk jangka masa yang panjang. Mengalami kelemahan umum, batuk kering, sakit dada dan masalah pernafasan. Selepas satu tahun selepas pameran, disfungsi reaktif saluran pernafasan diperhatikan.

-Hubungan kulit dengan asid fosforik boleh menyebabkan kemerahan, sakit, lepuh dan luka kulit.

-Hubungan asid dengan mata, bergantung kepada kepekatannya dan tempoh hubungan, boleh menghasilkan dalam luka -luka yang menghakis tisu atau luka bakar teruk dengan kerosakan ocular kekal.

-Pengambilan asid menyebabkan terbakar di mulut dan tekak, sensasi semangat melampaui sternum, sakit perut, muntah, kejutan dan keruntuhan.

Rujukan

1. Persatuan Kimia Diraja. (2015). Asid fosforik. Diambil dari: chemspider.com
2. Pusat Keselamatan Kesihatan dan Pekerjaan Kanada. (1999). Asid fosforik - kesan kesihatan. Diambil dari: ccsso.Ac
3. Asid.Maklumat. (2018). Asid fosforik "Pelbagai kegunaan sebatian kimia ini. Diambil dari: asid.Maklumat
4. James p. Smith, Walter E. Coklat, dan James r. Lehr. (1955). Struktur asid fosforik kristal. J. A.M. Chem. SOC.  77, 10, 2728-2730
5. Wikipedia. (2018). Asid fosforik dan fosfat. Diambil dari: dalam.Wikipedia.org
6. Sains menyeronokkan. Ketahui mengenai asid fosforik. [Pdf]. Diambil dari: scifun.Chem.WISC.Edu