Fosforsyra (H3PO4)

Individuell fosforsyramolekyl

Vad är fosforsyra?

han fosforsyra Det är en oxo -syra i fosfor som har en kemisk formel h₃Po₄. Den består av en mineralsyra där tre syraprotoner är kopplade till fosfatanjonen (PO₄^3-). Även om det inte betraktas som en stark syra, kan dess olämpliga användning ha en hälsorisk.

Det finns i två tillstånd: som ett fast ämne i form av tjocka ortorrombiska kristaller, eller som en kristallin sirap -ser vätska. Dess vanligaste kommersiella presentation har en koncentration av 85% P/P och en densitet av 1 685 g/cm³. Denna densitet kommer från koncentrationens hand.

De tre OH -grupperna är ansvariga för att donera syrahydrogener. På grund av deras närvaro i deras struktur kan du reagera med olika hydroxider som orsakar flera salter.

När det gäller natriumhydroxid kan du bilda tre: monobasiskt natriumfosfat (NAH₂Po₄), Dibasic Natriumfosfat (NA₂Hpo₄) och tribasiskt natriumfosfat (NA₃Po₄).

Beroende på vilken bas som används för neutralisering, eller vilka katjoner som är mycket nära den, kan du bilda andra fosfatsalter. Bland dem är: Kalciumfosfat (CA₃(PO₄)₂), Litiumfosfat (LI₃Po₄), järnfosfat (FEPO₄), och andra. Var och en med sina olika grader av protonering av fosfatanjonen.

Å andra sidan kan fosforsyran "kidnappa" divala katjoner som tro²⁺, Cu²⁺, Växelström²⁺ och mg²⁺. Vid höga temperaturer kan du reagera med dig själv med förlusten av en H -molekyl₂Eller bildande diametrar, trimmer och polymerer av fosforsyror.

Denna typ av reaktion gör att denna förening kan etablera ett stort antal strukturer med fosfor- och syreskelett, från vilka ett brett utbud av kända salter också kan erhållas, såsom polyfosfater.

När det gäller sin upptäckt syntetiserades han 1694 av Robert Boyle (1627-1691), och upplöses P₂ANTINGEN₅ (Fosfor pentoxid) i vatten. Det är en av de mest användbara mineralsyrorna, som är dess funktion som gödselmedel den viktigaste.

Fosfor, kalium och kväve utgör de tre huvudsakliga näringsämnena i växter.

Kemisk fosforsyrastruktur

Kemisk fosforsyrastruktur

Fosforsyran består av en p = O -bindning. Med fosforatomen i mitten ritar syre en slags molekylär tetrahedron.

På detta sätt kan fosforsyra visualiseras som en tetrahedron. Ur detta perspektiv dessa tetrahedra (av H -enheter₃Po₄) interagera med varandra med vätebroar; det vill säga deras vertikaler närmar sig nära.

Dessa intermolekylära interaktioner tillåter fosforsyrakristall i två fasta ämnen: vattenfri och hemihydrat (H₃Po₄· 1/2h₂O), båda med monokliniska kristallina system. Dess anhydraform kan också beskrivas med formeln: 3h₂Eller · p₂ANTINGEN₅, vilket är lika med en tri-hydratiserad fosforpentoxid.

Tetrahedra kan till och med länka kovalent, men för detta måste en av dess enheter eliminera en vattenmolekyl genom uttorkning. Detta inträffar när h₃Po₄ Den genomgår uppvärmning och genererar som en följd bildningen av polyfosfäriska syror (PA).

Diposforsyra (h₄P₂ANTINGEN₇)

Det enklaste av allt PA är diposforsyra (h₄P₂ANTINGEN₇), även känd som pyrofosforsyra. Den kemiska ekvationen för din bildning är som följer:

Det kan tjäna dig: aluminiumfosfat (Alpo4): Struktur, egenskaper, erhållning, användning

2h₃Po₄ H₄P₂ANTINGEN₇ + H₂ANTINGEN

Balansen beror på mängden vatten och temperatur. Vad är dess struktur? I bilden av sektionen illustreras strukturerna för ortofosfahiska och pyrofosforsyra i det övre vänstra hörnet.

Två enheter går samman kovalent när en vattenmolekyl elimineras och bildar en P-O-P syrebro mellan dem. Nu är de inte tre sura väte, men fyra (fyra grupper -OH). På grund av detta, h₄P₂ANTINGEN₇ presenterar fyra K -konstanter K_till.

Polyfosforsyror

Dehydrering kan fortsätta med pyrofosforsyra om uppvärmningen fortsätter. Därför att? Eftersom i varje ände av sin molekyl finns en OH-grupp som kan elimineras som en vattenmolekyl, vilket främjar den efterföljande tillväxten av P-O-O-O-P-skelettet ... P ..

Exempel på dessa syror är trimfosforiska och tetropolifforinsyror (båda illustrerade också i föregående bild). Det kan ses hur P-O-P-skelettet förlängs i en slags kedja som bildas av Tetrahedra.

Dessa föreningar kan representeras med HO -formeln (PO₂ÅH)_xH, där ho är den vänstra änden som kan dehydrera. Po₂OH är fosforskelettet med P = O- och OH -länkarna; Och x är fosforsyranheter eller molekyler som är nödvändiga för att få nämnda kedja.

När dessa föreningar är helt neutraliserade, har de så kallade polyfosfaterna sitt ursprung. Beroende på vilka katjoner de är omgivna bildar de en mängd olika polyfosfatsalter.

Å andra sidan, om de reagerar med ROH -alkoholer, ersätts hydrogener på deras skelett av alkylsubstituenterna R-. Således uppstår fosfatestrar (eller polyfys): RO (PO₂Eller)_xR. Det räcker för att ersätta H med alla strukturerna i bilden av sektionen för att få dem.

Cykliska polyfosforsyror

P-O-P-kedjor kan till och med stängas i en ring- eller fosforcykel. Den enklaste av denna typ av förening är trimetafosforsyra (det övre högra hörnet av bilden). Således kan PA vara linjär, cyklisk; eller om deras strukturer uppvisar båda typerna, grenade.

Nomenklatur

Fosforsyra. Källa: Commons.Wikimedia.org

Nomenklaturen för fosforsyra styrs av IUPAC och hur nullionssalterna av oxoacider heter.

För i h₃Po₄ Atomen i P har Valencia +5, den med det största värdet, dess syra tilldelas suffixet -ico till fosforprefixet-.

Orto-

Fosforsyra berättas emellertid också ofta ortofosforsyra. Därför att? Eftersom ordet "orto" är grekisk och betyder "sant"; vilket skulle resultera i den "sanna formen" eller "mer hydratiserad" av samma.

När den fosforhydro är hydratiserad med ett överskott av vatten (P₄ANTINGEN₁₀, "Superior Image" Cap ")₃Po₄ (3h₂Eller · p₂ANTINGEN₅). Således tilldelas orto -prefixet till de syror som bildas med rikligt med vatten.

Piro-

Piro-prefixet hänvisar till varje förening som har sitt ursprung efter applicering av värme, eftersom diposforsyran uppstår från den termiska uttorkningen av fosforsyran. Det kallas därför pyrofosforsyra (2H₂Eller · p₂ANTINGEN₅).

Mål-

Målprefixet, som också är ett grekiskt ord, betyder "efter". Det läggs till de ämnen vars formel har eliminerat en molekyl, i detta fall, vatten:

H₃Po₄ => Hpo₃ + H₂ANTINGEN

Observera att den här gången tillägg av två fosforenheter inte inträffar för att bilda diposforsyran, men istället för metafosforsyran erhålls (från vilken det inte finns några bevis på dess existens).

Kan tjäna dig: etylalkohol: struktur, egenskaper, användningar, erhållning

Det är också viktigt att lyfta fram att denna syra kan beskrivas som h₂Eller · p₂ANTINGEN₅ (Liknar hemidrat, multiplicerar HPO₃ För 2). Prefixmeta- är perfekt enligt den cykliska PAS, eftersom om trfosforsyran blir uttorkad, men lägger inte till en annan enhet H₃Po₄ För att bli tetrafosforsyra måste du bilda en ring.

Och detta är samma sak med andra polymeetofosforsyror, även om IUPAC rekommenderar att han kallar dem som cykliska föreningar av motsvarande PA.

Fosforsyraegenskaper

Molekylär formel

H₃Po₄

Molekylvikt

97 994 g/mol

Fysiskt utseende

I sin fasta form presenterar den ortorrombisk, hygroskopisk och transparenta kristaller. I den flytande formen är det kristallint, med ett visköst siraputseende.

Kommersiellt uppnås det i vattenlösning med en koncentration av 85% p/p. I alla dessa presentationer saknar det lukt.

Kokning och fusionspunkter

158º C (316º F A 760 mmHg).

108º F (42,2º C).

Vattenlöslighet

548 g/100 g h₂Eller 20 ° C; 369,4 g/100 ml vid 0,5 ° C; 446 g/100 m vid 14,95 ° C.

Densitet

1 892 g/cm³ (fast); 1 841 g/cm³ (100%lösning); 1 685 g/cm³ (85%lösning); 1 334 g/cm³ 50%lösning) vid 25 ° C.

Ångtäthet

Luftrelativ 3.4 (luft = 1).

Självtändning

Det är inte brandfarligt.

Gegga

3,86 mpoise (40% till 20 ° C).

Aciditet

PH: 1,5 (0,1 N -lösning i vatten)

PKA: PKA1 = 2 148; PKA2 = 7,198 och PKA3 = 12,319. Därför är dess mest sura väte det första.

Sönderfall

När han är uppvärmd släpper han fosforoxider. Om temperaturen stiger till 213 ° C eller mer blir den pyrofosforsyra (h₄P₂ANTINGEN₇).

Korrosivitet

Frätande för järnmetaller och aluminium. När man reagerar med dessa metaller har väteförbränningsbar gas härstammar från.

Polymerisation

Våldsamt polymeriza med hoaxföreningar, epoxider och polymeriserbara föreningar.

Fosforsyraanvändningar

Fosfat och allmän användning försäljning

-Fosforsyra fungerar som grund för fosfatutarbetande, som används som gödselmedel eftersom fosfor är ett huvudsakligt näringsämne av växter.

-Det har använts vid behandling av ledande förgiftning och andra förhållanden där viktiga fosfatmängder och produktion av mild acidos krävs.

-Det används för att styra urinvägens pH för minks och katter för att undvika bildning av njurberäkningar.

-Fosforsyra orsakar Na -salter₂Hpo₄ och nah₂Po₄ som utgör ett pH -stötdämpare -system med en PKA på 6,8. Detta pH -regleringssystem finns i människor, med betydelse i regleringen av intracellulärt pH, liksom i hanteringen av vätekoncentration i nefronens distala och samlarrör.

-Det används vid eliminering av Mohosa -skiktet av järnoxid som ackumuleras på denna metall. Fosforsyra bildar järnfosfat, som lätt kan tas bort från metallytan. Det används också i aluminium elektriska polska.

Industriister

-Fosforsyra är avsedd som ett katalytiskt medel i utarbetandet av nylon och bensin. Det används som ett dehydratiseringsmedel i den litografiska graveringen, i utarbetandet av färgämnen för användning i textilindustrin, i processen för koagulering av latexen i strandindustrin och i rening av väteperoxid (väteperoxid (väteperoxid).

-Syra används som ett tillsatsmedel i läskedrycker som bidrar på detta sätt till dess smak. Utspädd, den appliceras i sockerförfineringsprocessen. Det fungerar också som ett stötdämpare -system i framställningen av skinka, gelatin och antibiotika.

Kan tjäna dig: aluminiumhydroxid: struktur, egenskaper, användningar, risker

-Ingriper i utarbetandet av tvättmedel, i syrakatalysen av acetylenproduktion.

-Det används som en sura i balanserade livsmedel för boskapsindustrin och husdjur. Läkemedelsindustrin använder den vid tillverkning av antiemetikmediciner. Det drar också nytta av en blandning för att göra asfalt för att bana marken och reparera sprickor.

-Fosforsyran fungerar som en katalysator i hydreringsreaktionen hos alkener för att producera alkohol, främst etanol. Dessutom används det vid bestämning av organiskt kol i jordar.

Dental

Det används av tandläkare för att rengöra och konditionera tandytan före placering av tandstöd. Den hittar också användning vid tandblekning och eliminering av tandplattor. Dessutom används det vid tillverkning av lim för tandproteser.

Kosmetika

Fosforsyra används för att justera pH i utarbetandet av kosmetiska produkter och för hudvård. Det används som ett kemiskt oxidationsmedel för produktion av aktivt kol.

Fosforsyrabildning

-Fosforsyra framställs från fosfatbergarter av apatit, med hjälp av dess koncentrerade svavelsyra -matsmältning:

Växelström₃(PO₄)₂    +       3 h₂Sw₄      +       6 h₂O => 2 h₃Po₄     +       3 (fall₄.2h₂ANTINGEN)

Den fosforsyran som erhålls i denna reaktion är låg renhet, så den genomgår en reningsprocess som inkluderar nederbörd, lösningsmedel extraktion, kristallisation och jonbytningstekniker.

-Fosforsyra kan uppstå genom att lösa fosforpentoxid i kokande vatten.

-Det kan också erhållas genom att värma fosfor med en blandning av luft och vattenånga:

P₄ (l) +5 o₂ (g) => p₄ANTINGEN₁₀ (S)

P₄ANTINGEN₁₀ (s) +h₂Eller (g) => 4h₃Po₄ (L)

Risker

-Eftersom ditt ångtryck är lågt vid rumstemperatur är det osannolikt att dina ångor kan inhaleras, såvida inte syran sprayas. I så fall inkluderar symtomen på deras inandning: hosta, ont i halsen, kortlivad och mödosam andning.

-I litteraturen citeras fallet med en sjöman som utsattes för fosforsyravångor under en lång tidsperiod. Lidit allmän svaghet, torr hosta, bröstsmärta och andningsproblem. Efter ett år efter utställningen observerades en reaktiv dysfunktion av luftvägarna.

-Kutan kontakt med fosforsyra kan orsaka rodnad, smärta, blåsor och hudförbränningar.

-Syrans kontakt med ögonen, beroende på dess koncentration och varaktigheten på kontakten, kan producera i dessa, vävnad frätande lesioner eller allvarliga brännskador med permanent okulär skada.

-Syra intag orsakar brännskador i munnen och halsen, eldkänsla utöver bröstbenet, abdominalsmärta, kräkningar, chock och kollaps.

Referenser

1. Royal Society of Chemistry. (2015). Fosforsyra. Taget från: chemspider.com
2. Kanadensiska hälso- och arbetssäkerhetscentrum. (1999). Fosforsyra - Hälsoeffekter. Taget från: CCSSO.Växelström
3. Syror.Info. (2018). Fosforsyra "Variation av användningar av denna kemiska förening. Taget från: syror.Info
4. James P. Smith, Walter E. Brown och James R. Leva. (1955). Kristallin fosforsyra. J. A.M. Kem. Soc.  77, 10, 2728-2730
5. Wikipedia. (2018). Fosforsyror och fosfater. Taget från: i.Wikipedia.org
6. Vetenskap är kul. Lär dig mer om fosforsyra. [Pdf]. Taget från: Scifun.Kem.Vagga.Edu