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        磷酸和磷酸的酸式鹽的性質(zhì)

        發(fā)表時(shí)間:2024-04-09

        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。由十氧化四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,在進(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。




          一、物理性質(zhì)


          外觀(guān):白色固體或者無(wú)色粘稠液體(>42 °C)


          密度:1.685g/ml (液體狀態(tài))


          熔點(diǎn):42.35 ℃(316K)


          沸點(diǎn):158℃(431 K)(分解,磷酸受熱逐漸脫水,因此沒(méi)有自身的沸點(diǎn))


          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)。
          二、化學(xué)性質(zhì)


          磷酸為三元酸,可解離出三個(gè)氫離子,因此可形成三種不同的酸根,分別是:磷酸二氫根H2PO-4、磷酸氫根HPO2 -4以及磷酸根PO3 -4。


          磷酸無(wú)毒性的無(wú)機物,是一種三元弱酸。三元酸的意思是可在水中解離出三顆H+的酸性物質(zhì),磷酸的解離過(guò)程如下:Ka1、Ka2和Ka3為化學(xué)式在25°C下的解離常數


         H3PO4(s)   + H2O(l) H3O+(aq) + H2PO4?(aq)     Ka1= 7.25×10?3


          H2PO4?(aq)+ H2O(l) H3O+(aq) + HPO42?(aq)      Ka2= 6.31×10?8


          HPO42?(aq)+ H2O(l)  H3O+(aq) +  PO43?(aq)     Ka3= 4.80×10?13


          由于磷酸的多元酸性質(zhì),使他的pH值幅度較大,造成它的緩沖現象。又由于其無(wú)毒性又容易取得,實(shí)驗室及工業(yè)常拿無(wú)毒磷酸鹽與弱酸(如檸檬酸)混合物作為緩沖溶液,


          磷酸時(shí)廣泛存在于生物體中,特別是磷酸化糖類(lèi),如DNA、RNA以及ATP。


          如果將正磷酸加熱,數個(gè)磷酸分子的單體會(huì )脫水聚合起來(lái),如:


          兩個(gè)磷酸相連脫去一個(gè)水,形成焦磷酸(pyrophosphoric acid,H4P2O7)


          如果數個(gè)磷酸環(huán)狀相接起來(lái),并脫去一分子水,會(huì )形成偏磷酸(metaphosphoric acid),通式為:(HPO3)n。中文命名為n偏磷酸(n≥3)。[2]偏磷酸是一種具脫水性的物質(zhì),因此常被用作干燥劑。要進(jìn)一步將偏磷酸脫水相當困難,需使用極強的脫水劑搭配加熱(單純加熱無(wú)效),才可將偏磷酸脫水形成磷酸酐(五氧化二磷,phosphorus pentoxide,化學(xué)式:P2O5,分子式:P4O10),磷酸酐具有極強的脫水性,可用作酸性物質(zhì)的干燥劑。


          若在超強酸(superacids,比H2SO4還強的酸)中作用,磷酸會(huì )形成理論上具腐蝕性的酸性物質(zhì),四羥基磷酸根離子(tetrahydroxylphosphonium ion)。




          磷酸的酸式鹽


          1.磷酸一氫根 如K2HPO4 磷酸氫二鉀


          磷酸氫二鉀(化學(xué)式:K2HPO4)又稱(chēng) 磷酸二鉀、磷酸一氫鉀,是磷酸生成的鉀鹽酸式鹽之一。它為易潮解的白色粉末,可溶于水,水溶液呈弱堿性,微溶于乙醇,低毒。灼燒后生成焦磷酸鹽。


          2.磷酸的二氫根 如NaH2PO4 磷酸二氫鈉


          磷酸二氫鈉,化學(xué)式NaH2PO4·H2O,是一種無(wú)機酸式鹽。 中文別名:磷酸一鈉。


          磷酸二氫鈉是制造六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉的原料,主要用于制革、處理鍋爐水,作為品質(zhì)改良劑和制焙粉,及在食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)中作緩沖劑和發(fā)酵粉原料,還用作飼料添加劑、洗滌劑及染助劑等。


          磷酸與碳酸鈉在控制pH值下作用即可制得磷酸二氫鈉。


          一水合物在100 °C失去結晶水,繼續加熱時(shí)分解而成酸性焦磷酸鈉。

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