The kyselina fosforečná Jedná se o oxokyselinu fosforu, která má chemický vzorec H3PO4. Skládá se z minerální kyseliny, ve které jsou tři kyselé protony vázány na fosfátový anion (PO43-). I když to není považováno za silnou kyselinu, jeho nesprávné použití může představovat zdravotní riziko.
Lze jej nalézt ve dvou stavech: jako pevná látka ve formě silných ortorombických krystalů nebo krystalická kapalina se sirupovitým vzhledem. Jeho nejběžnější komerční prezentace má koncentraci 85% hmotnostních a hustotu 1,685 g / cm3. Tato hustota pochází z ruky koncentrace.
Tři skupiny OH jsou odpovědné za darování kyselých vodíků. Díky jejich přítomnosti ve své struktuře může reagovat s různými hydroxidy, z nichž vznikají různé soli.
V případě hydroxidu sodného může tvořit tři: jednosytný fosforečnan sodný (NaHdvaPO4), hydrogenfosforečnan sodný (NadvaHPO4) a fosforečnan sodný (Na3PO4).
Avšak v závislosti na tom, která báze se používá k její neutralizaci nebo které kationty jsou jí velmi blízké, může vytvářet další fosfátové soli. Mezi ně patří: fosforečnan vápenatý (Ca3(PO4)dva), fosforečnan lithný (Li3PO4), fosforečnan železitý (FePO4), a další. Každý z nich má různé stupně protonace fosfátového aniontu.
Na druhou stranu může kyselina fosforečná „oddělovat“ dvojmocné kationty, jako je Fedva+, Cudva+, ACdva+ a Mgdva+. Při zvýšených teplotách může na sebe reagovat se ztrátou molekuly H.dvaNebo tvoří dimery, trimery a polymery kyselin fosforečných.
Tento typ reakce umožňuje této sloučenině vytvořit velké množství struktur s kostry fosforu a kyslíku, ze kterých lze také získat širokou škálu solí známých jako polyfosfáty..
Pokud jde o jeho objev, syntetizoval jej v roce 1694 Robert Boyle a rozpustil P.dvaNEBO5 (oxid fosforečný) ve vodě. Je to jedna z nejužitečnějších minerálních kyselin, nejdůležitější je její funkce jako hnojiva. Fosfor spolu s draslíkem a dusíkem tvoří tři hlavní rostlinné živiny.
Rejstřík článků
Kyselina fosforečná se skládá z vazby P = O a tří P-OH, přičemž posledně uvedené jsou nosiči kyselých vodíků uvolňovaných v rozpouštěcím médiu. S atomem fosforu ve středu kyslíky přitahují jakýsi molekulární čtyřstěn.
Tímto způsobem lze kyselinu fosforečnou vizualizovat jako čtyřstěn. Z tohoto pohledu řečeno čtyřstěn (jednotkami H3PO4) interagují navzájem vodíkovými vazbami; to znamená, že jeho vrcholy se těsně přibližují.
Tyto intermolekulární interakce umožňují kyselině fosforečné krystalizovat na dvě pevné látky: bezvodý a hemihydrát (H3PO41 / 2HdvaO), oba s monoklinickými krystalovými systémy. Jeho bezvodou formu lze také popsat vzorcem: 3HdvaO · PdvaNEBO5, což se rovná trihydrátu oxidu fosforečného.
Tetrahedra se může dokonce kovalentně spojit, ale proto musí jedna z jejich jednotek vyloučit molekulu vody dehydratací. K tomu dochází, když H3PO4 je vystaven zahřívání a následně vytváří tvorbu polyfosforečných kyselin (PA).
Nejjednodušší ze všech PA je kyselina difosforečná (H4PdvaNEBO7), také známý jako kyselina pyrofosforečná. Chemická rovnice jejího vzniku je následující:
2H3PO4 <=> H4PdvaNEBO7 + HdvaNEBO
Rovnováha závisí na množství vody a teplotě. Jaká je jeho struktura? Na obrázku řezu jsou struktury kyseliny ortofosforečné a kyseliny pyrofosforečné znázorněny v levém horním rohu..
Když je molekula vody odstraněna, jsou kovalentně spojeny dvě jednotky a tvoří mezi nimi kyslíkový můstek P-O-P. Nyní to nejsou tři kyselé vodíky, ale čtyři (čtyři -OH skupiny). Z tohoto důvodu H4PdvaNEBO7 má čtyři ionizační konstanty kna.
Pokud pokračuje zahřívání, může dehydratace pokračovat s kyselinou pyrofosforečnou. Proč? Protože na každém konci své molekuly existuje skupina OH, kterou lze odstranit jako molekulu vody, což podporuje následný růst kostry P-O-P-O-P ...
Příklady těchto kyselin jsou kyseliny tripolyfosforečné a tetrapolyfosforečné (obě jsou znázorněny na obrázku). Je vidět, jak se páteř P-O-P prodlužuje v jakémsi řetězci složeném ze čtyřstěnů.
Tyto sloučeniny mohou být reprezentovány vzorcem HO (POdvaACH)XH, kde HO je krajní levice, kterou lze dehydratovat. POdvaOH je hlavní řetězec fosforu s vazbami P = O a OH; a x jsou jednotky nebo molekuly kyselin fosforečných nezbytných k získání uvedeného řetězce.
Když jsou tyto sloučeniny zcela neutralizovány bází, vznikají takzvané polyfosfáty. Podle toho, které kationty je obklopují, tvoří širokou škálu polyfosfátových solí.
Na druhou stranu, pokud reagují s alkoholy ROH, jsou jejich hlavní vodíky nahrazeny R-alkylovými substituenty. Fosfátové estery (nebo polyfosfáty) tedy vznikají: RO (POdvaNEBO)XR. K jejich získání stačí nahradit H za R ve všech strukturách obrazu řezu.
Řetězy P-O-P se mohou dokonce uzavřít na fosforovém kruhu nebo cyklu. Nejjednodušší z tohoto typu sloučeniny je kyselina trimetafosforečná (pravý horní roh obrázku). AP tedy mohou být lineární, cyklické; nebo pokud jejich struktury vykazují oba typy, rozvětvené.
Nomenklatura kyseliny fosforečné je diktována IUPAC a jak jsou pojmenovány ternární soli oxokyselin.
Protože v H3PO4 atom P má valenci +5, což je nejvyšší hodnota, jeho kyselině je přiřazena přípona -ico předpony fosforu-.
Kyselina fosforečná se však také běžně nazývá kyselina ortofosforečná. Proč? Protože slovo „ortho“ je řecké a znamená „pravdivé“; což by se promítlo do „pravé formy“ nebo „více hydratované“.
Když je bezvodá kyselina fosforečná hydratována přebytkem vody (str4NEBO10, fosforová „čepička“ na obrázku výše) je vyrobena H3PO4 (3HdvaO · PdvaNEBO5). Předpona ortho je tedy přiřazena těm kyselinám, které se tvoří s velkým množstvím vody.
Předpona pyro označuje jakoukoli sloučeninu vzniklou po aplikaci tepla, protože kyselina difosforečná vzniká tepelnou dehydratací kyseliny fosforečné. Proto se jí říká kyselina pyrofosforečná (2HdvaO · PdvaNEBO5).
Předpona meta, což je také řecké slovo, znamená „po“. Přidává se k těm látkám, jejichž vzorec eliminoval molekulu, v tomto případě vodu:
H3PO4 => HPO3 + HdvaNEBO
Všimněte si, že tentokrát nedojde k přidání dvou fosforečných jednotek za vzniku kyseliny difosforečné, ale místo toho se získá kyselina metafosforečná (o které neexistují žádné důkazy)..
Je také důležité si uvědomit, že tuto kyselinu lze popsat jako HdvaO · PdvaNEBO5 (podobně jako hemidrát, vynásobení HPO3 Pro 2). Meta předpona dokonale odpovídá cyklickému PA, protože pokud kyselina trifosforečná dehydratuje, ale nepřidá další H jednotku3PO4 aby se z ní stala kyselina tetraposforečná, musí tvořit kruh.
A to je stejné s jinými polymetafosforečnými kyselinami, ačkoli IUPAC doporučuje nazývat je cyklickými sloučeninami odpovídajících PA..
H3PO4
97,994 g / mol
Ve své pevné formě představuje ortorombické, hygroskopické a průhledné krystaly. V kapalné formě je krystalický se viskózním sirupem..
Je komerčně dostupný ve vodném roztoku s koncentrací 85% hmotnostních. Ve všech těchto prezentacích postrádá zápach.
158 ° C (316 ° F při 760 mmHg).
108 ° F (42,2 ° C).
548 g / 100 g HdvaNebo při 20 ° C; 369,4 g / 100 ml při 0,5 ° C; 446 g / 100 m při 14,95 ° C.
1892 g / cm3 (pevný); 1,841 g / cm3 (100% roztok); 1,685 g / cm3 (85% roztok); 1,334 g / cm3 50% roztok) při 25 ° C.
Relativní ke vzduchu 3,4 (vzduch = 1).
Není hořlavý.
3,86 mPoise (40% roztok při 20 ° C).
pH: 1,5 (0,1 N roztok ve vodě)
pKa: pKa1 = 2,148; pKa2 = 7,198 a pKa3 = 12,319. Proto je váš nejkyselejší vodík první.
Při zahřátí uvolňuje oxidy fosforu. Pokud teplota stoupne na 213 ° C nebo více, stane se z ní kyselina pyrofosforečná (H4PdvaNEBO7).
Korozivní pro železné kovy a hliník. Reakcí s těmito kovy vzniká vodík v topném plynu.
Polymerizuje násilně s azosloučeninami, epoxidy a polymerovatelnými sloučeninami.
-Kyselina fosforečná slouží jako základ pro výrobu fosfátů, které se používají jako hnojiva, protože fosfor je hlavní živinou v rostlinách..
-Používá se při léčbě otravy olovem a dalších stavů, při kterých je vyžadováno značné množství fosfátů, a při tvorbě mírné acidózy.
-Používá se ke kontrole pH močových cest norek a výdajů, aby se zabránilo tvorbě ledvinových kamenů.
-Kyselina fosforečná vede k Na solímdvaHPO4 a NaHdvaPO4 které tvoří pH pufrovací systém s pKa 6,8. Tento systém regulující pH je přítomen u člověka a je důležitý při regulaci intracelulárního pH, jakož i při řízení koncentrace vodíku v distálních a sbíracích tubulech nefronů..
-Používá se k odstranění plesnivé vrstvy oxidu železa, který se hromadí na tomto kovu. Kyselina fosforečná tvoří fosforečnan železitý, který lze snadno odstranit z kovového povrchu. Používá se také při elektrickém leštění hliníku a je pojivem pro žáruvzdorné výrobky, jako je oxid hlinitý a hořčík..
-Kyselina fosforečná se používá jako katalytické činidlo při výrobě nylonu a benzinu. Používá se jako dehydratační prostředek při litografickém gravírování, při výrobě barviv pro použití v textilním průmyslu, při procesu latexové koagulace v gumárenském průmyslu a při čištění peroxidu vodíku.
-Kyselina se používá jako přísada do sycených nápojů, čímž přispívá k její chuti. Zředěný se používá v procesu rafinace cukru. Působí také jako pufrovací systém při přípravě šunky, želatiny a antibiotik..
-Podílí se na výrobě detergentů, na kyselé katalýze výroby acetylenu.
-Používá se jako okyselující prostředek ve vyváženém krmivu pro živočišný průmysl a domácí zvířata. Farmaceutický průmysl jej používá při výrobě antiemetik. Používá se také ve směsi k výrobě asfaltu k dláždění půdy a opravě trhlin..
-Kyselina fosforečná působí jako katalyzátor při hydratační reakci alkenů za vzniku alkoholu, zejména ethanolu. Kromě toho se používá při stanovení organického uhlíku v půdě.
Používají jej zubní lékaři k čištění a úpravě povrchu zubu před umístěním zubních rovnátek. Rovněž nachází uplatnění při bělení zubů a odstraňování zubních plaků. Kromě toho se používá při výrobě lepidel pro zubní náhrady.
Kyselina fosforečná se používá k úpravě pH v kosmetických přípravcích a výrobcích pro péči o pleť. Používá se jako chemické oxidační činidlo pro výrobu aktivního uhlí..
-Kyselina fosforečná se připravuje z fosfátových hornin apatitového typu trávením koncentrovanou kyselinou sírovou:
AC3(PO4)dva + 3 HdvaSW4 + 6 hdvaO => 2 H3PO4 + 3 (CaSO4.2HdvaNEBO)
Kyselina fosforečná získaná v této reakci má nízkou čistotu, takže prochází procesem čištění, který zahrnuje techniky srážení, extrakce rozpouštědlem, krystalizace a iontoměničové techniky..
-Kyselinu fosforečnou lze vyrobit rozpuštěním oxidu fosforečného ve vroucí vodě.
-Lze jej také získat zahřátím fosforu směsí vzduchu a vodní páry:
P4 (l) + 5 Odva (g) => P4NEBO10 (s)
P4NEBO10 (s) + HdvaO (g) => 4H3PO4 (l)
-Vzhledem k tomu, že jeho tlak par je při pokojové teplotě nízký, je nepravděpodobné, že by jeho páry byly vdechovány, pokud není nastříkána kyselina. Pokud ano, vaše příznaky vdechování zahrnují: kašel, bolest v krku, dušnost a namáhavé dýchání..
-Literatura uvádí případ námořníka, který byl po dlouhou dobu vystaven výparům kyseliny fosforečné. Trpěl celkovou slabostí, suchým kašlem, bolestmi na hrudi a dýchacími potížemi. Do jednoho roku od expozice byla pozorována reaktivní dysfunkce dýchacích cest.
-Kontakt pokožky s kyselinou fosforečnou může způsobit zarudnutí, bolest, puchýře a popáleniny kůže..
-Kontakt kyseliny s očima, v závislosti na její koncentraci a době kontaktu, může způsobit poleptání tkání nebo těžké popáleniny s trvalým poškozením očí..
-Požití kyseliny způsobuje pálení úst a hrdla, pocit pálení za hrudní kostí, bolesti břicha, zvracení, šok a kolaps.
Zatím žádné komentáře