Fosforihappo (H3PO4)

Yksittäinen fosforihappomolekyyli

Mikä on fosforihappo?

Hän fosforihappo Se on fosforin happo, jolla on kemiallinen kaava H₃Poikki₄. Se koostuu mineraalihaposta, jossa kolme happoa protonia on kytketty fosfaatti -anioniin (Po₄^3--A. Vaikka sitä ei pidetä vahvana happona, sen sopimattomalla käytöllä voi olla terveysriski.

Sitä löytyy kahdesta tilasta: kiinteänä kiinteänä ortorromisten kiteiden muodossa tai kiteisenä siirappin näköisellä nesteinä. Sen tavanomaisimman kaupallisen esityksen pitoisuus on 85% P/P ja tiheys 1 685 g/cm³. Tämä tiheys tulee keskittymisen kädestä.

Kolme OH -ryhmää on vastuussa happohyvyn luovuttamisesta. Niiden läsnäolon vuoksi niiden rakenteessa voit reagoida erilaisten hydroksidien kanssa, jotka aiheuttavat useita suoloja.

Natriumhydroksidin tapauksessa voit muodostaa kolme: monobasinen natriumfosfaatti (NAH₂Poikki₄), Dibasinen natriumfosfaatti (NA₂HPO₄) ja heimojen natriumfosfaatti (NA₃Poikki₄-A.

Kuitenkin riippuen siitä, mitä emästä käytetään neutralointiin tai mitkä kationit ovat hyvin lähellä sitä, voit muodostaa muita fosfaattisuoloja. Niiden joukossa ovat: kalsiumfosfaatti (CA₃(PO₄-A₂), Litiumfosfaatti (Li₃Poikki₄), ferrifosfaatti (FEPO₄), ja muut. Jokaisella on fosfaatti -anionin eri protonointiasteet.

Toisaalta fosforihappo voi "siepata" kalliita kationien, kuten usko²⁺, Cu²⁺, Ac²⁺ ja mg²⁺. Korkeissa lämpötiloissa voit reagoida itsesi kanssa H -molekyylin menetyksellä₂Tai fosforihappojen halkaisijat, trimmeri ja polymeerit.

Tämän tyyppinen reaktio tekee tästä yhdistyksestä kykenevän määräämään suuren määrän rakenteita fosforin ja hapen luurankojen kanssa, joista saadaan myös laaja valikoima tunnettuja suoloja, kuten polyfosfaatit, kuten polyfosfaatit.

Hänen löytönsä suhteen hänet syntetisoi vuonna 1694 Robert Boyle (1627-1691), liuottaen p₂JOMPIKUMPI₅ (Fosforipentoksidi) vedessä. Se on yksi hyödyllisimmistä mineraalihapoista, mikä on sen toiminta lannoitteena tärkeimpiä.

Fosfori, kalium ja typpi muodostavat kasvien kolme pääravintoainetta.

Kemiallinen fosforihapon rakenne

Kemiallinen fosforihapon rakenne

Fosforihappo koostuu p = o -sidoksesta. Kun fosforiatomi keskellä, happi piirtää eräänlaisen molekyylin tetraedron.

Tällä tavalla fosforihappo voidaan visualisoida tetraedrina. Tästä näkökulmasta nämä tetraedrat (H -yksiköt₃Poikki₄) vuorovaikutuksessa toistensa kanssa vety silloilla; toisin sanoen heidän kärkipisteet lähestyvät tarkasti.

Nämä molekyylien väliset vuorovaikutukset mahdollistavat fosforihapon kiteisen kahdessa kiinteässä aineessa: vedettömät ja hemihydraatit (H₃Poikki₄· 1/2H₂O), molemmat monokliinisillä kiteisillä järjestelmillä. Sen anhydra -muoto voidaan kuvata myös kaavalla: 3H₂Tai · p₂JOMPIKUMPI₅, joka on yhtä suuri kuin tri-hydratoitu fosforipentoksidi.

Tetrahedra voi jopa yhdistää kovalenttisesti, mutta tämän yksiköiden on poistettava vesimolekyyli kuivumisen kautta. Tämä tapahtuu, kun h₃Poikki₄ Se lämmittää lämmitystä ja tuottaa seurauksena polyfosfääristen happojen muodostumisen (PA).

Dipofosforihappo (H₄P₂JOMPIKUMPI₇-A

Yksinkertaisin kaikista PA: sta on diposforiinihappo (H₄P₂JOMPIKUMPI₇), tunnetaan myös nimellä pyrofosforihappo. Muodostumasi kemiallinen yhtälö on seuraava:

Se voi palvella sinua: alumiinifosfaatti (ALPO4): rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

2H₃Poikki₄ H₄P₂JOMPIKUMPI₇ + H₂JOMPIKUMPI

Tasapaino riippuu veden ja lämpötilan määrästä. Mikä on sen rakenne? Ortofosfahin ja pyrofosforihapon rakenteet havainnollistetaan osion kuvassa vasemmassa yläkulmassa.

Kaksi yksikköä liittyy kovalenttisesti, kun vesimolekyyli poistetaan, muodostaen P-O-P-happisilta niiden välillä. Nyt ne eivät ole kolme happoa vetyä, vaan neljä (neljä ryhmää -OH). Tämän vuoksi h₄P₂JOMPIKUMPI₇ esittelee neljä k vakiota k_-lla.

Polyfosforihapot

Dehydraatio voi jatkua pyrofosforihapolla, jos lämmitys jatkuu. Koska? Koska sen molekyylin molemmissa päissä on OH-ryhmä, joka voidaan eliminoida vesimolekyylinä, mikä edistää p-o-o-o-p-luurankoa seuraavaa kasvua ... p ..

Esimerkkejä näistä hapoista ovat trimfosfori- ja tetropolifforihapot (molemmat havainnollistettu myös edellisessä kuvassa). Voidaan nähdä, kuinka p-o-p-luuranko pidentyy eräänlaisessa ketjussa, jonka muodostaa tetraedran.

Nämä yhdisteet voidaan edustaa HO -kaavalla (PO₂VAI NIIN)_xH, missä Ho on vasen pää, joka voi kuivuttaa. Poikki₂Voi on fosforirunko p = o: n ja OH -linkkien kanssa; Ja x ovat fosforihappoyksiköitä tai molekyylejä, jotka ovat tarpeen mainitun ketjun saamiseksi.

Kun nämä yhdisteet neutraloidaan kokonaan, niin ns. Polyfosfaatit ovat peräisin. Kationien ympäröimistä kationeista riippuen ne muodostavat monenlaisia ​​polyfosfaattisuoloja.

Toisaalta, jos he reagoivat ROH -alkoholien kanssa, niiden luurankon hydrogens korvataan alkyylisubstituenteilla r-. Siten syntyy fosfaattiestereitä (tai polyfyse): Ro (PO₂Tai)_xR -. Riittää korvaamaan H r: n kaikki osan kuvan rakenteet niiden hankkimiseksi.

Sykliset polyfosforihapot

P-O-P-ketjut voidaan jopa sulkea renkaassa tai fosforisyklissä. Tämän tyyppisen yhdisteen yksinkertaisin on trimetafosforihappo (kuvan oikea yläkulma). Siten PA: t voivat olla lineaarisia, syklisiä; tai jos niiden rakenteet osoittavat molemmat tyypit, haarautuneet.

Nimikkeistö

Fosforihappo. Lähde: Commons.Wikimedia.org

Fosforihapon nimikkeistöä hallitsee IUPAC ja kuinka oksoasidien nukulansuolat on nimetty.

Koska H: ssä₃Poikki₄ P: n atomilla on Valencia +5, joka on suurin arvo, sen hapolle annetaan jälkiliite -ico fosfori -etuliitteelle-.

Orto-

Fosforihappo on kuitenkin myös yleensä myös ortofosforihappo. Koska? Koska sana 'orto' on kreikkalainen ja tarkoittaa 'totta'; mikä johtaisi "tosi muoto" tai "nesteytyneemmälle".

Kun fosfori -anhydro hydratoidaan ylimääräisellä vedellä (P₄JOMPIKUMPI₁₀, "Ylivoimainen kuva" korkki ")₃Poikki₄ (3H₂Tai · p₂JOMPIKUMPI₅-A. Siten Ortho -etuliite myönnetään niille hapoille, jotka on muodostettu runsaalla vedellä.

Piro-

Piro-etuliite viittaa jokaiseen yhdisteeseen, joka on peräisin lämmön levittämisen jälkeen, koska diposforihappo syntyy fosforihapon lämpö kuivumisesta. Siksi sitä kutsutaan pyrofosforihapona (2H 2H₂Tai · p₂JOMPIKUMPI₅-A.

Päämäärä-

Kohde -etuliite, joka on myös kreikkalainen sana, tarkoittaa 'jälkeen'. Se lisätään niihin aineisiin, joiden kaava on eliminoinut molekyylin, tässä tapauksessa vesi:

H₃Poikki₄ => HPO₃ + H₂JOMPIKUMPI

Huomaa, että tällä kertaa kahden fosfori -yksikön lisääminen ei tapahdu diposfaasihapon muodostamiseksi, vaan saadaan metafosforihapon sijasta (josta sen olemassaolosta ei ole näyttöä).

Voi palvella sinua: etyylialkoholi: rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset, hankkiminen

On myös tärkeää korostaa, että tätä happoa voidaan kuvata h₂Tai · p₂JOMPIKUMPI₅ (Samanlainen kuin hemidraatti, kertomalla HPO₃ 2). Etuliitteen meta-meta- on täydellisesti syklisen PAS: n mukaan, koska jos trfosforihappo kuivuu, mutta se ei lisää toista yksikköä H₃Poikki₄ Tetrafosforihapon tulemiseksi sinun on muodostettava rengas.

Ja tämä on sama muiden polymeetofosforihapon kanssa, vaikka IUPAC suosittelee kutsumaan niitä vastaavien PAS: n syklisiksi yhdisteiksi.

Fosforihapon ominaisuudet

Molekyylikaava

H₃Poikki₄

Molekyylipaino

97 994 g/mol

Fyysinen ulkonäkö

Kiinteässä muodossaan se esittelee ortorromisia, hygroskooppisia ja läpinäkyviä kiteitä. Nestemäisessä muodossa se on kiteistä, viskoosisella siirappin ulkonäöllä.

Kaupallisesti se saavutetaan vesiliuoksessa, jonka konsentraatio on 85% P/P. Kaikissa näissä esityksissä sillä ei ole hajua.

Kiehumis- ja fuusiopisteet

158º C (316º F 760 mmHg).

108º F (42,2º C).

Vesiliukoisuus

548 g/100 g h₂Tai 20º C; 369,4 g/100 ml 0,5º C; 446 g/100m nopeudella 14,95º C.

Tiheys

1 892 g/cm³ (kiinteä); 1,841 g/cm³ (100%liuosta); 1 685 g/cm³ (85%liuos); 1 334 g/cm³ 50%liuosta) 25ºC: n lämpötilassa.

Höyrytiheys

Ilman suhteellinen 3,4 (ilma = 1).

Itset sytytys

Se ei ole syttyvä.

Goo

3,86 Mpoise (40% - 20º C).

Happamuus

PH: 1,5 (0,1 N liuos vedessä)

PKA: PKA1 = 2 148; PKA2 = 7,198 ja PKA3 = 12,319. Siksi sen happea vety on ensimmäinen.

Hajoaminen

Kun hän on lämmitetty, hän vapauttaa fosforioksidit. Jos lämpötila nousee arvoon 213º C tai enemmän, siitä tulee pyrofosforihappo (H₄P₂JOMPIKUMPI₇-A.

Syövyttävyys

Syövyttävä rautametalleille ja alumiinille. Kun reagoivat näiden metallien kanssa, vety palava kaasu on peräisin.

Polymerointi

Väkivaltaisesti polymeriza huijausyhdisteillä, epoksideilla ja polymeroivissa yhdisteillä.

Fosforihappo käyttää

Fosphat ja yleinen käyttö käyttää myyntiä

-Fosforihappo toimii fosfaatin yksityiskohtien perustana, jota käytetään lannoitteina, koska fosfori on kasvien pääravinteita.

-Sitä on käytetty johtavien myrkytysten ja muiden tilojen hoidossa, joissa tarvitaan tärkeitä fosfaattimääriä ja lievän asidoosin tuotantoa.

-Sitä käytetään minkkien ja kissojen virtsateiden pH: n hallintaan munuaislaskelmien muodostumisen välttämiseksi.

-Fosforihappo aiheuttaa NA -suoloja₂HPO₄ ja nah₂Poikki₄ jotka muodostavat pH -iskunvaimenninjärjestelmän, jonka PKA on 6,8. Tätä pH -säätelyjärjestelmää on läsnä ihmisillä, joilla on merkitys solunsisäisen pH: n säätelyssä, samoin kuin vetypitoisuuden hallinnassa nefronien distaalisissa ja keräinputkissa.

-Sitä käytetään tähän metalliin kerääntyvän mohosa -kerroksen eliminoinnissa. Fosforihappo muodostaa rautafosfaatin, joka voidaan helposti poistaa metallipinnasta. Sitä käytetään myös alumiinin sähkökielessä.

Teollisuuden edustajat

-Fosforihappo on tarkoitettu katalyyttiseksi aineeksi nylonin ja bensiinin kehittämisessä. Sitä käytetään kuivausaineena litografisessa kaiverruksessa, väriaineiden laatimisessa käytettäväksi tekstiiliteollisuudessa, lateksin hyytymisprosessissa rannikkoteollisuudessa ja vetyperoksidin (vetyperoksidi (vetyperoksidi) puhdistamisessa (vetyperoksidi) (vetyperoksidi) puhdistamisessa (vetyperoksidi) (vetyperoksidi).

-Happoa käytetään lisäaineena virvoitusjuomissa, jotka vaikuttavat tällä tavalla sen makuun. Laimennettu, sitä levitetään sokerin hienosäätöprosessissa. Se toimii myös iskunvaimenninjärjestelmänä kinkun, gelatiinin ja antibioottien valmistuksessa.

Voi palvella sinua: Alumiinihydroksidi: rakenne, ominaisuudet, käytöt, riskit

-Puuttuvat pesuaineiden kehittämiseen asetyleenituotannon happakatalyysiin.

-Sitä käytetään happona tasapainoisissa elintarvikkeissa karjateollisuudelle ja lemmikkieläimille. Lääketeollisuus käyttää sitä antiemetien lääkkeiden valmistuksessa. Se hyödyntää myös seosta asfaltin valmistamiseksi maan tasoittamiseksi ja halkeamien korjaamiseksi.

-Fosforihappo toimii katalyyttinä alkeenien hydraatioreaktiossa alkoholin, lähinnä etanolin tuottamiseksi. Lisäksi sitä käytetään orgaanisen hiilen määrittämiseen maaperässä.

Hammaslääketieteellinen

Hammaslääkärit käyttävät sitä hammaspinnan puhdistamiseen ja kunnostamiseen ennen hammaslääketieteellisten tukien sijoittamista. Se löytää myös käyttöä hammasvalkaisussa ja hammaslevyjen eliminoinnissa. Lisäksi sitä käytetään liiman valmistuksessa hammasproteeseille.

Kosmetiikka

Fosforihappoa käytetään säätämään pH: ta kosmeettisten tuotteiden kehittämisessä ja ihonhoitoon. Sitä käytetään kemiallisena hapettavan aineena aktivoidun hiilen tuotannossa.

Fosforihapon muodostuminen

-Fosforihappo valmistetaan apatiittityyppisistä fosfaattikivistä sen konsentroituneiden rikkihappojen sulamisen avulla:

Ac₃(PO₄-A₂    +       3 h₂Sw₄      +       6 h₂O => 2 h₃Poikki₄     +       3 (tapaus₄.2H₂JOMPIKUMPI)

Tässä reaktiossa saatu fosforihappo on alhainen puhtaus, joten se käy läpi puhdistusprosessin, joka sisältää saostumisen, liuotinuution, kiteytymisen ja ioninvaihtotekniikat.

-Fosforihappo voi tapahtua liukenemalla fosforipentoksidia kiehuvaan veteen.

-Se voidaan saada myös kuumentamalla fosforia ilman ja vesihöyryn seoksella:

P₄ (l) +5 o₂ (g) => p₄JOMPIKUMPI₁₀ (S)

P₄JOMPIKUMPI₁₀ (s) +h₂Tai (g) => 4H₃Poikki₄ (L)

Riskejä

-Koska höyrynpaine on alhainen huoneenlämpötilassa, on epätodennäköistä, että höyryt voidaan hengittää, ellei happo suihkuteta. Jos niin, heidän hengityksen oireisiin kuuluvat: yskä, kurkkukipu, lyhyt ja työläs hengitys.

-Kirjallisuudessa mainitaan merimiehen tapaus, joka oli altistunut fosforihappuhöyryille pitkän ajanjakson ajan. Kärsi yleisestä heikkoudesta, kuivasta yskästä, rintakipuista ja hengitysvaikeuksista. Vuoden kuluttua näyttelyn jälkeen havaittiin reaktiivinen toimintahäiriö.

-Ihon kosketus fosforihapon kanssa voi aiheuttaa punoitusta, kipua, rakkuloita ja ihon palovammoja.

-Hapon kosketus silmiin riippuen sen pitoisuudesta ja kosketuksen kestosta riippuen näissä kudoksen syövyttävät vauriot tai vakavat palovammat pysyvällä silmävauriolla.

-Hapon nauttiminen aiheuttaa suussa ja kurkkuun palaneen, ardorin tunne rintalastan ulkopuolella, vatsakipu, oksentelu, shokki ja romahtaminen.

Viitteet

1. Kuninkaallinen kemian yhdistys. (2015). Fosforihappo. Otettu: Chemspider.com
2. Kanadan terveys- ja työturvallisuuskeskus. (1999). Fosforihappo - terveysvaikutukset. Otettu: ccsso.Ac
3. Hapot.Tiedot. (2018). Fosforihappo "Tämän kemiallisen yhdisteen käyttötarkoitukset. Otettu: hapot.Tiedot
4. James P. Smith, Walter E. Brown ja James R. Leht. (1955). Kiteisen fosforihapon rakenne. J -. OLEN. Kemia. Soc.  77, 10, 2728-2730
5. Wikipedia. (2018). Fosforihapot ja fosfaatit. Otettu: sisään.Wikipedia.org
6. Tiede on hauskaa. Opi fosforihaposta. [PDF]. Otettu: Scifun.Kemia.WISC.Edu