Фосфорная кислота
Ее особенности изучаются при прохождении школьного курса химии. Она относится к кислотам среднего класса, соли которой практически не растворяются в воде за исключением вариантов с щелочными металлами и аммония.
Определение и формула
Кислота средней силы. Ее соли – фосфаты плохо растворимы в воде, кроме фосфатов щелочных металлов и аммония.
Альтернативные названия — Ортофосфорная кислота, гидроксид фосфора (V)
Формула — H3PO4
При изучении требуется обратить внимание на ее физические и химические свойства, а также на особенности получения соединения в лабораторных условиях и производственных цехах.
Свойства
При изучении любого химического элемента обязательно рассматриваются его физические и химические свойства, которые оказывают влияние на способы получения и направления применения элемента.
Физические свойства
Отличается показателями устойчивости при средней (комнатной) температуре. Из-за этого она имеет довольно простые условия хранения. Помимо привычной и известной всем ортофосфорной кислоты можно встретить метафосфорную или пирофосфорную кислоты, а также трифосфорную и тетрафосфорную. Последние 3 из перечисленных кислот оказываются наиболее сильными и часто используются для сложных химических реакций в лабораториях или на производствах.
Внешне напоминают жидкость, которая не имеет цвета в случае нахождения в водном растворе, а в классическом виде – просто кристаллы гигроскопичкой формы.
Показатели молярной массы составляют 98 грамм на моль, плотность – 1,83 грамма на кубический сантиметр при комнатной температуре. Показатель плавления установлен на уровне 42,35 градусов выше нуля, а плавления – 213 градусов (при этом производит разложение на составные элементы).
Химические свойства
В водной среде способна распадаться на катионы и анионы.
Константы диссоциации
K1 = 7,1·10-3,
K2 = 6,2·10-8,
K3 = 5,0·10-13.
Без повышения температуры соединение способно реагировать с крайне ограниченным количеством элементов: металлами повышенной активности, оксидами и гидроксидными соединениями.
В случае нагревания ее активность повышается.
Способна разлагаться при повышении температуры.
Из всех кислот фосфорная способна вступать в реакцию исключительно с хлорной, при этом осуществляется образование сложной соли.
Получение
Их можно получать в лабораторных условиях и промышленных условиях. Рассмотрим оба варианта подробнее для лучшего понимания темы и ее свойств.
Лабораторные способы получения
В лаборатории получить материал можно из оксида фосфора 5.
Реакция проходит бурно, из-за чего он применяется в промышленном направлении. В лабораториях применяются варианты, предполагающие протекание реакции в менее агрессивном варианте, например, получение кислоты при проведении реакции с фосфатами. Предполагается воздействие на них хлорной или серной кислоты.
Иной вариант – проведение гидролиза по отношению к хлориду фосфора 5. Реакция протекает без необходимости создания особых условий, не бурно, а потому способ активно применяется в лабораторных условиях.
Получение в промышленности
Распространенный промышленный способ получения соединения – проведение обжига фосфора.
При реакции первоначально получается фосфорный ангидрид. При добавлении воды происходит бурная реакция, а поэтому в производстве чаще добавляют нагретую до 200 градусов фосфорную кислоту, концентрация которой не менее 50%, и осуществляют разбавление полученного раствора до нужных показателей.
Метод экстракции предполагает получение соединения при воздействии на только что добытые руды без предварительной подготовки.
Применение
Главное промышленное направление использования химического соединения – производство удобрений, а также полифосфатов и различных средств для мытья поверхностей. Производятся и продукция, положительно сказывающаяся на мягкости воды, применяемая в виде катализатора.
При производстве стекол также может применяться для получения уникальных свойств у изделий.
В фармакологии также нашла свое применение – она используются при производстве различных медикаментов.
Буферные растворы приготавливаются в химической промышленности.
Пример решения
Осуществите следующие превращения:
Na3PO4 → H3PO4 → HPO3 → KPO3→ AgPO3.
Решение
Na3PO4+3HCI = 3NaCI+H3PO4;
H3PO4 + P2O5 = 3HPO3;
HPO3 + KOH = KPO3 + Н2О,
KPO3 + AgNO3 = AgPO3↓ + KNO3.
