Kyselina fosforečná - Phosphoric acid

Strukturní vzorec kyseliny fosforečné, ukazující rozměry
Model s míčem a hůlkou
Prostorový model
Jména
Název IUPAC
Kyselina fosforečná
Ostatní jména
Kyselina ortofosforečná
Identifikátory
3D model ( JSmol )
ČEBI
CHEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA 100,028,758 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
E číslo E338 (antioxidanty, ...)
KEGG
Číslo RTECS
UNII
UN číslo 1805
  • InChI = 1S/H3O4P/c1-5 (2,3) 4/h (H3,1,2,3,4) šekY
    Klíč: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N šekY
  • InChI = 1/H3O4P/c1-5 (2,3) 4/h (H3,1,2,3,4)
    Klíč: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYAI
  • OP (= O) (O) O
Vlastnosti
H
3
PO
4
Molární hmotnost 97,994  g · mol −1
Vzhled bílá pevná látka
Zápach Bez zápachu
Hustota 1,6845  g⋅cm −3 (25 ° C, 85%), 1,834  g⋅cm −3 (pevný)
Bod tání 40–42,4 ° C (104,0–108,3 ° F; 313,1–315,5 K)
Bod varu  
Rozpustnost Rozpustný v ethanolu
log P −2,15
Tlak páry 0,03  mmHg (20  ° C)
Konjugovaná základna Dihydrogenfosfát
−43,8 · 10 −6  cm 3 /mol
Index lomu ( n D )
Viskozita 2,4–9,4 cP (85% aq. Soln. ) 147 cP (100%)  
 
Struktura
Monoklinika
Čtyřboká
Termochemie
145,0 J/mol⋅K
150,8 J/mol⋅K
Standardní entalpie
tvorby
f H 298 )
−1271,7 kJ/mol
-1123,6 kJ/mol
Nebezpečí
Bezpečnostní list ICSC 1008
Piktogramy GHS GHS05: Žíravý
Signální slovo GHS Nebezpečí
H290 , H314
P280 , P305+351+338 , P310
NFPA 704 (ohnivý diamant)
3
0
0
Bod vzplanutí Nehořlavé
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
1530  mg/kg (krysa, orální)
NIOSH (limity expozice USA pro zdraví):
PEL (přípustné)
PEL 1  mg/m 3
REL (doporučeno)
PEL 1  mg/m 3 ST 3  mg/m 3
IDLH (bezprostřední nebezpečí)
1000  mg/m 3
Související sloučeniny
Související oxokyseliny fosforu
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N. ověřit  ( co je to   ?) šekY☒N.
Reference na infobox

Kyselina fosforečná , také známá jako kyselina ortofosforečná nebo kyselina fosforečná (V) , je slabá kyselina s chemickým vzorcem H
3
P O
4
. Čistá sloučenina je bezbarvá pevná látka .

Všechny tři vodíky jsou v různé míře kyselé a lze je z molekuly ztratit jako ionty H + ( protony ). Když jsou odstraněny všechny tři ionty H + , výsledkem je ortofosfátový iont PO 4 3− , běžně nazývaný „fosfát“. Odstraněním jednoho nebo dvou protonů se získá dihydrogenfosfátový ion H
2
PO-
4
a iont hydrogenfosforečnanu HPO2-
4
, resp. Kyselina ortofosforečná také tvoří estery , nazývané organofosfáty .

V chemických laboratořích se s kyselinou fosforečnou běžně setkáváme jako 85% vodný roztok , což je bezbarvá sirupovitá kapalina bez zápachu a netěkavých látek. Přestože kyselina fosforečná nesplňuje přísnou definici silné kyseliny , 85% roztok může stále vážně dráždit pokožku a poškodit oči.

Název „kyselina ortofosforečná“ lze použít k odlišení této specifické kyseliny od jiných „ kyselin fosforečných “, jako je kyselina pyrofosforečná . Nicméně termín "kyselina fosforečná" často znamená tuto specifickou sloučeninu; a to je aktuální nomenklatura IUPAC .

Výroba

Kyselina fosforečná se vyrábí průmyslově dvěma obecnými způsoby. V mokrém procesu se minerál obsahující fosfát, jako je hydroxyapatit vápenatý, zpracuje kyselinou sírovou .

Fluoroapatit je alternativní surovinou, v takovém případě je fluorid odstraněn jako nerozpustná sloučenina Na 2 SiF 6 . Roztok kyseliny fosforečné obvykle obsahuje 23–33% P 2 O 5 (32–46% H 3 PO 4 ). Může být zahuštěna za vzniku kyseliny fosforečné komerční nebo obchodní třídy , která obsahuje asi 54–62% P 2 O 5 (75–85% H 3 PO 4 ). Další odstranění vody se získá kyselina superphosphoric s P 2 O 5 koncentraci vyšší než 70% (což odpovídá téměř 100% H 3 PO 4 ). Síran vápenatý (sádra) se vyrábí jako vedlejší produkt a odstraňuje se jako fosfosádra .

Aby se vyrobila potravinářská kyselina fosforečná, fosfátová ruda se nejprve redukuje koksem v elektrické obloukové peci , aby se vytvořil elementární fosfor . Přidává se také křemík, což vede k výrobě strusky křemičitanu vápenatého . Elementární fosfor je destilován z pece a spalován vzduchem za vzniku vysoce čistého oxidu fosforečného , který je rozpuštěn ve vodě za vzniku kyseliny fosforečné.

Kyselinu fosforečnou z obou procesů lze dále čistit odstraněním sloučenin arsenu a dalších potenciálně toxických nečistot.

Kyselé vlastnosti

Všechny tři atomy vodíku jsou kyselé, s disociační konstanty p K a1 = 2,14, p K A2 = 7,20 a p K A3 = 12,37. Z toho vyplývá, že ve vodných roztocích je kyselina fosforečná většinou disociována na nějakou kombinaci svých tří aniontů, s výjimkou velmi nízkého pH . Rovnovážné rovnice jsou:

H 3 PO 4   + H 2 O ⇌ H 3 O + + H 2 PO 4 -       K a1 = 7,25 × 10 −3 [p K a1 = 2,14]
H 2 PO 4 - + H 2 O ⇌ H 3 O + + HPO 4 2−       K a2 = 6,31 × 10 −8 [p K a2 = 7,20]
HPO 4 2− + H 2 O ⇌ H 3 O + + PO 4 3−        K a3 = 3,98 × 10 −13 [p K a3 = 12,37]

Využití

Dominantní využití kyseliny fosforečné je pro hnojiva , která spotřebovávají přibližně 90% produkce.

aplikace Poptávka (2006) v tisících tun Hlavní deriváty fosfátů
Mýdla a čisticí prostředky 1836 STPP
Potravinářský průmysl 309 STPP (Na 5 P 3 O 10 ), SHMP , TSP , SAPP , SAlP , MCP , DSP (Na 2 HPO 4 ), H 3 PO 4
Úprava vody 164 SHMP, STPP , TSPP , MSP (NaH 2 PO 4 ), DSP
Zubní pasty 68 DCP (CaHPO 4 ), IMP, SMFP
Další aplikace 287 STPP (Na 3 P 3 O 9 ), TCP, APP, DAP, fosforečnan zinečnatý (Zn 3 (PO 4 ) 2 ), fosforečnan hlinitý (AlPO 4 , H 3 PO 4 )

Kyselina fosforečná potravinářského původu (přísada E338 ) se používá k okyselení potravin a nápojů, jako jsou různé coly a džemy, které dodávají pikantní nebo kyselou chuť. Kyselina fosforečná také slouží jako konzervant . Nealkoholické nápoje obsahující kyselinu fosforečnou, mezi které patří Coca-Cola , se někdy nazývají fosfátové sodovky nebo fosfáty. Kyselina fosforečná v nealkoholických nápojích má potenciál způsobit zubní erozi. Kyselina fosforečná má také potenciál přispět k tvorbě ledvinových kamenů , zejména u těch, kteří již dříve měli ledvinové kameny.

Mezi specifické aplikace kyseliny fosforečné patří:

Bezpečnost

Byla prokázána souvislost mezi dlouhodobým pravidelným příjmem coly a osteoporózou v pozdějším středním věku u žen (nikoli však u mužů). Předpokládalo se, že to je způsobeno přítomností kyseliny fosforečné, a bylo zjištěno, že riziko pro ženy je u cukrových a kofeinovaných kol vyšší než u diet a bez kofeinu, přičemž vyšší příjem koly koreluje s nižší hustotou kostí.

Roztoky kyseliny fosforečné při středních koncentracích dráždí pokožku. Kontakt s koncentrovanými roztoky může způsobit vážné popáleniny kůže a trvalé poškození očí.

Viz také

Reference

Citované zdroje

externí odkazy