фосфорна киселина

1. История на откриване и получаване на фосфорна киселина.

Boyle фосфорна киселина отвори посредством показатели. Изгарянето на фосфор и разреждане на получения бял продукт във вода, е неизвестен химици киселина. Според първоначалното вещество той я наричаше фосфорна.

Технически фосфорна киселина първа получи преди повече от 100 години калпав разлагане на скален фосфат, съдържащ значителни количества разреден (5.10%) сярна киселина тривалентен метални съединения, в които желязото и алуминиево съединение особено в разтвор в малка степен.

А разтвор с концентрация от 8-10% Р2О5 се изпарява до съдържа приблизително 40% Р2О5. При разлагане на скален фосфат по-концентриран (30-40%) сярна киселина се разпределят игловиден гипсови кристали. Те държат значителна част от течната фаза и недобре изплаква. Следователно Р2О5 загуба голям.

Една важна стъпка в производството на фосфорна киселина беше прехода към непрекъснат апарат и разреждане 75 и 93% сярна киселина не е вода или слабо зачервяване вода и разтвор на фосфорна киселина, т.е. провеждане на процеса с помощта на разреден разтвор. При тези условия на разпределените ромбично кристали, които се филтруват и се промиват добре.

2. Физически свойства.

Ортофосфорна киселина в чиста форма при нормални условия е безцветни ромбично кристали, които се топят при температура 42.3oS. Въпреки това, с такова киселина химически един са редки. По-често те се справят с Н3РО4 хемихидрат * 0.5 H2O, което попада под формата на безцветни призми на шестоъгълна при охлаждане с концентрирани водни разтвори на фосфорна киселина. Точка на топене 29.3oS хемихидрат.

Pure Н3РО4 след топене форми вискозна маслообразна течност с ниска електрическа проводимост и значително намалена способност да дифундира. Тези свойства, както и подробно разглеждане на спектрите показват молекули Н3РО4 в този случай практически дисоциират и силни водородни връзки са комбинирани в един макромолекулна структура. Като правило, молекулите са свързани един с друг един, поне две, и по-рядко три водородни връзки.

Ако киселината се разрежда с вода, неговите молекули са по-склонни да образуват водородни връзки с вода от един с друг. Поради като "съпричастност" на киселина водата се смесва с него във всички отношения. хидратация енергия не е толкова голяма, колкото тази на сярна киселина, така затопляне Н3РО4 при разреждане не е толкова силна и дисоциацията е по-слабо изразено. Съгласно първия етап на дисоциация електролит ортофосфорна киселина се счита за средно силна (25 - 30%), а вторият - слаб, като трета - много слабо.

Приблизителна представа на структурата на Н3РО4 молекула дава своята структурна формула. Но тук имаме нужда от разяснения

НО - R - ОН структура

Пространственото подреждане на атомите и дължините на облигации в молекулата водят до заключението, че връзката P = O всъщност не двойна, т.е. си множество не е равно на 2. Според изчисленията на множеството комуникация 1.74. Communications P - О (Н) не е единствен. Ако си множество е равно на 1, тогава дължината ще бъде 0.17 пМ. В действителност, в фосфорна киселина и нейните соли с киселина bolshenstve дължина на тази връзка на 0.154 - 0.157 нм, което съответства на многообразието на 1.3-1.4. Следователно, електрон плътността на двойна връзка P = O част "мазане" на останалите три връзки, леко увеличаване на множество. Освен това, между кислород и фосфорни атоми настъпва значително донор-акцептор взаимодействие. Всичко това заедно води до факта, че Н3РО4 е няма такива остри разликите в дължините на връзките, които се наблюдават в сярна и азотна киселини. дължини Връзката P = О и Р - О (Н) са почти подравнени и гръбнак молекула става почти тетраедър. Разбира се, това значително увеличава стабилността на прегрупиране на самия и техни производни киселина. Това предполага вид на химически пасивност на фосфорна киселина.

4. Химични свойства Н3РО4

Ортофосфорна киселина във водни разтвори са много по-слаби сярна и азотна киселини. Това триосновен киселина. Електролитен дисоциация на киселини, както и други многоосновни киселини, се провежда в стъпки:

Н3РО4 + Н + N2RO4- (I степен)

N2RO4- Н + NRO42- (II етап)

NRO42- Н + RO43- (IIIstupen)

Н3РО4 + 3H + RO43- (общо uranenie)

Сравнете стойностите на киселина йонизация константи на съответните етапи на:

Както се вижда от тези данни, разтвор на Н3РО4 обикновено съдържа йони digidrofosfot N2RO4-. Йони, получени чрез дисоциация на втория етап - NRO42- хидрогенфосфат йони е много по-малко. И почти не фосфатни йони RO43- - продукти от третия и последен етап на йонизация. В първия етап на йонизация на фосфорна киселина е средно силна киселина. В съответствие с наличието на три вида на киселинни остатъци в неутрализация на фосфорна киселина, алкални соли се образуват: дихидроген фосфати, хидроген фосфати и фосфати, например:

Н3РО4 + NaOH NaH2PO4 + H2O

Н3РО4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O

Н3РО4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O

Фосфорната киселина може да се разграничи от други фосфорни киселини чрез взаимодействие със сребърен нитрат - образува жълта утайка

Н3РО4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + HNO3

Всички останали фосфорен форма киселина бели преципитати.

Изпаряването на ортофосфорна киселина, дифосфорна образува (пирофосфорна киселина):

2N3RO4 = N4R2O7 + H2O.

5. Стойността на фосфорна киселина

Фосфорната киселина е важно, тъй като един от основните компоненти на подхранване на растенията. Фосфорът се използва от растения, за да се изгради своите най-важни части - семена и плодове.

Производни на фосфорна киселина е много необходимо не само растения, но също така и животни. Кости, зъби, черупки, нокти, игли, шпайкове bolshenstvo в живите организми са съставени главно от калциев ортофосфат. Освен това, ортофосфорна киселина, за да образуват различни съединения с органични вещества, които участват активно в метаболизма на жив организъм на вещества от околната среда процес. В резултат на производни на фосфор, съдържащи се в костите, мозъка, кръвта в мускулите и съединителната тъкан на хора и животни. Особено много фосфорна киселина в нервните (мозъчни клетки), което позволява AE Fersman известен геохимик, наречени фосфор "елемент мисли". Много отрицателни (животински болести рахит, анемия и т.н.) влияе на състоянието на намалението на организъм в диетата фосфорни съединения или тяхното администриране под формата на несмилаем.

6. Използването на фосфорна киселина (вж. № таблица 1)

Прилагане на фосфорна киселина сега е доста широко. Нейната основна клиент е производството на фосфат и съединение тор. За тези цели годишно произведени в света фосфор руда 100 млн. Тона. Фосфорни торове допринасят не само за подобряване на производителността на различни култури, но също така даде на издръжливостта и устойчивостта на други неблагоприятни климатични условия и да създаде условия за по-бързото узряване на реколтата в райони с кратко вегетативен период. Те са също благоприятен ефект върху почвата, което допринася за неговата struktuirovaniyu, развитие на почвени бактерии, промяна на разтворимостта на други вещества, съдържащи се в почвата и някои потискане на вредни органични вещества се образуват.