Acid Phosphoric – Wikipedia Tiếng Việt

Bài này viết về acid orthophosphoric. Đối với các loại acid khác thường gọi là "acid phosphoric", xem Acid phosphoric và muối phosphat.

Acid phosphoric
Acid phosphoric
Acid phosphoric
Danh pháp IUPAC	Phosphoric acid(Acid phosphoric); Trihydroxidooxidophosphorus
Tên khác	Orthophosphoric acid(Acid orthophosphoric); Trihydroxylphosphine oxide
Nhận dạng
Số CAS	7664-38-2
Số EINECS	231-633-2
Số RTECS	TB6300000
Thuộc tính
Công thức phân tử	H3PO4
Khối lượng mol	98.00 g/mol
Bề ngoài	chất rắn màu trắng hoặc không màu, chất lỏng đặc (>42 °C)
Khối lượng riêng	1.885 g/mL (lỏng)1.685 g/mL (85 % đậm đặc)2.030 g/mL (tinh thể ở 25 °C)
Điểm nóng chảy	42.35 °C (anhiđrơ)29.32 °C (hemihiđrat)
Điểm sôi	158 °C (decomp)
Độ hòa tan trong nước	548 g/100 mL
Độ axit (pKa)	2.148, 7.198, 12.375
Độ nhớt	2.4–9.4 cP (85% đậm đặc)147 cP (100 %)
Các nguy hiểm
MSDS	1008
Phân loại của EU	Chất ăn mòn (C)
Chỉ mục EU	015-011-00-6
NFPA 704	0 2 0 COR
Chỉ dẫn R	R34
Chỉ dẫn S	(S1/2) S26 S45
Điểm bắt lửa	Không gây cháy nổ
Các hợp chất liên quan
Phospho oxoacid liên quan	Acid hydrophosphorơAcid phosphorơAcid pyrophosphoricAcid triphosphoricAcid pephosphoricAcid pemonophosphoric
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y kiểm chứng (cái gì YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Acid phosphoric, hay đúng hơn là acid orthophosphoric là một acid có tính oxy hóa trung bình và có công thức hóa học H3PO4.

Tính chất vật lý

[sửa | sửa mã nguồn]

Acid phosphoric là chất rắn tinh thể không màu, khối lượng riêng 1,87 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy = 42,350C (dạng H3PO4.H2O có nhiệt độ nóng chảy = 29,320C); phân hủy ở 2130C. Tan trong etanol, nước (với bất kì tỉ lệ nào). Trong cấu trúc tinh thể của nó gồm có những nhóm tứ diện PO 4 3 − {\displaystyle {\ce {PO4^3-}}} , liên kết với nhau bằng liên kết hydro. Cấu trúc đó vẫn còn được giữ lại trong dung dịch đậm đặc của acid ở trong nước và làm cho dung dịch đó sánh giống như nước đường.

Acid orthophosphoric tan trong nước đó được giải thích bằng sự tạo thành liên kết hydro giữa những phân tử H3PO4 và những phân tử H2O.

Tính chất hóa học

[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phân tử acid phosphoric P {\displaystyle {\ce {P}}} ở mức oxy hóa +5 bền nên acid phosphoric khó bị khử, không có tính oxy hóa như acid nitric. Khi đun nóng dần đến 260oC, acid orthophosphoric mất bớt nước, biến thành acid điphosphoric (H4P2O7); ở 3000C, biến thành acid metaphosphoric (HPO3). Acid phosphoric là acid ba nấc có độ mạnh trung bình, hằng số acid ở 250C có các giá trị:

H 3 PO 4 ↽ − − ⇀ H 2 PO 4 − + H + {\displaystyle {\ce {H3PO4 <=> H2PO4- + H+}}} K1 = 7.10−3;

H 2 PO 4 − ↽ − − ⇀ HPO 4 2 − + H + {\displaystyle {\ce {H2PO4- <=> HPO4^2- + H+}}} K2 = 8.10−6;

HPO 4 2 − ↽ − − ⇀ PO 4 3 − + H + {\displaystyle {\ce {HPO4^2- <=> PO4^3- + H+}}} K3 = 4.10−13.

Dung dịch acid phosphoric có những tính chất chung của acid như đổi màu quỳ tím thành đỏ, tác dụng với oxide base, base, muối, kim loại. Khi tác dụng với oxide base hoặc base, tùy theo lượng chất tác dụng mà sản phẩm là muối trung hòa, muối dihidrophosphat, hidrophosphat hoặc hỗn hợp muối.

Phosphor trong acid phosphoric có hóa trị là V.

Điều chế

[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phòng thí nghiệm

[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phòng thí nghiệm, acid phosphoric được điều chế bằng cách dùng HNO3 đặc oxy hóa phosphor ở nhiệt độ cao:

P + 5 HNO 3 ⟶ H 3 PO 4 + 5 NO 2 + H 2 O {\displaystyle {\ce {P + 5HNO3 -> H3PO4 + 5NO2 + H2O}}}

Trong công nghiệp

[sửa | sửa mã nguồn]

Acid phosphoric được sản xuất công nghiệp bằng hai tuyến đường nói chung - quá nhiệt và quá trình ẩm ướt, trong đó bao gồm hai tiểu phương pháp. Quá trình ướt chiếm ưu thế trong lĩnh vực thương mại. Các quá trình nhiệt đắt hơn sản xuất một sản phẩm tinh khiết được sử dụng cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Phương pháp ướt

[sửa | sửa mã nguồn]

Sản xuất acid phosphoric bằng phương pháp ướt (phương pháp trích ly) bằng cách thêm acid sunfuric để phân huỷ khoáng calcium phosphate, thường được tìm thấy trong tự nhiên như quặng apatit. Phản ứng là:

Ca 5 ( PO 4 ) 3 X + 5 H 2 SO 4 ⟶ 5 CaSO 4 + 3 H 3 PO 4 + HX {\displaystyle {\ce {Ca5(PO4)3X + 5H2SO4 -> 5CaSO4 + 3H3PO4 + HX}}}

3 H 2 SO 4 + Ca 3 ( PO 4 ) 2 ⟶ 3 CaSO 4 + 2 H 3 PO 4 {\displaystyle {\ce {3H2SO4 + Ca3(PO4)2 -> 3CaSO4 + 2H3PO4}}}

trong đó X có thể bao gồm OH − {\displaystyle {\ce {OH-}}} , F − {\displaystyle {\ce {F-}}} , Cl − {\displaystyle {\ce {Cl-}}} , Br − {\displaystyle {\ce {Br-}}} ,... và các quặng khác chứa Fe 2 + {\displaystyle {\ce {Fe^2+}}} , Mg 2 + {\displaystyle {\ce {Mg^2+}}} ,...

Dung dịch acid phosphoric ban đầu có thể chứa 23-33% P 2 O 5 {\displaystyle {\ce {P2O5}}} (32-46% H3PO4), nhưng có thể được tập trung bởi sự bay hơi nước để sản xuất acid commercial- hoặc thương cấp phosphoric, trong đó có khoảng 54-62% P 2 O 5 {\displaystyle {\ce {P2O5}}} (75 -85% H 3 PO 4 {\displaystyle {\ce {H3PO4}}} ). Bốc hơi hơn nữa sản lượng nước acid superphosphoric với nồng độ trên 70% P 2 O 5 {\displaystyle {\ce {P2O5}}} (tương ứng với gần 100% H 3 PO 4 {\displaystyle {\ce {H3PO4}}} , tuy nhiên, các acid pyrophosphoric và polyphosphoric sẽ bắt đầu hình thành, làm cho các chất lỏng có độ nhớt cao).

Phân huỷ quặng phosphat bằng acid sulfuric sản phẩm phụ calci sunfat không tan (thạch cao), được lọc và loại bỏ như bùn cặn. Acid ướt quá trình có thể được tinh chế thêm bằng cách loại bỏ flo để sản xuất acid phosphoric dùng trong sản xuất phân bón, hoặc bằng cách chiết xuất dung môi và loại bỏ asen để sản xuất acid phosphoric thực phẩm. Tuy nhiên điều chế bằng phương pháp này thu được acid phosphoric không tinh khiết, có chất lượng thấp.

Quá trình nitrophosphate là tương tự như quá trình ướt trừ nó sử dụng acid nitric ở vị trí của acid sulfuric. Lợi thế cho phương pháp này là các sản phẩm đi kèm là calci nitrat cũng là một loại phân bón cây trồng. Phương pháp này ít được sử dụng.

Phương pháp nhiệt

[sửa | sửa mã nguồn]

Acid phosphoric tinh khiết thu được bằng cách đốt phospho nguyên tố để tạo diphosphor pentaoxide, sau đó được hòa tan trong acid phosphoric loãng. Phương pháp này tạo ra một acid phosphoric rất tinh khiết, vì hầu hết các tạp chất có trong đá đã được loại bỏ khi đốt phosphor trong lò điện. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng quan trọng như dược phẩm, thực phẩm cẩn có phân đoạn xử lý bổ sung để loại bỏ các hợp chất asen.

Phosphor nguyên tố được sản xuất bởi một lò điện. Ở nhiệt độ cao, một hỗn hợp của quặng phosphat, silicat và vật liệu cacbon (than cốc, than đá vv...) sản xuất Calci silicat, khí phosphor và carbon monoxide. Khí P {\displaystyle {\ce {P}}} và CO {\displaystyle {\ce {CO}}} từ phản ứng này được làm lạnh dưới nước để tách phosphor rắn và bụi. Ngoài ra, khí P {\displaystyle {\ce {P}}} và CO {\displaystyle {\ce {CO}}} có thể được đốt cháy với không khí để tạo phosphor pentoxide và carbon dioxide. Khí sau khi được làm nguội sơ bộ được đưa tới hidrat hoá tạo thành acid phosphoric.

Acid phosphoric trên thị trường

[sửa | sửa mã nguồn]

Dung dịch đậm đặc của acid phosphoric thường bán trên thị trường có nồng độ 85%.

Acid phosphoric là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất phân bón, dược phẩm, thức ăn gia súc; làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, chất tẩm gỗ chống cháy, chất chống ăn mòn kim loại sản xuất thuốc trừ sâu, điều chế phân lân như là superphosphat đơn và phân supephosphat kép.

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

Bài viết liên quan đến hóa học này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn. x t s

Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Acid phosphoric.

x t s Hợp chất hydro

H3AsO3 H3AsO4 HAt HSO3F HBF4 HBr HBrO HIO HBrO2 HBrO3 HBrO4 HCl HClO HClO2 HClO3 HClO4 HCN HCNO H2CrO4 H2Cr2O7 H2CO3 H2CS3 HF HFΟ HI HIO HIO2 HIO3 HIO4 HMnO4 H2MoO4 HNC NaHCO3 HNCO HNO HNO3 H2N2O2 HNO5S H3NSO3 H2O H2O2 H2O3 H3PO2 H3PO3 H3PO4 H4P2O7 H5P3O10 H2PtCl6 H2S H2S2 H2Se H2SeO3 H2SeO4 H4SiO4 H2SiF6 HSCN H2SO3 H2SO4 H2SO5 H2S2O3 H2S2O6 H2S2O7 H2S2O8 CF3SO3H H2Te H2TeO3 H2TeO4 H4TiO4 H2Po HCo(CO)4 BH3 B2H4 B2H6 B4H10 B5H9 B5H11 B6H10 B6H12 B10H14 B18H22 H(CXB11Y5Z6)

x t s Các nhóm chức

Lớp hóa học: Rượu • Aldehyde • Alkan • Alken • Alkyl • Alkadien • Hydrocarbon thơm • Amid • Amin • Azo • Dẫn xuất benzen • Acid carboxylic • Cumulen • Cyanat • Disulfide • Ester • Ether • Haloalkan • Hydrazon • Imin • Isocyanide • Isocyanat • Keton • Oxim • Nitril • Nitro • Nitroso • Peroxide • Acid phosphoric • Dẫn xuất pyridin • Sulfon • Acid sulfonic • Sulfoxide • Thioeste • Thioether • Thiol • Methylen • Methyl • Methin • Methyliden

Tiêu đề chuẩn	BNF: cb12151292x (data) GND: 4174437-8 LCCN: sh85101114 LNB: 000310356 NDL: 00569524