[CHUẨN NHẤT] Điều Chế H3PO4 Trong Công Nghiệp - Toploigiai

Câu hỏi: Điều chế H3PO4 trong công nghiệp

Lời giải:

Axit photphoric trong công nghiệp được sản xuất chủ yếu qua hai phương pháp đó là quá trình nhiệt và quá trình ẩm ướt. Cụ thể như sau

- Quá trình nhiệt hay còn gọi là phương pháp khô: H3PO4 thu được bằng cách đốt phospho nguyên tố để tạo phospho pentaoxit, sau đó được hòa tan trong axit phosphoric loãng. Qua quá trình đốt phospho trong lò điện thì mọi tạp chất đã bị loại bỏ vì vậy ta sẽ thu được H3PO4 vô cùng tinh khiết.

P → P2O5 → H3PO4

4P + 5O2→ 2P2O5

P2O5 + 3H2O → 2 H3PO4

- Phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp trích ly: Đây là cách dùng axit sunfuric để phân huỷ khoáng calcium phosphate, thường được tìm thấy trong tự nhiên như quặng apatit. Phản ứng là:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc → 3CaS O4 + 2 H3PO4 (t0)

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về H3PO4 nhé.

1. Cấu tạo phân tử

- Công thức cấu tạo:

2.Tính chất vật lý của H3PO4:

- Axit photphoric là một axit vô cơ chứa phốt pho không màu, không mùi.

- Axit photphoric xuất hiện dưới dạng chất lỏng trong suốt không màu hoặc chất rắn kết tinh trong suốt. Chất rắn nguyên chất nóng chảy ở 42,35 ° C và có khối lượng riêng là 1,834 g / cm3. Chất lỏng thường là dung dịch nước 85%. Vận chuyển dưới dạng cả chất rắn và chất lỏng. Ăn mòn kim loại và mô.

3.Tính chất hóa học của H3PO4

a. Tính oxi hóa – khử

- Axít photphoric khó bị khử (do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric), không có tính oxi hóa.

b. Tính axit: Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:

⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3.

⇒ Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.

⇒ Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:

H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O

H3PO4 + 2NaOH → NaH2PO4 + 2H2O

H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

c. Các phản ứng có tác dụng nhiệt

- H3PO4 bị nhiệt phân ở 200 - 250 C thành H4P2O7 (Axit điphotphoric) theo phương trình:

2 H3PO4 → H4P2O7 + H2O

- Nhiệt phân H3PO4 ở 400 – 500 C thành HPO3 (Axit metaphotphoric) theo phương trình:

H4P2O7 → 2HPO3 + H2O

4. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm

P + 5HNO3 → H3PO4 + H2O + 5NO2

b. Trong công nghiệp

- Cho H2SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4

- Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp.

- Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy P để được P2O5 rồi cho P2O5 tác dụng với nước:

4P + 5O2 → 2P2O5

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

5. Ứng dụng

- Một lượng lớn axit photphoric dùng để điều chế các muối photphat và sản xuất phân lân.