ортофосфатна (H3PO4). Продукти реакції залежать від кількості води:
P2O5 +H2O →2HPO3 ,
P2O5 +2H2O → H4P2O7 ,
P2O5 +3H2O →2H3PO4.
Для того щоб побачити подібність цих кислот, їх можна розглядати як гідрати фосфор оксиду:
HPO3 |
0,5 |
(P2O5·H2O) |
|
|
|
H4P2O7 |
1 (P2O5·2H2O) |
|
|
|
|
H3PO4 |
0,5 |
(P2O5·3H2O) |
|
|
|
Для спрощення замість формул фосфатних кислот у більшості рівнянь реакції записують формулу ортофосфатної кислоти H3PO4.
P2O5 проявляє властивості кислотного оксиду. Він реагує з лугами та основними оксидами, при цьому утворюються солі фосфатної кислоти — фосфати:
P2O5 +6KOH →2K3PO4 +3H2O,
P2O5 +3Na2O →2Na3PO4 .
Фосфор пентаоксид дуже активно поглинає вологу з повітря. Тиск парів води над поверхнею P2O5 становить усього 0,00002 мм рт. ст. (для порівняння: тиск парів над поверхнею концентрованої сульфатної кислоти дорівнює 0,003мм рт. ст., тобто приблизно в 100 разів більший).
Фосфатний ангідрид відщеплює молекули води від багатьох сполук. Наприклад, при дії P2O5 на кислоти утворюються відповідні ангідриди кислот, а багато органічних сполук при дії фосфор оксиду обвуглюються:
2HNO3 +P2O5 → N2O5 +2HPO3 ,
H2SO4 +P2O5 → SO3 +2HPO3,
C6H12O6 +2P2O5 →6C +4H3PO4 .
Ортофосфатна кислота
Схематична будова молекули ортофосфатної кислоти подана нижче.
O
P
O O
H O H
H
Фізичні властивості ортофосфатної кислоти
При нормальних умовах ортофосфатна кислота являє собою безбарвну й розпливчасту на повітрі кристалічну сполуку із температурою плавлення +42 °С (65%-й розчин кислоти замерзає тільки при –85 °С). У твердому стані й у розчині молекули ортофосфатної кисло-
ти асоційовані за рахунок водневих зв’язків, і тому концентровані розчини мають високу в’язкість. Фосфатна кислота добре розчиняється у воді (до 80 % за масою). Її водні розчини — гарні електроліти (найвища електропровідність спостерігається тоді, коли концентрація кислоти становить 48 %).
На відміну від багатьох сполук Фосфору, фосфатна кислота не отруйна.
хімічні властивості фосфатної кислоти
|
Фосфатна кислота — це трьохосновна кисло- |
|
та |
середньої сили ( Ka =7,5 10−3 , |
Ka = 6,3 10−8 , |
Ka |
1 |
2 |
=1,3 10−12 ). У водних розчинах дисоціація про- |
||
3
ходить за такою схемою:
H3PO4 H+ +H2PO4− ,
H2PO4− H+ +HPO24−,
HPO24− H+ +PO34− ,
H3PO4 3H+ +PO34−.
Фосфатна кислота вступає у взаємодію з основами та основними оксидами:
H3PO4 + NaOH(надлишок) = Na3PO4 + 3H2O
2H3PO4 + 3K2O = 2K3PO4 + 3H2O.
Більшість металів не розчиняється у фосфатній кислоті внаслідок утворення нерозчинної щільної оксидної плівки на поверхні металу. У воді розчиняються тільки фосфати амонію та найбільш активних металів (Натрію, Калію).
застосування фосфатної кислоти
Фосфатну кислоту здебільшого застосовують для добування фосфатних добрив. Окрім того, її використовують у лакофарбовій, металургійній та харчовій промисловості, а також для запобігання корозії металів.
якісна реакція на фосфат іон
Аналітичне визначення фосфат-іона ґрунтується на утворенні жовтого, не розчинного у воді осаду з йоном Аргентуму:
PO34− +3Ag+ → Ag3PO4 ↓.
мінеральні добрива
При сільськогосподарському використанні земельних ресурсів упродовж багатьох років речовини, необхідні для повноцінного розвитку рослин, поступово вичерпуються. Унаслідок цього з плином часу ґрунт втрачає свою родючість.
Оскільки чисельність населення нашої планети повсякчас зростає, виникає потреба в збільшенні кількості сільськогосподарської продукції. Однак це не завжди вдається зробити, тому що ґрунт поступово втрачає родючість, а відповідно й знижується врожайність.
133