Kwas fosforowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Kwas fosforowy
Kwas fosforowy Kwas fosforowy
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny H3PO4
Masa molowa 98,00 g/mol
Wygląd bezbarwne ciało stałe[1]
Identyfikacja
Numer CAS 7664-38-2
PubChem 1004[3]
Podobne związki
Podobne związki kwas fosfonowy (fosforawy)
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Podręcznik Podręcznik w Wikibooks

Kwas fosforowy (E338, nazwa Stocka: kwas ortofosforowy(V)), H3PO4nieorganiczny związek chemiczny z grupy kwasów tlenowych, składnik kwasów nukleinowych[1].

Sole i estry kwasu fosforowego to fosforany. Oprócz kwasu fosforowego znanych jest wiele innych kwasów zawierających fosfor, noszących różne nazwy w różnych systemach nomenklaturowych, na co należy zwracać uwagę przy identyfikowaniu i nazywaniu tej grupy związków.

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

W przemyśle otrzymuje się go w wyniku działania kwasu siarkowego na fosforan wapnia, którego źródłem są minerały apatyt i fosforyt a czasami także zmielone kości zwierząt:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4

Wydzielający się w tej reakcji siarczan wapnia można łatwo oddzielić od kwasu fosforowego przez filtrowanie, gdyż nie rozpuszcza się on w wodzie.

Bezwodnikiem kwasu fosforowego jest tlenek fosforu(V), który w kontakcie gorącą wodą przechodzi w kwas[1]:

P4O10 + 6H2O → 4H3PO4

Przy mniejszej ilości wody zamiast kwasu ortofosforowego powstają polimeryczne kwasy ortofosforowe (polifosforowe) o ogólnym wzorze H2O×(HPO3)x (najprostszym i najlepiej poznanym kwasem polifosforowym jest kwas pirofosforowy (difosforowy), H4P2O7). Kwasy polifosforowe można też otrzymać w wyniku odparowywania wody z kwasu fosforowego. W praktyce laboratoryjnej często zdarza się, że długo przechowywany kwas fosforowy w niedomkniętej butelce ulega tego rodzaju polimeryzacji z powodu wyparowywania z roztworu wody. Można go jednak zawsze "odtworzyć" dodając do niego odpowiednią ilość wody i lekko podgrzewając, choć proces ten bywa dość czasochłonny. W wyniku ogrzewania kwasu fosforowego powyżej 300 °C powstaje kwas metafosforowy, HPO3 zgodnie z równaniem:

H3PO4 → HPO3 + H2O

pozostałe równania:

2H3PO4 → H4P2O7 + H2O
H4P2O7 → 2HPO3 + H2O

Kwas fosforowy powstaje również podczas działania na fosfor czerwony kwasem azotowym:

3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5 NO.

Reakcja ta jest niebezpieczna i może przebiegać wybuchowo.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Jest kwasem trójprotonowym o średniej mocy (KI = 7,52·10−3)[1], o stałych dysocjacji:

H3PO4 + H2O ⇌ H2PO4 + H3O+    K1=1,1×10-2
H2PO4 + H2O ⇌ HPO2−4 + H3O+    K2=1,2×10-7
HPO2−4 + H2O ⇌ PO3−4 + H3O+    K3=1,8×10-12
Przybliżona zawartość niezdysocjowanego kwasu ortofosforowego i poszczególnych jonów w zależności od pH roztworu


Rola biologiczna[edytuj | edytuj kod]

Kwas fosforowy oraz jego sole i estry pełnią ważną rolę buforową w płynach ustrojowych, energetyczną (bezwodnikowe wiązania wysokoenergetyczne, np. w ATP i fosfokreatynie) oraz regulatorową (fosforylacja lub defosforylacja białek uaktywnia je biologicznie).

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Kwas fosforowy stosowany głównie do wyrobu nawozów sztucznych (np. superfosfatu podwójnego). W przemyśle spożywczym jest stosowany jako dodatek (E338) do napojów gazowanych (np. Coca-Coli) jako regulator kwasowości. Stosowany jest też do wytwarzania fosforanowych powłok ochronnych na metalach, do wytwarzania wielu środków farmaceutycznych, oczyszczania soków w cukrownictwie, odkamieniania armatury w ciepłownictwie, jako płyn do lutowania, w stomatologii, do wyrobu kitów porcelanowych, w lecznictwie i laboratoriach analitycznych. Jest także składnikiem fosolu – odrdzewiacza do stali.

Przypisy

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 213-214. ISBN 8371832400.
  2. Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji wg Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Kwas fosforowy (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2010-08-22].
  3. Kwas fosforowy – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.