Kwas fosforowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Kwas fosforowy
Kwas fosforowy Kwas fosforowy
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny H3PO4
Masa molowa 98,00 g/mol
Wygląd bezbarwne ciało stałe[2]
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)

Kwas fosforowy (nazwa Stocka: kwas ortofosforowy(V), E338), H
3
PO
4
nieorganiczny związek chemiczny z grupy kwasów tlenowych, składnik kwasów nukleinowych[2].

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:

Ca
3
(PO
4
)
2
+ 3H
2
SO
4
→ 3CaSO
4
+ 2H
3
PO
4

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 dekatlenek tetrafosforu, który w kontakcie gorącą wodą przechodzi w kwas[2]:

P
4
O
10
+ 6H
2
O → 4H
3
PO
4

Przy mniejszej ilości wody zamiast kwasu ortofosforowego powstają polimeryczne kwasy ortofosforowe (polifosforowe) o ogólnym wzorze H
2
O·(HPO
3
)
x
(najprostszym i najlepiej poznanym kwasem polifosforowym jest kwas pirofosforowy (difosforowy), H
4
P
2
O
7
). 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, HPO
3
zgodnie z równaniem:

H
3
PO
4
→ HPO
3
+ H
2
O

pozostałe równania:

2H
3
PO
4
→ H
4
P
2
O
7
+ H
2
O
H
4
P
2
O
7
→ 2HPO
3
+ H
2
O

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

3P + 5HNO
3
+ 2H
2
O → 3H
3
PO
4
+ 5NO

Reakcja ta jest niebezpieczna i może przebiegać wybuchowo.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Jest kwasem trójprotonowym o średniej mocy (KI = 7,52×10−3)[2], o stałych dysocjacji:

H
3
PO
4
+ H
2
O ⇄ H
2
PO
4
+ H
3
O+
    K1 = 1,1×10−2
H
2
PO
4
+ H
2
O ⇄ HPO2–
4
+ H
3
O+
    K2 = 1,2×10−7
HPO2–
4
+ H
2
O ⇄ PO3–
4
+ H
3
O+
    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[edytuj | edytuj kod]

  1. Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne: Farmakopea Polska IX. Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2011, s. 4574. ISBN 9788388157776.
  2. a b c d Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 213–214. ISBN 8371832400.
  3. Kwas fosforowy – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  4. a b Haynes 2014 ↓, s. 4-80.
  5. Haynes 2014 ↓, s. 5-92–5-93.
  6. a b c Kwas fosforowy (ang. • niem.) w bazie IFA GESTIS. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). [dostęp 2015-12-30].
  7. a b Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia (WE) nr 1272/2008, zał. VI, z uwzględnieniem Rozporządzeń ATP: Kwas fosforowy w Wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-04-10].
  8. Kwas fosforowy (ang.) w bazie ChemIDplus. United States National Library of Medicine. [dostęp 2015-12-30].
  9. Karta charakterystyki: kwas ortofosforowy 25%. Chempur. [dostęp 2015-12-30].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]