Фосфорна кислота, також відома як ортофосфорна кислота, є звичайною неорганічною кислотою, кислотою середньої міцності, хімічною формулою H3PO4, молекулярною масою 97,994. Він нелегко випаровується, розкладається і майже не окислюється. Він має загальну властивість кислоти. Це потрійна слабка кислота, яка слабша за соляну кислоту, сірчану кислоту, азотну кислоту, але сильніша за оцтову кислоту, борну кислоту тощо. Фосфорна кислота легко розчиняється на повітрі. Пірофосфорну кислоту отримують нагріванням, а метафосфорну — подальшим зневодненням. Фосфорна кислота в основному використовується у фармацевтичній, харчовій промисловості, виробництві добрив та інших галузях промисловості, зокрема як інгібітор іржі, харчова добавка, стоматологічна та ортопедична хірургія, корозійний агент EDIC, електроліт, флюс, диспергатор, промисловий корозійний агент, сировина та компоненти для добрив, побутове очищення продуктів, а також хім.реактивів.
Ортофосфат - це фосфорна кислота, що складається з одного фосфорно-кисневого тетраедра. У молекулі фосфорної кислоти атом P є гібридом sp3, а три гібридні орбіталі утворюють три з атомом кисню σ. Інший зв’язок PO складається з σ та двох dp-зв’язків від кисню до фосфору. σ Координаційний зв’язок утворюється шляхом координації пари неподілених електронів на атомі фосфору з порожньою орбіталлю атома кисню. D ← p-зв’язок утворюється шляхом перекривання двох пар неподілених електронів на py та pz орбіталях атома кисню та dxz та dyz порожніх орбіталях атома фосфору. Оскільки 3d енергетичний рівень атома фосфору значно вищий за 2p енергетичний рівень атома кисню, утворена молекулярна орбіталь не дуже ефективна, тому PO зв’язок є потрійним зв’язком за кількістю, але між одинарним і подвійним зв’язком з точки зору зв’язку енергія і довжина зв'язку. Як чиста H3PO4, так і її кристалогідрат мають водневі зв’язки, що може бути причиною в’язкості концентрованого розчину фосфорної кислоти.
Питома провідність
При кімнатній температурі (219 K), коли концентрація розчину H3PO4 становить 45 відсотків - 47 відсотків, питома провідність є максимальною.
Точка кристалізації:
Фосфорна кислота відноситься до кислот середньої міцності, і її температура кристалізації (точка замерзання) становить 21 градус. Коли температура буде нижчою за цю, випадуть кристали напівгідрату (льоду). Звичайно, фосфорна кислота зазвичай не утворює кристалів (льоду) при температурах вище 10 градусів або навіть нижче. Це пояснюється тим, що фосфорна кислота має характеристики переохолодження, тобто коли фактична фосфорна кислота на ринку нижче 21 градуса, вона відхилятиметься від точки утворення кристалів (льоду) і не утворюватиме кристали (льоду) одразу. Однак, поки така низька температура підтримується протягом певного періоду часу, фосфорна кислота легко утворює кристали льоду в статичному стані.
Кристал фосфорної кислоти, як і інші рідкі кристали, відноситься до фізичних змін, а не до хімічних. Її хімічні властивості не зміняться внаслідок кристалізації, тобто властивості фосфорної кислоти не постраждають від кристалізації. Його все ще можна використовувати як звичайно, якщо температура плавиться або використовується нагріта вода для розведення та розчинення.
Характеристики кристалізації: висока концентрація фосфорної кислоти, висока чистота та висока кристалічність. Відповідно до досвіду, коли температура вище або нижче 4 градусів і концентрація перевищує 85 відсотків, його кристалічність збільшується. Якщо її випадково змішати з кристалічною фосфорною кислотою, це призведе до негайного інфікування фосфорної кислоти без кристалів (льоду) та утворення кристалів (льоду). Крім того, кристали фосфату (лід) надзвичайно швидкі, що призведе до утворення кристалів (льоду) у більшості контейнерів для зберігання фосфорної кислоти. Після утворення кристалів фосфорної кислоти (льоду) фосфорна кислота у верхній частині стає розбавленою, а голчасті кристали чистої фосфорної кислоти осідають у нижній частині. Згідно з досвідом, 75-відсоткову фосфорну кислоту також важко утворювати (крижали) при низькій температурі (близько 4 градусів), тому рекомендується використовувати 75-відсоткову фосфорну кислоту при низькій температурі.
Подібно до замерзання води, кристал фосфорної кислоти (льоду) є власною фізичною властивістю та властивістю, яку неможливо змінити. Лише належне збереження та обробка може запобігти утворенню кристалів (льоду). Комерційна фосфорна кислота — це в’язкий концентрований розчин, що містить 85 відсотків H3PO4. При кристалізації з концентрованого розчину утворюється напівгідрат 2H3PO4 · H2O (температура плавлення 302,3 К).
Сільське господарство: фосфорна кислота є сировиною для виробництва важливого фосфорного добрива (суперфосфату кальцію, дигідрофосфату калію та ін.), а також сировиною для виробництва поживної речовини для кормів (дигідрофосфату кальцію).
Промисловість: Фосфорна кислота є важливою хімічною сировиною, і її основні функції такі:
1. Металева поверхня обробляється для створення нерозчинної фосфатної плівки на металевій поверхні для захисту металу від корозії.
2. Його змішують з азотною кислотою як хімічний полірувальний засіб для покращення гладкості поверхні металу.
3. Фосфорний ефір, сировина для виробництва миючих засобів і пестицидів.
4. Сировина для виробництва фосфоровмісних антипіренів.
Продукти харчування: Фосфорна кислота є однією з харчових добавок. Кола містить фосфорну кислоту як підкислювач і живильну речовину дріжджів у їжі. Фосфат також є важливою харчовою добавкою, яку можна використовувати як підсилювач поживних речовин.
Медицина: Фосфорну кислоту можна використовувати для виробництва фосфоровмісних препаратів, таких як гліцерофосфат натрію.