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本帖最后由 海川百科 于 2021-2-2 13:43 编辑 4 P B" [! K: [# g- [
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[baike]简介[/baike]1 D8 ?8 ]: @: {* B0 D% t% n
磷酸或正磷酸，是一种常见的无机酸，是中强酸，化学式为H3PO4，分子量为97.994。不易挥发，不易分解，几乎没有氧化性。具有酸的通性，是三元弱酸，其酸性比盐酸、硫酸、硝酸弱，但比醋酸、硼酸等强。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸，再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，EDIC腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。. ?1 L4 f5 i, ]/ w0 s5 M E
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发现简史
' n# g7 X$ H" c, n! ]$ J( t' Q继德国商人波兰特发现磷、德国化学家孔克尔制出磷后，英国化学家波义耳也独立制出了磷，他也是最早研究磷性质及化合物的化学家，他在1682年发表的论文《一种观察到的冷光的新实验》中写到“磷在燃烧后生成白烟，白烟与水作用后生成的溶液具有酸性。”其中的白烟正是磷酸酐（五氧化二磷），而与水作用生成的溶液即为磷酸，然而他并未对磷酸进行进一步的研究。
# y8 f9 Y/ \0 h" j研究磷酸最早的化学家是法国化学家拉瓦锡。1772年，他做这样的实验：将磷放在以汞密封的钟罩里使其燃烧。实验结果而得出这样的结论：一定量的磷能燃烧于某容量的空气中；磷燃烧时生成无水磷的白色粉片，如细雪一般；燃烧后瓶中的空气约剩原来容量的80%；磷燃烧后较燃烧前约重2.5倍；白色粉片溶于水即成磷酸。拉瓦锡还证明磷酸可用浓硝酸和磷反应制得。6 C9 P$ [& U' ?8 X: Z2 f. f
大约过了一百多年，德国化学家李比希做了许多农业化学的实验，揭开磷和磷酸对植物生命的价值。1840年李比希著的《有机化学在农业和生理学上的作用》中，科学地论证了土壤的肥力问题，并指出磷对植物的作用。同时，他还进一步探究了磷酸及磷酸盐作为肥料的应用，从此磷酸的生产进入大规模化时代。1 H8 l! j* g# q8 a
' Q5 @! [3 R+ @6 K U/ ~. J: _物质结构
: M2 w! N& m$ A5 N0 p. p( I正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的，3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键，另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-p配键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多，组成的分子轨道不是很有效的，所以P—O键从数目上来看是三重键，但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。纯H3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在，这可能是磷酸浓溶液粘稠的原因。
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' e. A% A! F( Z9 n7 W6 D% A( J物理性质& n+ `3 r$ q; E, ]$ A
熔点：42℃1 J) U) K1 O6 I/ w8 E1 A% c
沸点：261℃（分解，磷酸受热逐渐脱水，因此没有自身的沸点）
% H6 H! I3 h/ L; f, B0 @! |: x市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠状浓溶液。从浓溶液中结晶，则形成半水合物2H3PO4·H2O（熔点302.3K）。
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结（冰）晶点：
! e/ k( R2 A7 m7 E, v% G4 m磷酸属于中强酸，其结晶点（冰点）为21℃，当低于此温度时会析出半水物结（冰）晶。当然，通常磷酸在10℃以上甚至更低温度下也不结（冰）晶，这是由于磷酸具有过冷的特性，也就是实际上市售的磷酸在低于21℃时会偏离其结（冰）晶点，不会立即结（冰）晶的现象存在。但这样的低温只要维持一段时间，在静止的状态下，磷酸很容易产生结（冰）晶。0 g& p& T3 X3 y5 W; p: Q- t5 {
磷酸结晶就像其他液体结晶一样属于物理变化而非化学变化。其化学性质不会因结晶而改变，也即磷酸的质量是不会因结晶而受影响的，只要给予温度熔化或加热水稀释溶化，仍可以正常使用。
- ^& C& E: v$ z, H7 S# z9 q4 F结晶特性：磷酸浓度高、纯度高，结晶性高。根据经验，当气温在4摄氏度上下，浓度大于85%时，其结晶性增大，若不慎混入结（冰）晶磷酸，会造成原本没有结（冰）晶的磷酸立即感染而结（冰）晶，而且磷酸结（冰）晶异常迅速，直致磷酸储存容器大部结（冰）晶。磷酸结（冰）晶后，上部磷酸变稀，下部沉积针状结（冰）晶体纯磷酸。根据经验，75%磷酸在较低（4℃附近）的温度下也较难结（冰）晶，因此在较低的气温条件下，建议使用75%磷酸比较妥当。
/ Z- F- q# b' g8 l磷酸结（冰）晶好比水结冰，是其本身的物理性能，固有属性，不能改变，只有妥善保存处理才能防止结（冰）晶。
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化学性质! k: u# ]+ X" L
" w. D( a `: f磷酸是三元中强酸，分三步电离，不易挥发，不易分解，有一定氧化性。具有酸的通性。+ h+ K) y, N, T. D
pKa1：2.12
7 K& J9 u+ [! C% R1 V# V H+ lpKa2：7.20! B( u+ d% Y8 }* }! f' r4 O; }
pKa3：12.36/ R% B8 b' E$ v: h" c+ u
（1）浓磷酸可以和氯化钠共热生成氯化氢气体（与碘化钾、溴化钠等也有类似反应），属于高沸点酸制低沸点酸：
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原理：难挥发性酸制挥发性酸
7 }+ d9 {: S8 p% s6 |（2）磷酸根离子具有很强的配合能力，能与许多金属离子生成可溶性的配合物。如Fe3+与PO43-可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-，利用这一性质，分析化学上常用PO43-掩蔽Fe3+离子，浓磷酸能溶解钨、锆、硅、硅化铁等，并与他们形成配合物。
; S2 H+ g8 P% ]+ K, e（3）磷酸受强热时脱水，依次生成多聚磷酸，焦磷酸、三磷酸和多聚偏磷酸。三磷酸是链状结构，多聚的偏磷酸是环状结构。
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（4）需要特别注意的是，浓热的磷酸能腐蚀二氧化硅，生成杂多酸。浓热磷酸还能分解绝大部分矿物，如铬铁矿、金红石、钛铁矿等。) D( Y/ o8 s" y" n x& t; _
磷酸盐( N' M" m6 }' e9 T. H" p+ c
磷酸盐有三类：正盐（含2 N$ j0 g+ k" i5 i1 U8 T( y
），酸式盐磷酸一氢盐（含- C7 X2 c5 s R4 |# x( V
）和磷酸二氢盐（含
' s$ ?3 l# v; E- ~6 V6 g）。
, k# i+ C) k( G, Y* @- h三类盐之间的关系为：" r2 g6 O5 ]+ O6 @1 ]
（1）溶解性
3 [* _( O& w/ x" k9 P) ]正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外，其余都难溶于水，但能溶于强酸。7 x+ `1 i- }! D8 N4 W* E5 d
二氢盐：都易溶于水。4 [; A$ v! }, W# Z! ?. s7 S( {
（2）相互转化- ~/ u, R4 @9 ?% w% X8 f
向磷酸中滴加碱液，随着碱液的增多，先后生成磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、磷酸盐。& k; r1 K: [ j% X/ v4 l0 d
向磷酸盐溶液中滴加强酸，随着酸的增多，先后生成磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸。7 j* `. v" d, A1 u- q; ^
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" O& @3 s+ n. R2 T0 e* x[baike]主要用途[/baike]9 y" N- R8 r0 e; N9 N+ q) `
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[baike]生产技术[/baike]
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2 V* p8 J3 e$ s2 k# N" [( v[baike]安全防护[/baike]
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[baike]待增加[/baike]
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- W8 x: k' l# S5 C, q[baike]相关资料[/baike]. i2 h' S: F8 }# h! G# H
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[baike]补充内容[/baike]2 R& h& j u. r2 C# N0 @
5 X% ~& W) ~$ C* v Q, }$ t5 b[baike]待增加[/baike] ?0 e3 n, {/ {, [# H$ {5 e9 z- N
4 l8 v! p: a3 ^- a[baike]本内容贡献者[/baike] X% h. e+ S% P+ n3 p F& K1 F+ H$ w
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发表于 2021-2-2 10:51:00
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