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磷酸

/phosphoric acid/
条目作者严宣申撰马建功修订
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最后更新 2025-02-25
浏览 396
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氧化数为+5的的含氧酸。

英文名称
phosphoric acid
所属学科
化学

包括正磷酸H3PO4、焦磷酸H4P2O7、偏磷酸(HPO3)n等,通常指正磷酸。五氧化二磷溶于热水中得正磷酸:


如与不足量的水反应,可得一系列通式为的多磷酸(),时为焦磷酸;水量更少时生成偏磷酸。

无色正交晶体,熔点42.4℃,沸点407℃,密度1.834克/厘米3(18℃);能吸收水分潮解,可与水混溶。它的半水合物为无色六方晶体,熔点29.32℃。一般商品含83%~98%正磷酸,为黏稠状液体。正磷酸是中强的三元酸,电离平衡常数分别为6.92×10-3、6.23×10-8、4.79×10-13。正磷酸水溶液受热失水,加热至212℃时生成焦磷酸,至255~260℃时几乎成“纯”焦磷酸,在290~300℃开始生成偏磷酸。

正磷酸的生产方法有两种:①湿法生产。该法的发展是与高浓度磷肥和复合肥料的发展联系在一起的,约有95%产量用于肥料生产。天然磷矿分磷灰石和磷块岩两大类,其主要成分都是氟磷酸钙Ca5(PO4)3F。先用硫酸分解磷矿,然后将生成的正磷酸与硫酸钙分离。其主要反应式为:


为避免反应生成的硫酸钙在磷矿颗粒表面形成膜层,阻碍反应继续进行,工艺上反应过程分成两步进行:第一步是将磷矿溶解在正磷酸(由后续工序返回的一部分)中生成磷酸一钙;第二步是硫酸与磷酸一钙反应生成正磷酸和硫酸钙:


②热法生产。将黄磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,再经水化制成。较纯的正磷酸用硝酸氧化白磷制取:


正磷酸可用于制备磷酸盐和肥料等,也用于食品、制糖、纺织等工业。

无色针状晶体,熔点71.5℃,溶于水,在酸性溶液中会水解成正磷酸。分别为1.23×10-1、7.94×10-3、1.99×10-7、4.47×10-10,酸性比磷酸强。焦磷酸由硫化氢处理焦磷酸铜在水中的悬浮液制取;可作催化剂和制备磷酸酯等。

硬而透明的玻璃状体,密度2.2~2.5克/厘米3,在空气中易潮解。K为10-1,酸性比焦磷酸强。它的钠、钾、镁盐易溶于水。可作催化剂、脱水剂等。

磷酸(HO)3P═O分子中的一个或两个羟基被烷基或芳基置换生成的化合物RPO(OH)2、R2PO(OH):CH3PO(OH)2易溶于水,熔点105℃;(C6H5)2PO(OH)难溶于水,熔点196℃。

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