Det phosphorsyre Det er en oxosyre af fosfor, der har den kemiske formel H3PO4. Den består af en mineralsyre, hvor tre sure protoner er bundet til phosphatanionen (PO43-). Selvom den ikke betragtes som en stærk syre, kan dens ukorrekte anvendelse udgøre en sundhedsrisiko.
Det kan findes i to tilstande: som et fast stof i form af tykke orthorhombiske krystaller eller som en krystallinsk væske med et sirupagtig udseende. Dens mest almindelige kommercielle præsentation har en koncentration på 85% w / w og en densitet på 1,685 g / cm3. Denne tæthed kommer fra koncentrationshånden.
De tre OH-grupper er ansvarlige for donation af sure hydrogener. På grund af tilstedeværelsen af dem i dens struktur kan den reagere med forskellige hydroxider med oprindelse i forskellige salte.
I tilfælde af natriumhydroxid kan det danne tre: monobasisk natriumphosphat (NaHtoPO4), dibasisk natriumphosphat (NatoHPO4) og tribasisk natriumphosphat (Na3PO4).
Afhængigt af hvilken base der bruges til neutralisering, eller hvilke kationer der er meget tæt på den, kan den dog danne andre fosfatsalte. Blandt dem er: calciumphosphat (Ca3(PO4)to), lithiumphosphat (Li3PO4), jernfosfat (FePO4), og andre. Hver med sine forskellige grader af protonering af phosphatanionen.
På den anden side kan phosphorsyre "sekvestre" divalente kationer, såsom Feto+, Cuto+, ACto+ og Mgto+. Ved forhøjede temperaturer kan den reagere med sig selv med tab af et H-molekyletoEller danner dimerer, trimerer og polymerer af phosphorsyrer.
Denne type reaktion gør denne forbindelse i stand til at etablere et stort antal strukturer med fosfor- og iltskeletter, hvorfra der også kan opnås en bred vifte af salte kendt som polyphosphater..
Med hensyn til dens opdagelse blev den syntetiseret i 1694 af Robert Boyle og opløste PtoELLER5 (fosforpentoxid) i vand. Det er en af de mest nyttige mineralsyrer, hvis funktion som gødning er den vigtigste. Fosfor udgør sammen med kalium og nitrogen de tre vigtigste plante næringsstoffer.
Artikelindeks
Phosphorsyre består af en P = O-binding og tre P-OH, hvor sidstnævnte er bærerne af de sure hydrogenfrigivelser frigivet i et opløsningsmedium. Med fosforatomet i centrum trækker oxygener en slags molekylær tetraeder.
På denne måde kan phosphorsyre visualiseres som en tetraeder. Fra dette perspektiv sagde tetraeder (ved enheder af H3PO4) interagerer med hinanden gennem hydrogenbindinger; det vil sige, at dens hjørner er omtrentlige.
Disse intermolekylære interaktioner tillader fosforsyre at krystallisere til to faste stoffer: det vandfri og hemihydratet (H3PO41 / 2HtoO), begge med monokliniske krystalsystemer. Dens vandfri form kan også beskrives med formlen: 3HtoO · PtoELLER5, som er lig med et trihydrateret phosphorpentoxid.
Tetrahedra kan endda blive bundet kovalent, men for dette skal en af deres enheder eliminere et vandmolekyle gennem dehydrering. Dette sker, når H3PO4 udsættes for opvarmning og genererer følgelig dannelsen af polyfosforsyrer (PA).
Den enkleste af alle PA'er er diphosphorsyre (H.4PtoELLER7), også kendt som pyrophosphorsyre. Den kemiske ligning af dets dannelse er som følger:
2H3PO4 <=> H4PtoELLER7 + HtoELLER
Balancen afhænger af mængden af vand og temperaturen. Hvad er dens struktur? På billedet af sektionen er strukturerne af orthophosphorsyre og pyrophosphorsyre illustreret i øverste venstre hjørne..
To enheder forbindes kovalent, når et vandmolekyle elimineres og danner en P-O-P iltbro mellem dem. Nu er de ikke tre sure hydrogener, men fire (fire-OH-grupper). På grund af dette har H4PtoELLER7 har fire ioniseringskonstanter ktil.
Dehydrering kan fortsætte med pyrophosphorsyre, hvis opvarmningen fortsætter. Hvorfor? Fordi der i hver ende af dets molekyle er en OH-gruppe, der kan fjernes som et vandmolekyle, hvilket fremmer den efterfølgende vækst af P-O-P-O-P-skelet ...
Eksempler på disse syrer er tripolyphosphorsyre og tetrapolyphosphorsyre (begge illustreret på billedet). Det kan ses, hvordan P-O-P rygraden forlænges i en slags kæde, der består af tetraeder.
Disse forbindelser kan repræsenteres ved formlen HO (POtoOH)xH, hvor HO er det yderste venstre, der kan blive dehydreret. POtoOH er phosphor-rygraden med P = O- og OH-bindingerne; og x er de enheder eller molekyler af phosphorsyrer, der er nødvendige for at opnå kæden.
Når disse forbindelser neutraliseres fuldstændigt med en base, dannes såkaldte polyphosphater. Afhængigt af hvilke kationer der omgiver dem, danner de en lang række polyphosphatsalte.
På den anden side, hvis de reagerer med ROH-alkoholer, erstattes deres rygradhydrogener med R-alkylsubstituenterne. Således opstår phosphatestere (eller polyphosphater): RO (POtoELLER)xR. Det er nok at erstatte H med R i alle strukturer i billedet af sektionen for at få dem.
P-O-P kæderne kan endda lukke på en fosforring eller cyklus. Den enkleste af denne type forbindelse er trimetaphosphorsyre (øverste højre hjørne af billedet). Således kan AP'er være lineære, cykliske; eller hvis deres strukturer udviser begge typer, forgrenet.
Nomenklaturen for fosforsyre er dikteret af IUPAC, og hvordan de ternære salte af oxosyrer er navngivet.
Fordi i H3PO4 P-atomet har valens +5, den højeste værdi, dets syre tildeles suffikset -ico til præfikset phosphor-.
Imidlertid kaldes phosphorsyre også almindeligt orthophosphorsyre. Hvorfor? Fordi ordet 'ortho' er græsk og betyder 'sandt'; som ville oversætte til den "sande form" eller "mere hydreret" af den samme.
Når vandfri fosforsyre hydratiseres med et overskud af vand (P4ELLER10, fosfor "hætten" i billedet ovenfor) produceres H3PO4 (3HtoO · PtoELLER5). Således tildeles præfikset ortho de syrer dannet med rigeligt vand.
Præfikset pyro henviser til enhver forbindelse, der stammer efter påføring af varme, da diphosphorsyre opstår ved termisk dehydrering af phosphorsyre. Det kaldes derfor pyrophosphorsyre (2HtoO · PtoELLER5).
Præfikset meta, som også er et græsk ord, betyder 'efter'. Det føjes til de stoffer, hvis formel har fjernet et molekyle, i dette tilfælde det af vand:
H3PO4 => HPO3 + HtoELLER
Bemærk, at denne gang tilsætning af to fosforenheder ikke forekommer for at danne diphosphorsyre, men i stedet opnås metafosforsyre (hvoraf der ikke er noget bevis for dens eksistens).
Det er også vigtigt at bemærke, at denne syre kan beskrives som HtoO · PtoELLER5 (svarer til hemidrat, ganget med HPO3 For 2). Meta-præfikset er perfekt på linje med cyklisk PA, da hvis trifosforsyren dehydrerer, men ikke tilføjer en anden H-enhed3PO4 for at blive tetrafosforsyre, så skal den danne en ring.
Og dette er det samme med andre polymetaphosphorsyrer, selvom IUPAC anbefaler at kalde dem cykliske forbindelser af de tilsvarende PA'er..
H3PO4
97,994 g / mol
I sin faste form præsenterer den orthorhombiske, hygroskopiske og gennemsigtige krystaller. I flydende form er den krystallinsk med udseendet af en viskøs sirup..
Det er kommercielt tilgængeligt i vandig opløsning med en koncentration på 85% vægt / vægt. I alle disse præsentationer mangler det lugt.
158 ° C (316 ° F ved 760 mmHg).
42,2 ° C (108 ° F).
548 g / 100 g HtoEller ved 20 ° C; 369,4 g / 100 ml ved 0,5 ° C; 446 g / 100 m ved 14,95 ° C.
1.892 g / cm3 (solid); 1,841 g / cm3 (100% opløsning); 1,685 g / cm3 (85% opløsning); 1.334 g / cm3 50% opløsning) ved 25 ° C.
I forhold til luft 3,4 (luft = 1).
Det er ikke brandfarligt.
3,86 mPoise (40% opløsning ved 20 ° C).
pH: 1,5 (0,1 N opløsning i vand)
pKa: pKal = 2.148; pKa2 = 7.198 og pKa3 = 12.319. Derfor er dit mest sure hydrogen det første.
Ved opvarmning frigiver det fosforoxider. Hvis temperaturen stiger til 213 ° C eller mere, bliver den pyrophosphorsyre (H4PtoELLER7).
Ætsende for jernholdige metaller og aluminium. At reagere med disse metaller giver brændstofgas brint.
Polymeriserer voldsomt med azoforbindelser, epoxider og polymeriserbare forbindelser.
-Fosforsyre tjener som basis for fremstilling af fosfater, som bruges som gødning, fordi fosfor er et hovednæringsstof i planter..
-Det er blevet brugt til behandling af blyforgiftning og andre tilstande, hvor der kræves betydelige mængder fosfat og produktion af mild acidose.
-Det bruges til at kontrollere pH i minks urinveje og udgifter for at undgå dannelse af nyresten.
-Phosphorsyre giver anledning til Na-saltetoHPO4 og NaHtoPO4 som udgør et pH-buffersystem med et pKa på 6,8. Dette pH-reguleringssystem er til stede hos mennesker, hvilket er vigtigt i reguleringen af intracellulær pH såvel som i styringen af brintkoncentrationen i de distale og opsamlende tubuli i nefronerne..
-Det bruges til fjernelse af det mugne lag af jernoxid, der akkumuleres på dette metal. Phosphorsyre danner jernphosphat, der let kan fjernes fra metaloverfladen. Det bruges også til elektrisk polering af aluminium og er et bindemiddel til ildfaste produkter såsom aluminiumoxid og magnesia..
-Phosphorsyre anvendes som et katalytisk middel til fremstilling af nylon og benzin. Det bruges som et dehydratiseringsmiddel i litografisk gravering, i produktionen af farvestoffer til brug i tekstilindustrien, i latexkoagulationsprocessen i gummiindustrien og til oprensning af hydrogenperoxid.
-Syren bruges som tilsætningsstof i kulsyreholdige drikkevarer og bidrager således til dens smag. Fortyndet påføres i sukkerraffineringsprocessen. Det fungerer også som et buffersystem til fremstilling af skinke, gelatine og antibiotika..
-Det er involveret i produktionen af vaskemidler, i syrekatalysen af acetylenproduktion.
-Det bruges som et suremiddel i afbalanceret mad til husdyrindustrien og kæledyr. Den farmaceutiske industri bruger det til fremstilling af antiemetiske lægemidler. Det bruges også i en blanding til at fremstille asfalt for at bane jorden og reparere revner..
-Phosphorsyre fungerer som en katalysator i alkeners hydratiseringsreaktion til fremstilling af alkohol, hovedsageligt ethanol. Derudover bruges det til bestemmelse af organisk kulstof i jord.
Det bruges af tandlæger til at rense og pleje tandoverfladen inden placering af tandbøjler. Det finder også anvendelse i tandblegning og fjernelse af tandplader. Derudover bruges det til fremstilling af klæbemidler til tandproteser.
Phosphorsyre bruges til at justere pH i kosmetiske produkter og hudplejeprodukter. Det bruges som et kemisk oxidationsmiddel til produktion af aktivt kul..
-Phosphorsyre fremstilles af phosphatsten af apatittypen ved fordøjelse med koncentreret svovlsyre:
AC3(PO4)to + 3 HtoSW4 + 6 timertoO => 2 H3PO4 + 3 (CaSO4.2HtoELLER)
Den phosphorsyre, der opnås ved denne reaktion, har lav renhed, så den gennemgår en rensningsproces, der inkluderer udfældning, opløsningsmiddelekstraktion, krystallisation og ionbytningsteknikker..
-Phosphorsyre kan produceres ved at opløse phosphorpentoxid i kogende vand.
-Det kan også opnås ved opvarmning af fosfor med en blanding af luft og vanddamp:
P4 (l) + 5 Oto (g) => P4ELLER10 (s)
P4ELLER10 (s) + HtoO (g) => 4H3PO4 (l)
-Fordi dets damptryk er lavt ved stuetemperatur, er det usandsynligt, at dets dampe inhaleres, medmindre der sprøjtes syre. I så fald inkluderer dine inhalationssymptomer: hoste, ondt i halsen, åndenød og anstrengt vejrtrækning..
-Litteraturen citerer tilfældet med en sømand, der var udsat for phosphorsyredampe i lang tid. Han led generel svaghed, tør hoste, smerter i brystet og vejrtrækningsproblemer. Inden for et år efter eksponering blev reaktiv luftvejsdysfunktion observeret.
-Hudkontakt med fosforsyre kan forårsage rødme, smerter, blærer og forbrændinger i huden..
-Syrens kontakt med øjnene kan, afhængigt af dens koncentration og varigheden af kontakten, forårsage ætsende vævsskader eller alvorlige forbrændinger med permanent øjenskade..
-Indtagelse af syren forårsager forbrænding af mund og hals, en brændende fornemmelse ud over brystbenet, mavesmerter, opkastning, chok og kollaps.
Endnu ingen kommentarer