磷酸或正磷酸，化學(xué)式H3PO4，分子量為97.9724，是一種常見(jiàn)的無(wú)機(jī)酸，是中強(qiáng)酸。由十氧化四磷溶于熱水中即可得到。正磷酸工業(yè)上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會(huì)失水得到焦磷酸，再進(jìn)一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業(yè)，包括作為防銹劑，食品添加劑，牙科和矯形外科，EDIC腐蝕劑，電解質(zhì)，助焊劑，分散劑，工業(yè)腐蝕劑，肥料的原料和組件家居清潔產(chǎn)品。也可用作化學(xué)試劑，磷酸鹽是所有生命形式的營(yíng)養(yǎng)。
磷酸介紹
中文名:磷酸
英文名:Phosphoric acid
別稱(chēng):正磷酸
化學(xué)式:H3PO4
分子量:98
CAS登錄號(hào):7664-38-2
EINECS登錄號(hào):231-633-2
熔點(diǎn):42℃
沸點(diǎn):158℃
水溶性;可與水以任意比互溶
密度:1.874g/mL（液態(tài)）
外觀:白色固體，大于42℃時(shí)為無(wú)色粘稠液體
應(yīng)用:主要用于制藥、食品、肥料等工業(yè)，也可用作化學(xué)試劑危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)UN 3453 8/PG 3
酸性強(qiáng)度:中強(qiáng)酸
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
正磷酸是由一個(gè)單一的磷氧四面體構(gòu)成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3雜化的，3個(gè)雜化軌道與氧原子間形成3個(gè)σ鍵，另一個(gè)P—O鍵是由一個(gè)從磷到氧的σ配鍵和兩個(gè)由氧到磷的d-pπ鍵組成的。σ配鍵是磷原子上的一對(duì)孤對(duì)電子向氧原子的空軌道配位而形成。d←p配鍵是氧原子的py、pz軌道上的兩對(duì)孤對(duì)電子和磷原子的dxz、dyz空軌道重疊而成。由于磷原子3d能級(jí)比氧原子的2p能級(jí)能量高很多，組成的分子軌道不是很有效的，所以P—O鍵從數(shù)目上來(lái)看是三重鍵，但從鍵能和鍵長(zhǎng)來(lái)看是介于單鍵和雙鍵之間。純H3PO4和它的晶體水合物中都有氫鍵存在，這可能是磷酸濃溶液之所以粘稠的原因。
物理性質(zhì)
熔點(diǎn)：42℃
沸點(diǎn)：261℃（分解，磷酸受熱逐漸脫水，因此沒(méi)有自身的沸點(diǎn)）
市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠狀濃溶液。從濃溶液中結(jié)晶，則形成半水合物2H3PO4·H2O（熔點(diǎn)302.3K）。
結(jié)（冰）晶點(diǎn)：
磷酸屬于中強(qiáng)酸，其結(jié)晶點(diǎn)（冰點(diǎn)）為21℃，當(dāng)?shù)陀诖藴囟葧r(shí)會(huì)析出半水物結(jié)（冰）晶。當(dāng)然，通常磷酸在10℃以上甚至更低溫度下也不結(jié)（冰）晶，這是由于磷酸具有過(guò)冷的特性，也就是實(shí)際上市售的磷酸在低于21℃時(shí)會(huì)偏離其結(jié)（冰）晶點(diǎn)，不會(huì)立即結(jié)（冰）晶的現(xiàn)象存在。但這樣的低溫只要維持一段時(shí)間，在靜止的狀態(tài)下，磷酸很容易產(chǎn)生結(jié)（冰）晶。
磷酸結(jié)晶就像其他液體結(jié)晶一樣屬于物理變化而非化學(xué)變化。其化學(xué)性質(zhì)不會(huì)因結(jié)晶而改變，也即磷酸的質(zhì)量是不會(huì)因結(jié)晶而受影響的，只要給予溫度熔化或加熱水稀釋溶化，仍可以正常使用。
結(jié)晶特性：磷酸濃度高、純度高，結(jié)晶性高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣溫在4攝氏度上下，濃度大于85%時(shí)，其結(jié)晶性增大，若不慎混入結(jié)（冰）晶磷酸，會(huì)造成原本沒(méi)有結(jié)（冰）晶的磷酸立即感染而結(jié)（冰）晶，而且磷酸結(jié)（冰）晶異常迅速，直致磷酸儲(chǔ)存容器大部結(jié)（冰）晶。磷酸結(jié)（冰）晶后，上部磷酸邊稀，下部沉積針狀結(jié)（冰）晶體純磷酸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，75%磷酸在較低（4℃附近）的溫度下也較難結(jié)（冰）晶，因此在較低的氣溫條件下，建議使用75%磷酸比較妥當(dāng)。
磷酸結(jié)（冰）晶好比水結(jié)冰，是其本身的物理性能，固有屬性，不能改變，只有妥善保存處理才能防止結(jié)（冰）晶。
化學(xué)性質(zhì)
磷酸是三元中強(qiáng)酸，分三步電離，不易揮發(fā)，不易分解，幾乎沒(méi)有氧化性。具有酸的通性。
pKa1：2.12
pKa2：7.21
pKa3：12.67
（1）濃磷酸可以和氯化鈉共熱生成氯化氫氣體（與碘化鉀、溴化鈉等也有類(lèi)似反應(yīng)），屬于高沸點(diǎn)酸制低沸點(diǎn)酸：
NaCl+H3PO4(濃)==△==NaH2PO4+HCl↑
原理：難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸
（2）磷酸根離子具有很強(qiáng)的配合能力，能與許多金屬離子生成可溶性的配合物。如Fe3+與PO43-可以生成無(wú)色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-，利用這一性質(zhì)，分析化學(xué)上常用PO43-掩蔽Fe3+離子，濃磷酸能溶解鎢、鋯、硅、硅化鐵等，并與他們形成配合物。
（3）磷酸受強(qiáng)熱時(shí)脫水，依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是鏈狀結(jié)構(gòu)，多聚的偏磷酸是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
2H3PO4==473-573K==H4P2O7+H2O
3H3PO4==573K以上==H5P3O10+2H2O
4H3PO4==高溫==(HPO3)4+4H2O
（4）需要特別注意的是，濃熱的磷酸能腐蝕二氧化硅，生成雜多酸。但由于反應(yīng)原理過(guò)于復(fù)雜，因此中學(xué)課程將其簡(jiǎn)化為氫氟酸是唯一能與二氧化硅反應(yīng)的酸。濃熱磷酸還能分解絕大部分礦物，如鉻鐵礦、金紅石、鈦鐵礦等。
酸根離子
鹽類(lèi)
磷酸鹽有三類(lèi)：正鹽（含PO43－），酸式鹽磷酸一氫鹽（含HPO42－）和磷酸二氫鹽（含H2PO4－）。
三類(lèi)鹽之間的關(guān)系為：
（1）溶解性
正鹽和一氫鹽：除鉀、鈉、銨等少數(shù)鹽外，其余都難溶于水，但能溶于強(qiáng)酸。
二氫鹽：都易溶于水。
（2）相互轉(zhuǎn)化
向磷酸中滴加堿液，隨著堿液的增多，先后生成磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽、磷酸鹽。
向磷酸鹽溶液中滴加強(qiáng)酸，隨著酸的增多，先后生成磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽、磷酸。
（3）離子共存的問(wèn)題
①H2PO4－、HPO42－、PO43－與H+不能共存。
②H2PO4－、HPO42－與OH－不能共存。
③H2PO4－與PO43－不能共存（化合生成HPO42-）。
④H2PO4－與HPO42－可共存，HPO42－和PO43－可共存。
檢驗(yàn)
磷酸鹽與過(guò)量鉬酸銨在濃硝酸溶液中反應(yīng)有淡黃色磷鉬酸銨晶體析出，這是鑒定磷酸根離子的特征反應(yīng)：
PO43-+12MoO42-+3NH4++24H+====(NH4)3[P(Mo12O40)]·6H2O↓+6H2O
應(yīng)用領(lǐng)域
農(nóng)業(yè)：磷酸是生產(chǎn)重要的磷肥（過(guò)磷酸鈣、磷酸二氫鉀等）的原料，也是生產(chǎn)飼料營(yíng)養(yǎng)劑（磷酸二氫鈣）的原料。
工業(yè)：磷酸是一種重要的化工原料，主要作用如下：
處理金屬表面，在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜，以保護(hù)金屬免受腐蝕。
和硝酸混合作為化學(xué)拋光劑，用以提高金屬表面的光潔度。
生產(chǎn)洗滌用品、殺蟲(chóng)劑的原料磷酸酯。
生產(chǎn)含磷阻燃劑的原料。
食品：磷酸是食品添加劑之一，在食品中作為酸味劑、酵母營(yíng)養(yǎng)劑，可口可樂(lè)中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑，可作為營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)劑。
醫(yī)學(xué)：磷酸可用于制取含磷藥物，例如甘油磷酸鈉等。
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