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Phosphorsäure | ||||
| Strukturformel und Molekülmodell | ||||
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Strukturformel von (Ortho)Phosphorsäure | ||||
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Molekülmodell von (Ortho)Phosphorsäure | ||||
| Allgemeines | ||||
| Molekularformel | huh3Bestellung4 | |||
| IUPAC-Name | Phosphorsäure | |||
| Andere Namen | Orthophosphorsäure, Trihydrogenphosphat | |||
| Molmasse | 97,995181 G/Maulwurf | |||
| LÄCHELN | OP(O)(=O)O | |||
| in Chile | 1/H3O4P/c1-5(2,3)4/h(H3,1,2,3,4)/f/h1-3H | |||
| CAS-Nummer | 7664-38-2 | |||
| EG-Nummer | 231-633-2 | |||
| PubChem | 1004 | |||
| Ähnlich zu | Schwefelsäure (H2SO4) | |||
| Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen | ||||
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| H-Sätze | H314 | |||
| EUH-Sätze | Nein | |||
| P-Sätze | P280 - P305 P351 P338 - P310 | |||
| Hygroskopisch? | Ja[1] | |||
| Verkehr | Dämpfe nicht einatmen, Kontakt vermeiden | |||
| EG-Indexnummer | 015-011-00-6 | |||
| UN-Nummer | 2453 | |||
| MAC-Wert | 1mg/m³[1] | |||
| LD50 (Ratten) | (Oral) 1530[1] mg/kg | |||
| LD50 (Kaninchen) | (dermal) 2740[1] mg/kg | |||
| Physikalische Eigenschaften | ||||
| Aggregatzustand | Fest[1] | |||
| Farbe | Weiß[1] | |||
| Dichte | 2,030[1] g/cm³ | |||
| Schmelzpunkt | 42,35[1] °C | |||
| Siedepunkt | (zersetzt) 213[1] °C | |||
| Dampfdruck | 2200 Pa | |||
| Löslichkeit im Wasser | 5480 g/l | |||
| Gut löslich in | Wasser, Ethanol | |||
| Viskosität | 0,147 pa·so | |||
| Thermodynamische Eigenschaften | ||||
| Δfhuh | −1271,7 kJ/Maulwurf | |||
| Δfhuh | −1284,4 kJ/Maulwurf | |||
| so | 150,8 J/Maulwurf·k | |||
| so | 110,5 J/Maulwurf·k | |||
| Gleichgewichtskonstante(n) | pka1 = 2,15 pka2 = 7,09 pka3 = 12,32[2] | |||
| Ernährungseigenschaften | ||||
| Ist gefunden in | Cola, Fleisch, Käseprodukte | |||
| ADI | 70 mg/kg Körpergewicht | |||
| Art Zusatzstoff | Säureregulator, Metallbinder | |||
| E-Nummer | E338 | |||
| Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar). | ||||
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Phosphorsäure oder Trihydrogenphosphat (auch bezeichnet als Orthophosphorsäure) ist ein schwachanorganische Säure, Mit als Bruttoformel huh3Bestellung4. In Wasser wird es vollständig in Dihydrogenphosphat-Ionen umgewandelt und Protonen, was ihm die Eigenschaften von a . gibt starke Säure.
rein, wasserfrei Phosphorsäure ist eine weiße, kristallinsolide Betrieb bei 42,35 °C Schmelze zu einem farblosen, zähflüssigFlüssigkeit. Phosphorsäure ist eine dreiwertige Säure.
Salze und Ester aus Phosphorsäure werden Phosphate erwähnt und erscheinen fast überall Boden vorne Mineralien und in Lebewesen (einschließlich in DNA, RNA und ATP).
Benennung
Normalerweise bezieht sich Orthophosphorsäure auf Phosphorsäure, die offiziell ist IUPACName ist.[3] das Präfix ortho wird verwendet, um diese Säure von anderen Phosphorsäuren, den Polyphosphorsäuren, zu unterscheiden.
Synthese
Phosphorsäure wird aus Phosphaterzen hergestellt (hauptsächlich Calciumphosphat) um zu antworten mit Schwefelsäure:
Eine andere Methode basiert auf der Odda-Prozess. In diesem Produktionsprozess gibt es Salpetersäure verwendet, um das Phosphatgestein in Phosphorsäure umzuwandeln und Calciumnitrat:
Das Calciumnitrat kann durch Abkühlen teilweise entfernt werden und Kristallisation und der Rest kann noch entfernt werden mit Ammoniumsulfat oder Schwefelsäure.
Eine alternative Methode ist die exotherme Reaktion zwischen Diphosphorpentoxid und Wasser:
Eigenschaften
Phosphorsäure ist ein triprotische Säure. Das Protolyse erfolgt in drei Schritten, die jeweils gekennzeichnet sind durch a Säurekonstante (bzw. pka1 = 2,15; pka2 = 7,09; pka3 = 12,32):
Bei dieser Protolysereaktion wird der Dihydrogenphosphat-, es Hydrogenphosphat und der Phosphat-Anion. In wässrigem Medium findet hauptsächlich nur die erste Reaktion statt. Die zweite Reaktion läuft nur zu einem kleinen Teil ab und die Abspaltung der letzten Proton ist fast null. Zum Beispiel ist der Phosphatanteil in einer Lösung von 1 Maulwurf/l Phosphorsäure kaum 1,60 × 10−17%. Die Säurereste protolysieren nur weiter, wenn a stärkere Basis als Wasser in der Lösung vorhanden ist.
Da Phosphorsäure eine sehr polares Molekül ist, ist das? Löslichkeit im Wasser sehr groß. Die hohe Löslichkeit wird auch durch die obigen Protolysereaktionen erklärt.
Das Dichte einer 85%igen Lösung beträgt 1,685 g/ml. Das Oxidationszustand von Phosphor in der Verbindung ist V.
Lösungen von Säureresten der Phosphorsäure werden häufig als Puffer. Je nach Säuregehalt übt ein anderes Pufferpaar die Pufferwirkung aus: zum Beispiel HPO42−/H2Bestellung4− runden pH 7,21.
Erhitzen von Phosphorsäure über 213 °C führt zu a Kondensationsreaktion bei welchem Wasser wird vertrieben und Pyrophosphorsäure entsteht. Wenn ein Molekül Wasser pro Molekül Phosphorsäure ausgestoßen wird, entsteht eine gelartige Substanz mit der chemischen Formel HPO.3, was? Metaphosphorsäure wird genannt.[4] Folglich kann Metaphosphorsäure als wasserfreie Orthophosphorsäure angesehen werden. Es wird manchmal als wasser- oder feuchtigkeitsabsorbierendes Reagens verwendet. Eine weitere Austrocknung ist sehr schwierig und führt schließlich zur Bildung von Diphosphorpentoxid, das unter anderem als Chemikalie verwendet wird Trockenmittel im trockene Waffen eingesetzt wird.
Zusammensetzung und pH-Wert einer wässrigen Phosphorsäurelösung
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über einige Konzentrationen, bezeichnet mit [A], Phosphorsäurelösung, mit zugehörigen Fraktionen der verschiedenen Säurereste und der pH der Lösung. Das [A] ist hier als Summe zu sehen analytische Konzentration sauer, also [A] = [H3Bestellung4] [H2Bestellung4−] [HPO42−] [PO43−].
| [A] (Mol/L) | pH | [H3Bestellung4]/[EIN] (%) | [H2Bestellung4−]/[EIN] (%) | [HPO42−]/[EIN] (%) | [PO43−]/[EIN] (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1,08 | 91,7 | 8,29 | 6,20 × 10−6 | 1,60 × 10−17 |
| 10−1 | 1,62 | 76,1 | 23,9 | 6,20 × 10−5 | 5,55 × 10−16 |
| 10−2 | 2,25 | 43,1 | 56,9 | 6,20 × 10−4 | 2,33 × 10−14 |
| 10−3 | 3,05 | 10,6 | 89,3 | 6,20 × 10−3 | 1,48 × 10−12 |
| 10−4 | 4,01 | 1,30 | 98,6 | 6,19 × 10−2 | 1,34 × 10−10 |
| 10−5 | 5,00 | 0,133 | 99,3 | 0,612 | 1,30 × 10−8 |
| 10−6 | 5,97 | 1,34 × 10−2 | 94,5 | 5,50 | 1,11 × 10−6 |
| 10−7 | 6,74 | 1,80 × 10−3 | 74,5 | 25,5 | 3,02 × 10−5 |
| 10−10 | 7,00 | 8,24 × 10−4 | 61,7 | 38,3 | 8,18 × 10−5 |
Bei hohen Phosphorsäurekonzentrationen besteht die wässrige Lösung hauptsächlich aus Phosphorsäure. Bei niedrigeren Konzentrationen verschieben sich die Protolysegleichgewichte zu Dihydrogenphosphat, Hydrogenphosphat und schließlich – bei sehr niedrigen Konzentrationen – zum Phosphation.
Anwendungen
Phosphorsäure wird hauptsächlich bei der Herstellung von Dünger, im Reinigungsmittel, und in kleinen Mengen in alkoholfreie Getränke, wie Koks. Als Lebensmittelzusatzstoff hat Phosphorsäure die E-Nummer E338. Darüber hinaus wird es als externer Standard bei 31p-NMR, Biene Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, wenn Oxidationsmittel in der Produktion von Aktivkohle, wenn Elektrolyt im Phosphorsäure-Brennstoffzellen, wenn Ätzmittel vor dem Siliziumnitrid und als Säureregulator in Kosmetika.
Synthese von Halogenwasserstoffen
Phosphorsäure wird im Labor zur Synthese von Halogenwasserstoffen (Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff und Jodwasserstoff) aus dem entsprechenden Natriumsalze:
Rostentferner
Phosphorsäure wird oft verwendet, um Rost entfernen von Metalloberflächen. Formell wird Eisen(III)-oxid konvertiert zu Eisen(III)phosphat:
Toxikologie und Sicherheit
Phosphorsäure ist keine giftige Verbindung. In hohen Konzentrationen (75% oder mehr) im Wasser kann es stark sein ätzend sein. Kontakt mit Augen und Haut kann zu starken Reizungen führen, Blasenbildung und brennt Ausbeute. Einatmen von Dämpfen oder Verschlucken der reinen Substanz kann zu Reizungen des Kehle, Speiseröhre und Atmungssystem Ausbeute. Weitere auftretende Symptome sind Husten, Kurzatmigkeit und erbrechen.
Siehe auch
Externe Links
Quellen, Anmerkungen und/oder Verweise
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