В чем разница между фосфорной кислотой и метафосфорной кислотой?

Ортофосфорная кислота - это разновидность фосфорной кислоты с разной структурой. Ортофосфорная кислота - это фосфорная кислота, состоящая из одного фосфорно-кислородного тетраэдра. В молекуле фосфорной кислоты атом P является sp3-гибридизированным, три гибридных орбитали образуют три сигма-связи с атомом кислорода, а другая связь PO состоит из сигма-связи от фосфора к кислороду, а две от кислорода к фосфору состоят из d- pπ-связи. Σ-связывающая связь образуется путем координации пары неподеленных пар электронов на атоме фосфора с пустой орбиталью атома кислорода. Связь d ← p образована перекрытием двух пар неподеленных пар электронов на py- и pz-орбиталях атома кислорода и dxz- и dyz-орбитах атома фосфора. Поскольку уровень энергии 3d атома фосфора намного выше, чем уровень энергии 2p атома кислорода, молекулярная орбиталь композиции не очень эффективна, поэтому связь PO является тройной связью с точки зрения числа. Но с точки зрения энергии связи и длины связи она относится к одинарным и двойным ключам. Производство ортофосфорной кислоты обрабатывают серной кислотой для получения апатита.

H3PO2, гипофосфористая кислота, у которой степень окисления фосфора положительная;

H3PO3, фосфористая кислота, где степень окисления фосфора положительна три;

H3PO4, ортофосфорная кислота, где степень окисления фосфора равна пяти. В молекуле ортофосфорной кислоты только одна связь фосфор-кислород называется тройной связью, которую также называют координационной связью, а еще три ковалентные одинарные связи фосфор-кислород напрямую связаны с водородом, то есть с тремя гидроксильными группами;

Молекула фосфористой кислоты имеет атом водорода, непосредственно разделяющий электронную пару с атомом фосфора, координационную связь фосфор-кислород и связь POH;

В молекуле гипофосфористой кислоты есть два атома водорода, непосредственно разделяющие электронную пару с атомом фосфора, координационной связью фосфор-кислород и двумя связями POH;

Согласно теории делокализации, одна координационная связь PO предназначена для одной гидроксильной группы, одна координационная связь фосфор-кислород предназначена для двух гидроксильных групп, а одна координационная связь фосфор-кислород предназначена для трех гидроксильных групп, тогда кислотность - гипофосфорная кислота> фосфор. кислота> фосфорная кислота. То есть степень ионизации атомов водорода в гидроксильной группе выше, чем у фосфористой кислоты, чем у фосфорной кислоты.

Группы фосфорной кислоты обычно появляются в организмах. Обычно их называют ацилфосфатами, то есть структурами, в которых одна гидроксигруппа удалена фосфорной кислотой, или фосфатной группой, из которой удалены две гидроксигруппы. Такие структуры обнаруживаются во многих клеточных активных веществах, таких как АТФ, нуклеотиды и т. Д.

Фосфорная кислота относится к неорганической фосфорной кислоте. В живых организмах имеется в виду свободная фосфорная кислота.

Фосфоновая кислота,

Это соединение, в котором одна или две гидроксильные группы в молекуле фосфорной кислоты (HO) 3PO замещены алкильной группой или арильной группой.

Чистая фосфорная кислота представляет собой бесцветный кристалл с температурой плавления 42,3 ° C, кислоту с высокой температурой кипения и легко растворяется в воде. Реагенты на основе фосфорной кислоты, имеющиеся в продаже, представляют собой вязкие нелетучие концентрированные растворы с содержанием фосфорной кислоты 83-98%.

Фосфат

Фосфорная кислота или ортофосфорная кислота, химическая формула H3PO4, имеет молекулярную массу 97,9724 и является обычной неорганической кислотой, которая является кислотой средней силы. Его можно получить, растворив тетраоксид тетрафосфора в горячей воде. Производство ортофосфорной кислоты обрабатывают серной кислотой для получения апатита. Фосфорная кислота легко растворяется на воздухе. При нагревании будет потеряна вода, чтобы получить пирофосфорную кислоту, и далее терять воду, чтобы получить метафосфорную кислоту. Фосфорная кислота в основном используется в фармацевтике, пищевой промышленности, производстве удобрений и других отраслях промышленности, а также может использоваться в качестве химического реагента.

Физические свойства

Температура плавления: 42 ° C

Температура кипения: 261 ° C (разложение, фосфорная кислота постепенно обезвоживается под действием тепла, поэтому нет собственной точки кипения)

P2O5 и холодная вода производят метафосфорную кислоту, а горячая вода - фосфорную кислоту. Фосфорная кислота и AgNO3 образуют желтый осадок, а метафосфорная кислота дает белый осадок. Однако только метафосфорная кислота может агломерировать водный белковый раствор с образованием белого осадка.

Самый важный момент: фосфорная кислота нетоксична, а метафосфорная кислота очень токсична.

Ортофосфорная кислота и AgNO3 давали желтый осадок, а метафосфорная кислота давала белый осадок. Однако только метафосфорная кислота может агломерировать водный белковый раствор с образованием белого осадка.

Фосфорная кислота или ортофосфорная кислота, химическая формула H3PO4, имеет молекулярную массу 97,994, является обычной неорганической кислотой и кислотой средней силы. Его можно получить, растворив пятиокись фосфора в горячей воде. Производство ортофосфорной кислоты обрабатывают серной кислотой для получения апатита. Фосфорная кислота легко растворяется на воздухе. При нагревании будет потеряна вода, чтобы получить пирофосфорную кислоту, и далее терять воду, чтобы получить метафосфорную кислоту. Фосфорная кислота в основном используется в фармацевтике, пищевой промышленности, производстве удобрений и других отраслях промышленности, в том числе как ингибитор ржавчины, пищевая добавка, стоматология и ортопедия, коррозионные вещества EDIC, электролиты, флюсы, диспергаторы, промышленные коррозионные вещества, сырье для удобрений и компоненты бытовых чистящих средств. Его также можно использовать в качестве химического реагента, а фосфат является питательным веществом для всех форм жизни.

После того, как немецкий бизнесмен Польша открыл фосфор, а немецкий химик Конкелл произвел фосфор, британский химик Бойль также произвел фосфор независимо. Он также был первым химиком, изучившим свойства и соединения фосфора. Он опубликовал его в 1682 году. В статье «Новый эксперимент наблюдаемого холодного света» говорится, что «после сгорания фосфор образует белый дым, а раствор, образованный под действием белого дыма и воды, является кислым». Белый дым - это фосфорный ангидрид (пятиокись фосфора). ), а раствор, образующийся под действием воды, представляет собой фосфорную кислоту, однако дальнейших исследований фосфорной кислоты он не проводил.

Первым химиком, изучавшим фосфорную кислоту, был французский химик Лавуазье. В 1772 году он провел эксперимент по сжиганию фосфора в колпаке, запечатанном ртутью. Результаты экспериментов позволяют сделать вывод, что определенное количество фосфора может сгореть в определенном объеме воздуха; при сгорании фосфора образуется белый порошок безводного фосфора, например мелкий снег; воздух в баллоне после горения составляет примерно исходную емкость. 80%; фосфора горит примерно в 2,5 раза больше, чем до сжигания; белый порошок растворяют в воде с образованием фосфорной кислоты. Лавуазье также доказывает, что фосфорную кислоту можно получить реакцией концентрированной азотной кислоты и фосфора.

Спустя более ста лет немецкий химик Либих провел множество экспериментов в области агрохимии, раскрывая ценность фосфора и фосфорной кислоты для жизни растений. В 1840 году Ли Биси «Роль органической химии в сельском хозяйстве и физиологии» научно продемонстрировал проблему плодородия почвы и указал на роль фосфора в растениях. В то же время он дополнительно исследовал применение фосфорной кислоты и фосфата в качестве удобрений, и производство фосфорной кислоты вступило в крупномасштабную эру.

Ортофосфорная кислота - это фосфорная кислота, состоящая из одного фосфорно-кислородного тетраэдра. В молекуле фосфорной кислоты атом P является sp3-гибридизированным, три гибридных орбитали образуют три сигма-связи с атомом кислорода, а другая связь PO состоит из сигма-связи от фосфора к кислороду, а две от кислорода к фосфору состоят из dp π облигации. Σ- связывающая связь образуется путем координации пары неподеленных пар электронов на атоме фосфора с пустой орбиталью атома кислорода. Связь d ← p образована перекрытием двух пар неподеленных пар электронов на py- и pz-орбиталях атома кислорода и dxz- и dyz-орбитах атома фосфора. Поскольку уровень энергии 3d атома фосфора намного выше, чем уровень энергии 2p атома кислорода, молекулярная орбиталь композиции не очень эффективна, поэтому связь PO является тройной связью с точки зрения числа, но с точки зрения энергия связи и длина связи, это относится к одинарным и двойным ключам. В чистом H3PO4 и его кристаллогидратах есть водородные связи, что может быть причиной густоты концентрированного раствора фосфорной кислоты.

Температура плавления: 42 ° C

Температура кипения: 261 ° C (разложение, фосфорная кислота постепенно обезвоживается под действием тепла, поэтому нет собственной точки кипения)

Коммерчески доступная фосфорная кислота представляет собой вязкий концентрированный раствор, содержащий 85% H3PO4. Кристаллизация из концентрированного раствора дает полугидрат 2H3PO4.H2O (точка плавления 302,3 К).

Узел (ледяной) кристалл острие:

Фосфорная кислота представляет собой кислоту средней силы с точкой кристаллизации (точкой замерзания) 21 ° C. Когда она ниже этой температуры, кристаллы полугидрата (льда) выпадают в осадок. Конечно, фосфорная кислота обычно не замораживает (ледяные) кристаллы при температурах выше 10 ° C или даже ниже, потому что фосфорная кислота имеет свойство переохлаждения, то есть коммерчески доступная фосфорная кислота отклоняется от узла ниже 21 ° C (лед Кристалл точка не сразу образует кристалл льда.Однако, пока такая низкая температура поддерживается в течение некоторого времени, фосфорная кислота способна образовывать сучковатые (ледяные) кристаллы в статическом состоянии.

Кристаллизация фосфорной кислоты - это физическое изменение, а не химическое изменение, как у других жидких кристаллов. Химические свойства не изменяются при кристаллизации, то есть качество фосфорной кислоты не зависит от кристаллизации, и ее можно нормально использовать, если она плавится под воздействием температуры или разбавляется нагревательной водой.

Характеристики кристаллизации: высокая концентрация фосфорной кислоты, высокая чистота и высокая кристалличность. Согласно опыту, когда температура выше 4 градусов Цельсия и концентрация выше 85%, кристалличность увеличивается. Если узелковая (ледяная) кристаллическая фосфорная кислота случайно перемешана, фосфорная кислота, не имеющая узловых (ледяных) кристаллов, будет немедленно инфицирована и заморожена. Кристаллы и кристаллы фосфорной кислоты (льда) являются аномально быстрыми, а контейнер для прямого хранения фосфорной кислоты имеет большой узел (лед) кристалл. После кристалла фосфорной кислоты (льда) верхняя фосфорная кислота истончается, и кристалл игольчатого узла (льда) осаждается в виде чистой фосфорной кислоты. Как показывает практика, 75% -ную фосфорную кислоту также труднее заморозить (лед) при более низких температурах (около 4 ° C), поэтому при более низких температурах рекомендуется использовать 75% -ную фосфорную кислоту.

Кристаллы фосфата (льда), как и водяной лед, обладают физическими свойствами, которые нельзя изменить, и их можно предотвратить только путем надлежащего хранения и обработки.

Страница содержит содержимое машинного перевода.