简介化学式:H3PO4
英文名:Orthophosphoric acid, Phosphoric (5) acid
英文别名: orthophosphoric acid; Phosphoric Acid, Sonac;
white phosphoric acid; Phosphoric acid,food grade[1]
中文别名: 正磷酸、原磷酸
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磷酸
CAS号 7664-38-2
化学式:H3PO4
分子量:98.0
编辑本段
物化性质外观:白色固体或者无色粘稠液体(>42 °C)
密度:1.685 g/ml (液)
熔点:42.35 °C(316 K)
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磷酸的结构
沸点:158 °C(431 K)((分解))
pKa1:2.12
pKa2:7.21
pKa3:12.67
磷酸(H3PO4)一种重要的无机酸,是化肥工业生产中重要的中间产品,用于生产高浓度磷肥和复合肥料。磷酸还是肥皂、洗涤剂、金属表面处理剂、食品添加剂、饲料添加剂和水处理剂等所用的各种磷酸盐、磷酸酯的原料。作为磷肥生产的原料,是正磷酸或多磷酸的水溶液。
商品正磷酸的浓度一般为52%~54%P2O5,多磷酸是正磷酸和不同聚合度的聚磷酸的混合水溶液。聚磷酸包括焦磷酸(H4P2O7)、三磷酸(H5P3O10)和长链聚磷酸。聚磷酸的通式可写作Hn+2PnO3n+1(n≥2的整数)。
具有酸的通性,其酸性较硫酸、盐酸、硝酸为弱,但比醋酸、硼酸等强。溶于水和乙醇,加热到213℃时失去部分水转变为焦磷酸;加热到300℃时失去一分子水,进一步转变为偏磷酸(HPO3)。有吸湿性,能吸收空气中水分。对皮肤有腐蚀性,空气中最高容许浓度1mg/m3。
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质量指标工业磷酸[2]
的质量指标(GB/T 2091—2008):指标名称优等品一等品合格品
外观无色透明或略带浅色稠状液体
色度(Hazen单位,铂一钴色号)≤ 20 30 40
磷酸的质量分数/%≥85.0 85.0 85.0
氯化物(以Cl-计)/%≤0.0005 0.0005 0.001
硫酸盐/%≤0.003 0.005 0.01
铁(Fe)/%≤0.002 0.002 0.005
砷(As)/%≤0.0001 0.005 0.01
重金属(以Pb计)/%≤0.001 0.001 0.05
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性质
物理性质纯净的磷酸是无色晶体,熔点42.3摄氏度,高沸点酸,易溶于水。
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磷酸
市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液,磷酸含量83-98%。[3]
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化学性质磷酸是三元中强酸,分三步电离,不易挥发,不易分解,几乎没有氧化性。具有酸的通性
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磷酸三步电离常数
(1)与碱反应
NaOH+H3PO4=NaH2PO4+H2O
2NaOH+H3PO4=Na2HPO4+2H2O
3NaOH+H3PO4=Na3PO4+3H2O
(2)与某些盐反应
NaBr+H3PO4(浓) =NaH2PO4+HBr↑
NaI+H3PO4(浓)= NaH2PO4+HI↑
原理:难挥发性酸制挥发性酸
(3)磷酸根离子具有很强的配合能力,能与许多金属离子生成可溶性的配合物。如Fe3+与PO43-可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-,利用这一性质,分析化学上常用PO43-掩蔽Fe3+离子。
(4)磷酸受强热时脱水,依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是链状结构,多聚的偏磷酸是环状结构。
(5)需要特别注意的是,浓热的磷酸能腐蚀二氧化硅!但由于反应原理过于复杂,因此中学课程将其简化为氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸。
常见的浓磷酸(亦或叫焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅,生成杂多酸
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磷酸脱水
磷酸盐磷酸盐有三类:正盐(含PO43-)、磷酸一氢盐(含HPO42-)、磷酸二氢盐(含H2PO4-)。三类盐之间的转化关系为:
(1)溶解性规律
正盐和一氢盐:除钾、钠、铵等少数盐外,其余都难溶于水,但能溶于强酸。
二氢盐:都易溶于水。
(2)相互转化
a) 往澄清石灰水中逐滴滴加H3PO4,边滴边振荡。
现象:开始有白色沉淀生成,而后逐渐溶解。
反应方程式:
3Ca(OH)2+2H3PO4=Ca3(PO4)2↓+6H2O
Ca3(PO4)2+H3PO4=3CaHPO4
CaHPO4+H3PO4=Ca(H2PO4)2
b) 往磷酸溶液中逐滴滴加澄清石灰水,边滴加振荡。
现象:开始无现象,当澄清石灰水滴到一定量时,有白色沉淀生成。 反应方程式
Ca(OH)2+2H3PO4=Ca(H2PO4)2+2H2O
Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2=2CaHPO4
2CaHPO4+Ca(OH)2=Ca3(PO4)2↓+2H2O
(3)离子共存的问题
(1)H2PO4-、HPO42-、PO43-与H+不能共存
(2)H2PO4-、HPO42-与OH-不能共存
(3)H2PO4-与PO43-不能共存
H2PO4-+PO43-=2HPO42-
(4)H2PO4-与HPO42-可共存
(5)HPO42-与PO43-可共存
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使用标准食用剂使用标准
添加剂中文名称 | 允许使用该种添加剂的食品中文名称 | 添加剂功能 | 最大允许使用量(g/kg) | 最大允许残留量(g/kg) |
磷酸 | 食品 | 食品工业用加工助剂 | / | 有规定食品中残留量的除外 |
磷酸 | 可可制品 | 酸度调节剂 | 按生产需要适量使用 |
|
编辑本段
用途主要用于磷酸盐工业如磷酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸三钠、精制磷酸用于制造饲料用磷酸氢钙。用于金属表面磷化处理,配置电解抛光液和化学抛光液用于铝制品的抛光。医药工业用于制造甘油磷酸钠、磷酸铁等,也用于制造磷酸锌作为牙科补牙。用于酚醛树脂缩合的催化剂。染料及中间体用的干燥剂。印刷工业用于配制除去胶印彩印版上污点的清洗剂。或可用于配制火柴梗浸渍液。冶金工业用于生产磷酸耐火水泥,提高炼钢炉寿命。是橡胶浆料的凝固剂及无机粘结剂的原料。涂料工业中用于金属防锈漆。粘合剂、电镀、抛光工业、制糖工业、复合肥料等。在食品工业中作为酸味剂、酵母营养剂等。可乐里含有磷酸。
主要用于磷酸盐工业、电镀、抛光工业、制糖工业、复合肥料等。在食品工业中作为酸味剂、酵母营养剂等;磷酸在水处理领域主要用作软水剂、水垢清洗剂,以及用作磷系水处理剂的生产原料等。磷酸还有许多其他用途,高纯磷酸可用于制作无氟饲料;在电镀工业中用作抛光剂;印刷工业中用作去污剂。纺织印染业中用作印染媒染剂,丝绸的光泽剂;日化工业中用作洗涤剂助剂,用于安全火柴的制造;制糖业中用作澄清剂。[4]
1. 饲料领域,作为磷酸氢钙饲料和化学肥料。[5]
2. 在阻燃剂领域 无机阻燃剂如赤磷及磷酸盐:磷酸铵、聚磷酸铵、氨基磷酸铵、磷酸硼、赤磷;有机阻燃剂如卤-磷
3. 食品工业 作为品质改良剂的磷酸盐及磷酸盐食品添加剂如亚磷酸钠、次磷酸钠
4. 水处理行业 作为水质稳定剂。如阻垢剂:有机或无机磷酸盐(酯)和分散剂如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、次磷酸钠,这些盐也作缓冲剂。
5. 电子工业 半导体工业中大量使用InP、GaP及磷化物与InAs或GaAs的固溶体,用作压电晶体有kH2PO4和AlPO4,以及高纯磷化氢作掺杂剂。
6. 材料表面处理 化学镀领域作为软焊剂的次磷酸铵,营养增强剂的次磷酸钙,化学镀还原剂的次磷酸钠。
7. 涂料、颜料行业 1)磷酸盐在涂料中主要作为具有特种功能的颜料配入。作为阻燃、防锈、防腐、耐辐射、抗菌、发光等添加剂配入涂料中 3)绿色环保外墙涂料、白玉内墙涂料高光冷瓷涂料等要用六偏磷酸钠、磷酸三钠、磷酸三丁酯等 4)还原性颜料如包括磷化物、亚磷酸、次磷酸盐
8. 洗涤剂行业 作为洗涤助剂如三聚磷酸钠。