Fosforihappo, joka tunnetaan myös nimellä ortofosforihappo, on yleinen epäorgaaninen happo, keskivahva happo, kemiallinen kaava H3PO4, molekyylipaino 97,994. Sitä ei ole helppo haihtua, hajottaa, ja siinä ei ole juurikaan hapettumista. Sillä on hapon yhteinen ominaisuus. Se on kolmiosainen heikko happo, joka on heikompi kuin kloorivetyhappo, rikkihappo, typpihappo, mutta vahvempi kuin etikkahappo, boorihappo jne. Fosforihappo nesteytyy helposti ilmassa. Pyrofosforihappoa saadaan kuumentamalla ja metafosforihappoa lisää kuivaamalla. Fosforihappoa käytetään pääasiassa lääke-, elintarvike-, lannoite- ja muilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien ruosteenestoaine, elintarvikelisäaine, hammas- ja ortopedinen kirurgia, EDIC-korroosioaine, elektrolyytti, juoksutusaine, dispergointiaine, teollinen korroosioaine, lannoitteiden raaka-aineet ja komponentit, kotitalouksien siivous tuotteet sekä kemialliset reagenssit.
Ortofosfaatti on fosforihappo, joka koostuu yhdestä fosforihappitetraedristä. Fosforihappomolekyylissä P-atomi on sp3-hybridi, ja kolme hybridiorbitaalia muodostaa kolme happiatomin kanssa σ Toinen PO-sidos koostuu σ Ja kahdesta dp-sidoksesta hapesta fosforiin. σ Koordinaatiosidos muodostuu fosforiatomin yksinäisten elektronien parin koordinoinnista happiatomin tyhjälle kiertoradalle. D ← p -sidos muodostuu limittämällä kaksi paria yksinäisiä elektroneja happiatomin py- ja pz-kiertoradalla sekä dxz- ja dyz-tyhjillä fosforiatomin kiertoradoilla. Koska fosforiatomin 3d-energiataso on paljon korkeampi kuin happiatomin 2p-energiataso, muodostunut molekyylikiertorata ei ole kovin tehokas, joten PO-sidos on lukumäärältään kolmoissidos, mutta sidoksen suhteen yksinkertaisen sidoksen ja kaksoissidoksen välillä. energia ja sidoksen pituus. Sekä puhtaassa H3PO4:ssa että sen kidehydraatissa on vetysidoksia, mikä saattaa olla syynä siihen, että väkevä fosforihappoliuos on viskoosi.
Spesifinen johtavuus
Huoneenlämpötilassa (219 K), kun H3PO4-liuoksen pitoisuus on 45 prosenttia - 47 prosenttia, ominaisjohtokyky on suurin.
Kiteytyspiste:
Fosforihappo kuuluu keskivahvaan happoon ja sen kiteytymispiste (jäätymispiste) on 21 astetta. Kun se on tätä alhaisempi, se saostaa hemihydraatti- (jää)kiteitä. Fosforihappo ei tietenkään yleensä muodosta (jää)kiteitä yli 10 asteen tai jopa sen alapuolella. Tämä johtuu siitä, että fosforihapolla on alijäähdytyksen ominaisuudet, eli kun todellinen fosforihappo markkinoilla on alle 21 astetta, se poikkeaa muodostumispisteestään (jää) eikä muodosta (jää)kiteitä välittömästi. Kuitenkin niin kauan kuin tällaista matalaa lämpötilaa ylläpidetään jonkin aikaa, fosforihapolla on helppo tuottaa jääkiteitä staattisessa tilassa.
Fosforihappokiteet, kuten muutkin nestekiteet, kuuluvat fysikaaliseen muutokseen kemiallisen muutoksen sijaan. Sen kemialliset ominaisuudet eivät muutu kiteytymisen vuoksi, eli kiteytyminen ei vaikuta fosforihapon ominaisuuksiin. Sitä voidaan edelleen käyttää normaalisti, kunhan lämpötila annetaan sulamiselle tai lämmitettyä vettä käytetään laimentamiseen ja liukenemiseen.
Kiteytysominaisuudet: korkea fosforihappopitoisuus, korkea puhtaus ja korkea kiteisyys. Kokemuksen mukaan, kun lämpötila on yli tai alle 4 astetta ja pitoisuus on suurempi kuin 85 prosenttia, sen kiteisyys kasvaa. Jos se sekoitetaan vahingossa kiteiseen fosforihappoon, se saa aikaan fosforihapon ilman kiteitä (jää) tartunnan välittömästi ja muodostaa kiteen (jää). Lisäksi fosfaattikide (jää) on epätavallisen nopea, mikä saa suurimman osan fosforihapon varastosäiliöistä muodostamaan kiteen (jää). Fosforihappokiteiden (jää) muodostumisen jälkeen ylemmässä osassa oleva fosforihappo laimenee ja neulamainen kide puhdas fosforihappo kerrostuu alaosaan. Kokemuksen mukaan 75-prosenttista fosforihappoa on myös vaikea muodostaa (jää)kiteitä alhaisessa lämpötilassa (noin 4 astetta), joten on suositeltavaa käyttää 75-prosenttista fosforihappoa alhaisessa lämpötilassa.
Kuten veden jäädyttäminen, fosforihapon (jää) kide on sen oma fyysinen ominaisuus ja luontainen ominaisuus, jota ei voi muuttaa. Vain asianmukainen säilöntä ja käsittely voi estää (jää)kiteiden muodostumisen. Kaupallinen fosforihappo on viskoosi tiivistetty liuos, joka sisältää 85 prosenttia H3PO4:a. Konsentroidusta liuoksesta kiteytyminen muodostaa puolihydraatin 2H3PO4 · H2O (sulamispiste 302,3 K).
Maatalous: fosforihappo on raaka-aine tärkeiden fosfaattilannoitteiden (kalsium-superfosfaatti, kaliumdivetyfosfaatti jne.) valmistukseen ja myös raaka-aine rehuravinteiden (kalsiumdivetyfosfaatti) valmistukseen.
Toimiala: Fosforihappo on tärkeä kemiallinen raaka-aine, ja sen päätehtävät ovat seuraavat:
1. Metallipinta käsitellään liukenemattoman fosfaattikalvon muodostamiseksi metallipinnalle metallin suojaamiseksi korroosiolta.
2. Se sekoitetaan typpihapon kanssa kemiallisena kiillotusaineena metallipinnan sileyden parantamiseksi.
3. Fosfaattiesteri, pesuaineiden ja torjunta-aineiden tuotannon raaka-aine.
4. Raaka-aineet fosforipitoisten palonestoaineiden valmistukseen.
Ruoka: Fosforihappo on yksi elintarvikelisäaineista. Hapan aineena ja hiivaravinteena ruoassa, cola sisältää fosforihappoa. Fosfaatti on myös tärkeä elintarvikelisäaine, jota voidaan käyttää ravintoaineiden tehostajana.
Lääketiede: Fosforihappoa voidaan käyttää fosforipitoisten lääkkeiden, kuten natriumglyserofosfaatin, valmistukseen.