Фосфатна кислота та її солі

Оксид фосфору (V) P4O10, взаємодіючи з водою, утворює триметафосфатну кислоту H3(PO3)3 (спрощено її формулу часто пишуть HPO3); остання при кип'ятінні з надлишком води утворює фосфатну кислоту H3PO4; при нагріванні H3PO4 утворюється дифосфатна кислота H4P2O7:

3P4O10 + 6H2O = 4H3(PO3) 3

H3(PO3) 3 + 3H20 = 3H3PO4

2H3PO4 = H4P2O7 + H2O

Найбільше практичне значення має фосфатна кислота, тому що її солі - фосфати - використовуються в якості добрив.

Фосфатна кислота - біла кристалічна речовина. З водою мішається в будь-яких співвідношеннях. На відміну від азотної кислоти не є окислювачем і не розпадається при нагріванні, що пояснюється найбільшою стійкістю ступеня окислювання +5 із усіх можливих для фосфору. До складу фосфатної кислоти входять три атоми гідрогену, чотири атоми оксигену й одного фосфору - H3PO4.

Форма молекули фосфатної кислоти

У промисловості фосфатна кислота утворюється двома способами: екстракційним і термічним.

У першому способі здрібнений фосфат кальцію опрацьовують сульфатною кислотою:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 2H3PO4 + 3CaSO4

CaSO4 випадає у виді осаду, а кислота залишається в розчині. Разом із кислотою в розчин переходять багато домішків - сульфати заліза, алюмінію й ін. Така кислота йде на виробництво добрив.

У другому способі спочатку одержують фосфор (відновленням природного фосфору в електропічі). Потім його окисляють до оксиду P4O10, а останній сполучають з водою й одержують чисту кислоту (масова частка 80%).

Хімічні властивості фосфатної кислоти. Фосфатна кислота активна речовина. Реагує з багатьма речовинами.

Тому що фосфатна кислота багатооосновна, її дисоціація протікає ступінчато. Головним чином по першій ступіні, в меншії по другий і лише в незначній мірі - по третій. Тому у водяному розчині фосфатної кислоти поряд із молекулами H3PO4 є іони (у кількостях , що послідовно зменшуються ,) H2PO4ˉ, HPO4²ˉ и PO4³ˉ:

H3PO4  Н+ + H2PO4ֿ (перша ступінь)

H2PO4ˉ  Н+ + HPO4²ˉ (друга ступінь)

HPO4²ˉ  Н+ + PO4³ˉ (третя ступінь)

1.Взаємодія з металами:

6Na + 2H3PO4 = 2Na3PO4 + 3H2 

2.Взаємодія з оксидами:

3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 ↓ + 3H2O

3.Взаємодія з основами: