Ортофосфорна кислота, її застосування та будова
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Фосфорна кислота, також звана ортофосфорною кислотою (H3PO4), найбільш важлива киснева кислота фосфору, використовувана задля отримання фосфатних солей для добрив. Вона також застосовується в стоматологічних цементах, при виробництві похідних альбуміну, а також у цукровій та текстильній промисловості. Крім цього вона служить в деяких харчових продуктах як кислий фруктовий ароматизатор і харчова добавка (під кодовим ім’ям Е338).
Будова фосфористої кислоти
Ортофосфорну кислоту H3PO4 зазвичай називають просто фосфорною кислотою. У чистому вигляді це безбарвна кристалічна тверда речовина.
Чиста фосфорна кислота являє собою тверду кристалічну речовину (точка плавлення 42,35 °C або 108,2 ° F); в менш концентрованому вигляді вона походить на безбарвну сиропоподібну рідину. Неочищену кислоту отримують з фосфатної руди, а кислоту більш високої чистоти – з білого фосфору.
Фосфорна кислота утворює три класи солей, що відповідають заміщенню одного, двох або трьох атомів водню. Серед важливих фосфатних солей: дигідрофосфат натрію (NaH2PO4), який використовується для контролю концентрації водневих іонів (кислотності) розчинів; гідрофосфат динатрію (Na2HPO4), який використовується при очищенні води в якості осадителя для сильно заряджених катіонів металів; тринатрийфосфат (Na3PO4), який використовується в милі і миючих засобах; дигидрофосфат кальцію або суперфосфат кальцію (Ca [H2PO4] 2) – це основний інгредієнт добрив; моногідрофосфат кальцію (CaHPO4), який використовується в якості кондинсуючого агента для солей і цукрів.
Молекули фосфорної кислоти взаємодіють у відповідних умовах, часто при високих температурах, з утворенням більш великих молекул (зазвичай з втратою води). Таким чином, дифосфорна або пірофосфорна кислота (H4P2O7) утворюється з двох молекул фосфорної кислоти, за вирахуванням однієї молекули води. Це найпростіший з гомологічного ряду довголанцюжкових молекул, званих поліфосфорними кислотами.
Відомі метафосфорні кислоти характеризуються циклічною молекулярною структурою. Термін метафосфорная кислота також використовується для позначення вузької липкої речовини, яка представляє собою суміш довго-ланцюжкових і кільцевих форм (HPO3). Різні полімерні форми фосфорної кислоти також отримують шляхом гідратації оксидів фосфору.