Axit phôtphoric

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Axit phôtphoric
Phosphoric-acid-2D-dimensions.png
Axít phốtphoric
Phosphoric-acid-3D-vdW.png
Axít phốtphoric
Danh pháp IUPAC trihiđrôxiđôôxiđôphốtpho
axít phốtphoric
Tên khác Axít orthophotphoric
Nhận dạng
Số CAS 7664-38-2
Số EINECS 231-633-2
Số RTECS TB6300000
Thuộc tính
Công thức phân tử H3PO4
Phân tử gam 98.00 g/mol
Bề ngoài chất lỏng màu trắng hoặc không màu, chất lỏng đặc (>42 °C)
Tỷ trọng 1.885 g/mL (lỏng)
1.685 g/mL (85 % đậm đặc)
2.030 g/mL (tinh thể ở 25 °C)
Điểm nóng chảy 42.35 °C (anhiđrơ)
29.32 °C (hemihiđrat)
Điểm sôi 158 °C (decomp)
Độ hòa tan trong nước 548 g/100 mL
Độ axít (pKa) 2.148, 7.198, 12.375
Độ nhớt 2.4–9.4 cP (85% đậm đặc)
147 cP (100 %)
Các nguy hiểm
MSDS 1008
Phân loại của EU Chất ăn mòn (C)
Chỉ mục EU 015-011-00-6
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
2
0
COR
Chỉ dẫn R R34
Chỉ dẫn S (S1/2) S26 S45
Điểm bắt lửa Không gây cháy nổ
Các hợp chất liên quan
phosphorus oxoacids liên quan Axít hiđrôphốtphorơ
Axít phốtphorơ
Axít pyrôphốtphoric
Axít triphốtphoric
Axít pephốtphoric
Axít pemonophốtphoric

Axit photphoric, hay đúng hơn là axit orthophotphoric là một axit trung bình có công thức hóa học H3PO4.

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Axit photphoric là chất rắn tinh thể không màu, khối lượng riêng 1,87 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy = 42,350C (dạng H3PO4.H2O có nhiệt độ nóng chảy = 29,320C); phân hủy ở 2130C. Tan trong etanol, nước (với bất kì tỉ lệ nào). Trong cấu trúc tinh thể của nó gồm có những nhóm tứ diện PO4, liên kết với nhau bằng liên kết hidro. Cấu trúc đó vẫn còn được giữ lại trong dung dịch đậm đặc của axit ở trong nước và làm cho dung dịch đó sánh giống như nước đường.

Axit orthophotphoric tan trong nước đó được giải thích bằng sự tạo thành liên kết hidro giữa những phân tử H3PO4 và những phân tử H2O.

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phân tử axit photphoric P ở mức oxi hóa +5 bền nên axit photphoric khó bị khử, không có tính oxi hóa như axit nitric. Khi đun nóng dần đến 260oC, axit orthophotphoric mất bớt nước, biến thành axit điphotphoric (H4P2O7); ở 3000C, biến thành axit metaphotphoric (HPO3). Axit photphoric là axit ba nấc có độ mạnh trung bình, hằng số axit ở 250C có các giá trị K1 = 7.10−3, K2 = 8.10−6, K3 = 4.10−13. Dung dịch axit photphoric có những tính chất chung của axit như đổi mà quỳ tím thành đỏ, tác dụng với oxit bazo, bazo, muối, kim loại. Khi tác dụng với oxit bazo hoặc bazo, tùy theo lượng chất tác dụng mà sản phẩm là muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối.

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phòng thí nghiệm[sửa | sửa mã nguồn]

Trong phòng thí nghiệm, axit photphoric được điều chế bằng cách dùng HNO3 đặc oxi hóa photpho ở nhiệt độ cao:

P + 5 HNO3 → H3PO4 + 5 NO2 + H2O

Trong công nghiệp, điều chế H3PO4 bằng phương pháp trích li (phân hủy quặng photphorit hoặc quặng aptit bằng axit sunfuric đặc, tuy nhiên điều chế bằng phương pháp này thu được axit photphoric không tinh khiết, có chất lượng thấp). Để thu được H3PO4 có độ tinh khiết cao hơn và nồng độ cao hơn, người ta điều chế bằng phương pháp nhiệt (khử quặng photphorit, apatit đến P, oxi hoá P thành P2O5, hấp thụ bằng nước).

Trong công nghiệp[sửa | sửa mã nguồn]

Axit photphoric được sản xuất công nghiệp bằng hai tuyến đường nói chung - quá nhiệt và quá trình ẩm ướt, trong đó bao gồm hai tiểu phương pháp. Quá trình ướt chiếm ưu thế trong lĩnh vực thương mại. Các quá trình nhiệt đắt hơn sản xuất một sản phẩm tinh khiết được sử dụng cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Phương pháp ướt[sửa | sửa mã nguồn]

sản xuất acid phosphoric bằng phương pháp ướt (phương pháp trích ly) axit photphoric được sản xuất bằng cách thêm axit sunfuric để phân huỷ khoáng Tricalcium phosphate, thường được tìm thấy trong tự nhiên như quặng apatit. Phản ứng là:

Ca5 (PO4) 3X + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4 · 2 H2O + HX

trong đó X có thể bao gồm OH, F, Cl, Br và các quặng khác chứa Fe2+,Mg2+...

Dung dịch axit photphoric ban đầu có thể chứa 23-33% P2O5 (32-46% H3PO4), nhưng có thể được tập trung bởi sự bay hơi nước để sản xuất axit commercial- hoặc thương cấp phosphoric, trong đó có khoảng 54-62% P2O5 (75 -85% H3PO4). Bốc hơi hơn nữa sản lượng nước axit superphosphoric với nồng độ trên 70% P2O5 (tương ứng với gần 100% H3PO4, tuy nhiên, các axit pyrophosphoric và polyphosphoric sẽ bắt đầu hình thành, làm cho các chất lỏng có độ nhớt cao) [9] [10].

Phân huỷ quặng photphat bằng axit sulfuric sản phẩm phụ canxi sunfat không tan (thạch cao), được lọc và loại bỏ như bùn cặn. Axit ướt quá trình có thể được tinh chế thêm bằng cách loại bỏ flo để sản xuất axit photphoric dùng trong sản xuất phân bón, hoặc bằng cách chiết xuất dung môi và loại bỏ asen để sản xuất axit photphoric thực phẩm.

Quá trình nitrophosphate là tương tự như quá trình ướt trừ nó sử dụng axit nitric ở vị trí của axit sulfuric. Lợi thế cho phương pháp này là các sản phẩm đi kèm là canxi nitrat cũng là một loại phân bón cây trồng. Phương pháp này ít được sử dụng.

Phương pháp nhiệt[sửa | sửa mã nguồn]

Rất axit photphoric tinh khiết thu được bằng cách đốt photpho nguyên tố để tạo photpho pentoxit, sau đó được hòa tan trong axit photphoric loãng. Phương pháp này tạo ra một axit phosphoric rất tinh khiết, vì hầu hết các tạp chất có trong đá đã được loại bỏ khi đốt phốt pho trong lò điện. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng quan trọng như dược phẩm, thực phẩm cẩn có phân đoạn xử lý bổ sung để loại bỏ các hợp chất asen.

Photpho nguyên tố được sản xuất bởi một lò điện. Ở nhiệt độ cao, một hỗn hợp của quặng phốt phát, silica và vật liệu cácbon (than cốc, than vv...) sản xuất calcium silicate, khí phốt pho và carbon monoxide. Khí P và CO từ phản ứng này được làm lạnh dưới nước để tách photpho rắn và bụi. Ngoài ra,khí P và CO có thể được đốt cháy với không khí để tạo photpho pentoxit và carbon dioxide. Khí sau khi được làm nguội sơ bộ được đưa tới hidrat hoá tạo thành acid phosphoric.

Axit photphoric trên thị trường[sửa | sửa mã nguồn]

Dung dịch đậm đặc của axit photphoric thường bán trên thị trường có nồng độ 85%.

Axit photphoric là bán thành phẩm trong quá trình sản xuất phân bón, dược phẩm, thức ăn gia súc; làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, chất tẩm gỗ chống cháy, chất chống ăn mòn kim loại.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid#Wet