Фосфорная кислота

Известно несколько кислот, содержащих фосфор. В зависимости от условий при которых протекает растворение Р2О5 в воде можно получить
Метафосфорную кислоту НРО3
Дифосфорную кислоту Н4Р2О7
Ортофосфорную (фосфорную) кислоту Н3РО4.
Наибольшее практическое значение имеет фосфорная кислота, так как ее соли используются в качестве удобрений.

Цель исследования
Изучить состав и строение фосфорной кислоты;
Исследовать физические и химические свойства характерные для фосфорной кислоты;
Рассмотреть состав солей фосфорной кислоты.

Состав молекулы
Н-О +5 Н О
Н-О – Р О Н О Р О
Н-О Н О
структурная электронная
формула формула
Фосфорная кислота не является окислителем и не разлагается при нагревании, что объясняется наибольшей устойчивостью степени окисления +5 из всех возможных для фосфора.

Физические свойства
Н3РО4
Твердое белого хорошо
вещество цвета растворимо
в воде

Химические свойства
Общие с другими кислотами
1) Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов. Диссоциация происходит ступенчато:
Н3РО4 Н+ + Н2РО4-
Н2РО4- Н+ + НРО42-
НРО42- Н+ + РО43-
Легче всего идет диссоциация по первой ступени и труднее всего по третьей. Лакмус приобретает красную окраску.
2) Реагирует с металлами, расположенными в электрохимическом ряду до водорода:
6Na + 2Н3РО4 2Na3РО4 + 3H2
3) Реагирует с основными оксидами:
3CaO + 2Н3РО4 Ca3(РО4)2 + 3H2O

Химические свойства
4) Реагирует с основаниями и аммиаком; если кислота взята в избытке, то образуется кислая соль:
H3PO4 + 3NaOH Na3РО4 + 3H2О
H3PO4 + 2NH3 (NH4)2 HPO4
избыток
H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2О
избыток
5) Реагирует с солями слабых кислот:
2 H3PO4 + 3Na2СО3 2Na3РО4 + 3СО2 + 3H2О

Специфические
1) При нагревании постепенно превращается в метафосфорную кислоту:
2H3PO4 t H4P2O7 + H2О
Двуфосфорная
кислота
H4P2O7 t 2HPO3 + H2О
2) При действии раствора нитрата серебра ( I ) появляется желтый осадок (качественная реакция на ион РО43-):
H3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + 3HNO3
желтый осадок
3) Ортофосфорная кислота играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений.
Ее остатки входят в состав аденозинтрифосфорной кислоты - АТФ. При разложении АТФ выделяется большое количество энергии.

Получение
1) Взаимодействием оксида фосфора (v) c водой при нагревании:
Р2О5 + 3H2О t 2H3PO4
2) Взаимодействием природной соли – фосфата кальция с серной кислотой, при нагревании:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 t 3CaSO4 + 2 H3PO4

Соли фосфорной кислоты
Будучи трехосновной кислотой она образует три ряда солей:
*фосфаты замещены все атомы водорода в фосфорной кислоте.
К3РО4 - фосфат калия
(NH4)3PO4 - фосфат алюминия
3КОН + H3PO4 К3РО4 + 3H2О
Растворимыми в воде являются только фосфаты щелочных металлов.
*гидрофосфаты
Замещены два атома водорода кислоты
К2НРО4 – гидрофосфат калия
(NН4)2НРО4 – гидрофосфат аммония
2КОН + Н3РО4 К2НРО4 + 2Н2О
избыток
Мало растворимы в воде (кроме фосфатов натрия, калия и аммония).

Соли фосфорной кислоты
*дигидрофосфаты
замещен один атом водорода кислоты
КН2РО4 – дигидрофосфат калия NН4Н2РО4 – дигидрофосфат аммония
КОН + H3PO4 КН2РО4 + H2О
избыток
Большинство дигидрофосфатов хорошо растворимы в воде.

Выводы
Фосфорная кислота – белое, кристаллическое вещество, смешивающееся с водой в любых соотношениях.
Проявляет общие свойства характерные для всех кислот.
Обладает специфическими свойствами.
Образует три ряда солей: фосфаты, гидрофосфаты, дигидрофосфаты.