磷酸H3PO4

磷酸简介

磷酸化学式H3PO4，分子量为97.994，是一种常见的无机中强酸，一般也叫正磷酸，。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸，再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，EDIC腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。

磷酸物理性质

熔点：42℃

沸点：261℃（分解，磷酸受热逐渐脱水，因此没有自身的沸点）

市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠状浓溶液。从浓溶液中结晶，则形成半水合物2H3PO4·H2O（熔点302.3K）。

结晶特性：磷酸浓度高、纯度高，结晶性高。根据经验，当气温在4摄氏度上下，浓度大于85%时，其结晶性增大，若不慎混入结（冰）晶磷酸，会造成原本没有结（冰）晶的磷酸立即感染而结（冰）晶，而且磷酸结（冰）晶异常迅速，直致磷酸储存容器大部结（冰）晶。磷酸结（冰）晶后，上部磷酸边稀，下部沉积针状结（冰）晶体纯磷酸。根据经验，75%磷酸在较低（4℃附近）的温度下也较难结（冰）晶，因此在较低的气温条件下，建议使用75%磷酸比较妥当。

磷酸结（冰）晶好比水结冰，是其本身的物理性能，固有属性，不能改变，只有妥善保存处理才能防止结（冰）晶。

酸根离子

盐类

磷酸盐有三类：正盐（含PO43－），酸式盐磷酸一氢盐（含HPO42－）和磷酸二氢盐（含H2PO4－）。

三类盐之间的关系为：

（1）溶解性

正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外，其余都难溶于水，但能溶于强酸。

二氢盐：都易溶于水。

（2）相互转化

向磷酸中滴加碱液，随着碱液的增多，先后生成磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、磷酸盐。

向磷酸盐溶液中滴加强酸，随着酸的增多，先后生成磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸。

（3）离子共存的问题

①H2PO4－、 HPO42－、PO43－与H+不能共存。

②H2PO4－、HPO42－与OH－不能共存。

③H2PO4－与PO43－不能共存（化合生成HPO42-）。

④H2PO4－与HPO42－可共存，HPO42－和PO43－可共存。

检验

磷酸盐与过量钼酸铵在浓硝酸溶液中反应有淡黄色磷钼酸铵晶体析出，这是鉴定磷酸根离子的特征反应：

PO43- + 12MoO42- + 3NH4+ + 24H+ ==== (NH4)3[P(Mo12O40)]·6H2O↓ + 6H2O

制备方法

磷酸的原料主要是磷矿（主要成分为氟磷酸钙Ca10F2(PO4)6）和以硫酸为主的无机酸。

实验室制法：实验室可用强酸+磷酸盐制备磷酸。

3H+ + PO43- ==== H3PO4 （原理：强酸制弱酸）

湿法：工业上常用浓硫酸跟磷酸钙、磷矿石反应制取磷酸，滤去微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液就是磷酸溶液。或让白磷与硝酸作用，可得到纯的磷酸溶液。

3P4 + 20HNO3 + 8H2O ==== 12H3PO4 + 20NO↑

热法：白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，再经水化制成。注意必须用热水，因为五氧化二磷会和冷水反应生成剧毒的偏磷酸。

多磷酸的生产：多磷酸的生产主要由正磷酸在适当条件下脱水而成。

重结晶法：将工业磷酸用蒸馏水溶解后，把溶液提纯，除去砷和重金属等杂质，经过滤，使滤液符合食品级要求时，浓缩，制得食用磷酸成品。

应用领域

农业：磷酸是生产重要的磷肥（过磷酸钙、磷酸二氢钾等）的原料，也是生产饲料营养剂（磷酸二氢钙）的原料。

工业：磷酸是一种重要的化工原料，主要作用如下：

处理金属表面，在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜，以保护金属免受腐蚀。

和硝酸混合作为化学抛光剂，用以提高金属表面的光洁度。

生产洗涤用品、杀虫剂的原料磷酸酯。

生产含磷阻燃剂的原料。

食品：磷酸是食品添加剂之一，在食品中作为酸味剂、酵母营养剂，可乐中就含有磷酸。磷酸盐也是重要的食品添加剂，可作为营养增强剂。

医学：磷酸可用于制取含磷药物，例如甘油磷酸钠等。