磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的分子。在磷酸分子中,P原子与氧原子形成三个σ键和一个σ配键和两个d-pπ配键组成的P—O键。虽然P—O键从键的数目来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。
工业上主要用硫酸分解磷酸钙来制取磷酸。这样制得的磷酸很不纯,但可用于制造肥料。纯的磷酸可通过黄磷燃烧生成P4O10,再用水吸收而制得。磷酸是一种无氧化性的不挥发的三元弱酸,能与水以任何比相混溶。
磷酸还具有强的配位能力,能与多种金属离子形成可溶性配合物。浓磷酸能溶解惰性金属如钨、锆以及硅、硅化铁等,与它们生成配合物。在高温时,磷酸还能分解铬铁矿、金红石、钛铁矿等。
正磷酸能生成三个系列的盐:M3PO4、M2HPO4和MH2PO4。在这些化合物中,磷酸根以单个的PO43-四面体的形式存在。磷酸二氢钙是重要的磷肥,可通过适量的硫酸处理磷酸钙来制得。所生成的混合物叫做过磷酸钙,其中有效成分磷酸二氢钙溶于水,易被植物吸收。
一、性状差异
1、磷酸二氢钠:无色结晶或白色结晶性粉末。可溶于水,不溶于醇。在常温下,放置于空气中会失去约5个结晶水并形成七水物。加热至100℃时,会失去全部结晶水并转化为无水物。而在250℃时,会分解成焦磷酸钠。
二、用途不同
1、磷酸二氢钠:用于制造六偏磷酸钠和焦磷酸钠。还可用于制作柠檬酸、软水剂、织物增重剂、防火剂。此外,还可用于釉药、焊药、医药、颜料、食品工业以及制取其他磷酸盐的工业水质处理剂、印染洗涤剂、品质改良剂、中和剂、抗生素培养剂、生化处理剂和食品品质改良剂。其无水物为白色结晶粉末,极易溶于水,易溶于水,水溶液呈酸性反应(PH=4.5),不溶于醇,微溶于mgc仿。
磷酸二氢钠的溶解度为234g。磷酸二氢钠(sodium dihydrogen phosphate),又称酸性磷酸钠,分子式为NaH2PO4·2H2O和NaH2PO4,二水物为无色至白色结晶或结晶性粉末,无水物为白色粉末或颗粒。易溶于水,几乎不溶于乙醇。在100℃失去结晶水后继续加热,会生成酸性焦磷酸钠。在操作时需注意密闭操作,以防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训,并建议佩戴自吸过滤式防尘口罩、化学安全防护眼镜和防毒物渗透工作服,以避免产生粉尘。
离子浓度的比较:Na+ < PO4 < HPO4 < OH-,因此H+的浓度较高,表明其电离程度大于水解程度。这是由于水的电离和H2O的水解所致。而OH-、H3O+和H2PO4-则是经过两步电离得到的。弱酸的第二步电离程度很小,最少的是H2PO4-。在溶液中,H2PO4-是主要离子。而Na+则不会发生水解,因此Na+的浓度大于H2PO4-。此外,磷酸二氢钠在空气中易风化,常温下放置于空气中会失去约5个结晶水并形成七水物。加热至100℃时,会失去全部结晶水并转化为无水物。在250℃时,会分解成焦磷酸钠。磷酸氢二钠也易风化,极易失去五分子结晶水并形成七水物(Na2HPO4·7H2O),可溶于水,不溶于醇。水溶液呈微碱性反应(0.1-1N溶液的pH约为9.0)。在100℃失去结晶水后转化为无水物,在250℃时分解成焦磷酸钠。1%水溶液的pH值为8.8~9.2。磷酸二氢钠的制备方法是通过喷雾干燥法,将十二水磷酸氢二钠加入溶解槽中加热溶解,然后添加少量工业磷酸,调节pH至8.8-9.0。将溶液温度保持在80-85℃,然后用泵送至计量槽,经过喷雾器雾化。雾化器选用二流式汽动喷头,蒸汽压力为0.15-0.3 Mpa,雾化器汽流导角与水平成30°。
磷酸是一种中强酸,其结晶点(冰点)为21℃,低于此温度时会形成半水物结晶。磷酸具有高浓度、高纯度和良好的结晶性。
磷酸的结晶是一种物理变化,不会改变其化学性质。结晶不会影响磷酸的质量,只需加热熔化或用热水稀释溶解即可继续使用。
磷酸是化肥生产中的重要中间产品,用于制造高浓度磷肥和复合肥料。
磷酸可用于处理金属表面,形成难溶的磷酸盐薄膜,以保护金属免受腐蚀。它还可以与硝酸混合作为化学抛光剂,提高金属表面的光洁度。
磷酸可用作生产磷酸盐的原料,在涂料颜料中起到特殊功能。它可以作为阻燃剂、防锈剂、防腐剂、耐辐射剂、抗菌剂和发光剂等添加剂,提升涂料的性能。
磷酸及其盐类和酯类可用于生产肥皂、洗涤用品、杀虫剂、含磷阻燃剂和水处理剂等化工产品。
磷酸应储存于低温、干燥、通风良好的库房,远离火源和热源。包装应密封,并与碱类、食品和饲料分开存放。
在运输过程中,必须确保包装完整密封,严禁与食品和饲料混装运输。