Kyselina fosforečná

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Kyselina fosforečná
Phosphoric-acid-2D-dimensions.png Phosphoric-acid-3D-vdW.png
Obecné
Systematický název Kyselina orto-fosforečná
Ostatní názvy Kyselina trihydrogen(tetraoxo)fosforečná
Anglický název Phosphoric acid
Německý název Phosphorsäure
Sumární vzorec H3PO4
Vzhled Bezbarvá krystalická látka
Identifikace
Vlastnosti
Molární hmotnost 97,996 g/mol
Molární koncentrace cM 18,55 mol/dm3 (100% roztok, 20 °C)
Teplota tání 213 °C
29,25 °C (hemihydrát)
Teplota varu 255,3 °C
Teplota rozkladu 213 °C (ztráta 1/2 molekuly vody, vznik kyseliny dihydrogenfosforečné)
Hustota 1,834 g/cm³ (18 °C)
1,825 g/cm³ (20 °C)
1,78 g/cm³ (hemihydrát)
Index lomu 1,455 (hrana a)
1,504 (hrana b)
1,505 (hrana c)
1,485 (hrana a, hemihydrát)
1,492 (hrana b, hemihydrát)
1,519 (hrana c, hemihydrát)
Disociační konstanta pKa 2,16 (první)
7,21 (druhá)
12,67 (třetí)
Rozpustnost ve vodě Rozpustná v jakémkoliv poměru
Struktura
Krystalová struktura jednoklonná (anhydrid i hemihydrát)
Hrana krystalové mřížky a= 578 pm
b= 484 pm
c= 1 165 pm
β= 95° 35´
a= 794 pm (hemihydrát)
b= 1 294 pm (hemihydrát)
c= 738 pm (hemihydrát)
β= 109° 25´ (hemihydrát)
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf° -1 281,1 kJ/mol
-1 436 kJ/mol (hemihydrát)
Entalpie tání ΔHt 108 J/g
Entalpie rozpouštění ΔHrozp -112 J/g
Standardní molární entropie S° 110,5 J K-1 mol-1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf° -1 125 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp 1,083 J K-1 g-1
Bezpečnost
Žíravý
Žíravý (C)
R-věty R34
S-věty S1/2, S26, S45

GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05

H-věty H314
NFPA 704
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Kyselina fosforečná je trojsytná kyselina, tzn. že v její struktuře jsou tři hydroxylové skupiny schopné odštěpit proton. Jeden atom kyslíku je vázaný přímo. Typ hybridizace atomových orbitalů je sp3; tvarem je pravidelný čtyřstěn neboli tetraedr.

Vzorec kyseliny fosforečné je H3PO4. Dalšími názvy jsou kyselina trihydrogenfosforečná a kyselina orthofosforečná. Je to středně silná kyselina. Za normálních podmínek ji tvoří bezbarvé tvrdé kosočtverečné hygroskopické krystalky. Tvoří tři řady solí: fosforečnany, hydrogenfosforečnany a dihydrogenfosforečnany. Na vzduchu rozplývavá látka. Na rozdíl od kyseliny dusičné nemá oxidační vlastnosti. Většinu kovů nerozpustí, protože se ve zředěné kyselině fosforečné vytváří na jejich povrchu vrstva nerozpustných fosforečnanů. Zahříváním uvolňuje kyselina trihydrogenfosforečná molekuly vody.

Příprava[editovat | editovat zdroj]

Kyselina fosforečná se připravuje reakcí oxidu fosforečného s vodou:

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4

Výroba[editovat | editovat zdroj]

Kyselina fosforečná se vyrábí hlavně termickým procesem, který spočívá ve spalování roztaveného fosforu ve směsi vzduchu a vodní páry

P4 + 5 O2 → P4O10
P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4

Druhou možností její výroby je reakce kyseliny sírové s přírodním fosfátem:

Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4·2 H2O + HF

Další možnosti přípravy[editovat | editovat zdroj]

Kyselina fosforečná se dá připravit ještě třemi metodami:

1. spalováním fosfanu (dříve fosfin):

PH3 + 2 O2 → H3PO4

2. pyrolýzou (rozklad kyseliny fosforité):

4 H3PO3 → PH3 + 3 H3PO4

3. reakcí s halogeny:

POX3 + H2O → H3PO4 + HX

Disociace[editovat | editovat zdroj]

Kyselina trihydrogenfosforečná disociuje do tří stupňů:

1. :H3PO4(s)   + H2O(l) → H3O+(aq) + H2PO4(aq)       Ka1= 6,91×10−3

2. :H2PO4(aq)+ H2O(l) → H3O+(aq) + HPO42–(aq)       Ka2= 6,17×10−8

3. :HPO42–(aq)+ H2O(l) → H3O+(aq) +  PO43–(aq)        Ka3= 2,14×10−13

Použití[editovat | editovat zdroj]

Kyselina fosforečná se používá při zpracování ropy a při úpravě kovů. Využívá se také při výrobě nealkoholických nápojů (používá se označení E338; obsahuje ji například Coca-Cola) a při výrobě zubních tmelů. Také je důležitou surovinou pro výrobu směsi nazývané trojitý superfosfát, který vzniká reakcí kyseliny fosforečné s přírodními fosfáty.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.