Điều chế H3PO4 trong phòng thí nghiệm

Axit photphoric là gì?

– H₃PO₄ là công thức hóa học của axit photphoric hoặc axit orthophosphoric. Axit photphoric là chất trình tự liên kết với nhiều cation hóa trị hai, bao gồm Fe ++, Cu ++, Ca ++ và Mg ++. H₃PO₄ Nó là một axit ba vòng, có độ bền trung bình và không bị oxy hóa vì cấu trúc tứ diện của nó.

• Cấu trúc phân tử của axit photphoric

Cấu trúc phân tử của HO₃PO₄

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA AXIT PHOSPHORIC

a.Tính chất vật lý

– Dạng tồn tại: Có 2 dạng là axit photphoric rắn kết tinh không màu và dạng lỏng không màu, trong.

– Vị: Mang lại vị chua

– Mật độ là 1,87 g / cm3

– Nhiệt độ nóng chảy của axit photphoric = 42,35 độ C (dạng H.)₃PO₄.H₂O có nhiệt độ nóng chảy = 29,32 độ C);

– Nhiệt độ phân hủy ở 213 độ C

Axit photphoric tan vô hạn trong etanol và nước.

TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA AXIT PHOSPHORIC

– Với tính chất là một axit trung bình, Axit photphoric sẽ có các tính chất sau:

• Trong dung dịch H₃PO₄ sẽ phân tách theo 3 bước:

– Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

Phản ứng với oxit bazơ tạo thành muối và nước

2H₃PO₄ + 3Na₂O → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

• Khi phản ứng với bazơ cũng sẽ tạo thành muối và nước (Tùy tốc độ phản ứng có thể tạo thành muối khác nhau)

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO₄ + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

• Làm việc với kim loại ở phía trước của chúng₂ tạo thành muối và giải phóng khí H₂

2H₃PO₄ + 3Mg → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

• Khi phản ứng với muối sẽ tạo ra muối mới và axit mới

H₃PO₄ + 3AgNO₃ → 3HNO₃ + Ag₃PO₄

• Axit photphoric cũng có tính oxi hóa và tính khử

– Trong gia đình₃PO₄P có trạng thái oxi hóa +5 là trạng thái oxi hóa cao nhất, nhưng H₃PO₄ Không có tính oxi hóa như HNO₃ do nguyên tử P có bán kính lớn hơn N dẫn đến mật độ điện tích dương trên P nhỏ nên khả năng nhận electron kém.

• Axit photphoric dưới tác dụng của nhiệt còn xảy ra các phản ứng nhiệt phân như:

– Axit HPO₃H₄P₂O₇ có thể kết hợp với nước tạo thành axit H₃PO₄.

ĐIỀU CHẾ AXIT PHOSPHORIC

• Trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, axit photphoric được điều chế bằng HNO.₃ Quá trình oxy hóa photpho ở nhiệt độ cao:

• Trong Công nghiệp

Phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp trích ly: Cho H₂SO₄ đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apati

+ Để điều chế H₃PO₄ có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy photpho để được P₂O₅, rồi cho P₂O₅ tác dụng với nước.

– Một lượng lớn axit photphoric sinh ra được dùng để điều chế muối photphat và sản xuất phân bón photphat.

ỨNG DỤNG CỦA AXIT PHOTOPHORIC

Ứng dụng trong ngành nông nghiệp

Axit photphoric đậm đặc, có thể chứa tới 70%-75% P2O5 – nguyên liệu không thể thiếu dùng để sản xuất phân bón như sản xuất thuốc trừ sâu, điều chế phân lân.

Ứng dụng trong ngành công nghiệp

– Là chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, chất tẩm gỗ chống cháy, chất chống ăn mòn kim loại.

– Nguyên liệu sản xuất kính, gạch men, xử lý nước, xi mạ, sản xuất chất tẩy rửa.

– Axit photphoric được dùng trong công nghiệp tẩy rửa, xử lý nước, phân lân, công nghiệp thực phẩm, nha khoa …

Axit photphoric được sử dụng để làm nước giải khát, mứt, thạch, pho mát hoặc để tạo hương vị cho thực phẩm.

– Muối natri của axit photphoric, natri photphat (NaH.)₂PO₄) là một axit yếu và được sử dụng với natri bicacbonat để làm bột nở. Các axit khác được sử dụng trong bột nở là axit fumaric và axit tartaric.