L'acide phosphorique

L'acide phosphorique
Autres noms L'acide orthophosphorique
Identificateurs
Num??ro CAS	7664-38-2
Propri??t??s
Formule mol??culaire	H 3 PO 4
Masse molaire	98,0 g / mol
Apparence	solide blanc ou liquide incolore, visqueux (> 42 ?? C)
Densit??	1,685 g / ml (liquides)
Point de fusion	42,35 ?? C, 316 K, 108 ?? F
Point d'??bullition	158 ?? C, 431 K, 316 ?? F (d??c.)
Acidit?? (p K a)	2,12, 7,21, 12,67
Viscosit??	85% de solution aqueuse ? cP
Risques
Classification UE	Corrosif (C)
Phrases-R	R34
Phrases S	(S1 / 2), S26, S45
Des compos??s apparent??s
D'autres anions	Acide nitrique L'acide Arsenic
D'autres cations	phosphate d'ammonium Le phosphate trisodique
L'acide de phosphore li??s	L'acide hypophosphoreux L'acide de phosphore L'acide pyrophosphorique L'acide tripolyphosphorique L'acide hypophosphorique L'acide perphosphorique L'acide Permonophosphoric
Sauf indication contraire, les donn??es sont donn??es pour le mat??riel dans leur ??tat standard (?? 25 ?? C, 100 kPa)
R??f??rences d'Infobox

L'acide phosphorique, ??galement connu comme l'acide orthophosphorique ou phosphorique (V) de l'acide, est un acide min??ral (inorganique) ayant la formule chimique H ₃ P O _4. En revanche, orthophosphorique acides peuvent se combiner avec les mol??cules elles-m??mes pour former une vari??t?? de compos??s d??sign??s comme des acides phosphoriques d'une mani??re plus g??n??rale. L'acide phosphorique terme peut ??galement faire r??f??rence ?? un chimique ou r??actif constitu?? par les acides phosphoriques, l'acide orthophosphorique habituellement principalement.

La chimie de l'acide orthophosphorique

Pur acide phosphorique anhydre est un solide blanc qui fond ?? 42,35 ?? C pour former un liquide incolore, visqueux.

La plupart des gens et m??me les chimistes se r??f??rent ?? l'acide orthophosphorique que l'acide phosphorique, qui est le nom IUPAC pour ce compos??. L'ortho pr??fixe est utilis?? pour distinguer l'acide ?? partir d'autres acides phosphoriques, les acides polyphosphoriques appel??es. L'acide orthophosphorique est un non , toxique inorganique , plut??t faible triprotique acide qui, lorsqu'il est pur, est un solide ?? la chambre temp??rature et pression. Le structure chimique de l'acide orthophosphorique est repr??sent??e ci-dessus dans le tableau de donn??es. Acide phosphorique est un tr??s polaire mol??cule ; par cons??quent, il est tr??s soluble dans l'eau. L' ??tat d'oxydation du phosphore (P) dans les acides phosphoriques ortho et autres est 5; l'??tat de tous les d'oxydation de l'oxyg??ne atomes (O) est de -2 et de tous les hydrog??nes des atomes (H) est une. Triprotique signifie qu'une mol??cule d'acide orthophosphorique peut dissocier jusqu'?? trois fois, ce qui donne un H ⁺ jusqu'?? chaque fois, qui combine g??n??ralement avec une mol??cule d'eau , H ₂ O, comme montr?? dans ces r??actions :

H ₃ PO _{4 (s)} + H ₂ O _(l) ⇌ H ₃ O ⁺ _(aq) + H ₂ PO ₄ ^- _(aq) K _a1 = 7,5 x 10 ^-3

H ₂ PO ₄ ^- _(aq) + H ₂ O _(l) ⇌ H ₃ O ⁺ _(aq) + HPO ₄ ^{2- _(aq)} K _a2 = 6,2 ?? 10 ^-8

HPO ₄ ^{2- _(aq)} + H ₂ O _(l) ⇌ H ₃ O ⁺ _(aq) + PO ₄ ^{3- _(aq)} K _a3 = 2,14 ?? 10 ^-13

L' anion apr??s la premi??re dissociation, H ₂ PO ₄ ^-, est l'anion de phosphate monopotassique. L'anion secondes apr??s la dissociation, HPO ₄ ^2-, est l'anion de phosphate d'hydrog??ne. L'anion apr??s la troisi??me dissociation, PO ₄ ^3-, est le phosphate ou un anion orthophosphate. Pour chacune des r??actions de dissociation indiqu??es ci-dessus, il est s??par?? constante de dissociation acide, appel?? K _{a1, a2} K, et K _A3 donn??s ?? 25 ?? C. Associ?? ?? ces trois constantes de dissociation sont p K _a1 = 2,12, p = 7,21 K _{a2, a3} K et p = 12,67 valeurs ?? 25 ?? C correspondant. Bien que tous les trois l'hydrog??ne (H) atomes sont ??quivalentes sur une mol??cule d'acide orthophosphorique, l'successive K _a les valeurs diff??rent, car il est ??nerg??tiquement moins favorable ?? perdre de l'autre H ⁺ si une (ou plusieurs) a d??j?? ??t?? perdu et la mol??cule / ion est plus charg?? n??gativement.

??tant donn?? que la dissociation de l'acide orthophosphorique triprotique, le fait que son bases conjugu??es (les phosphates mentionn??s ci-dessus) couvrent un large plage de pH, et, parce que l'acide phosphorique / phosphate solutions sont, en g??n??ral, non toxique, des m??langes de ces types de phosphates sont souvent utilis??s comme des agents tampons ou de faire des solutions de tampon, o?? le pH souhait?? d??pend des proportions des phosphates dans les m??langes. De m??me, le non-toxique, anion sels de triprotique organique acide citrique sont ??galement souvent utilis?? pour faire des tampons. Les phosphates se trouvent omnipr??sente en biologie, notamment dans les compos??s d??riv??s phosphoryl??s ?? partir de sucres , tels que l'ADN , ARN et de l'ad??nosine triphosphate (ATP). Il ya un article distinct sur phosphate sous forme d'anion ou de ses sels.

Lors du chauffage de l'acide orthophosphorique, de la condensation des unit??s phosphorique peut ??tre induite en chassant l'eau form??e par la condensation. Quand une mol??cule d'eau a ??t?? supprim?? car chaque fois deux mol??cules de l'acide phosphorique, le r??sultat est l'acide pyrophosphorique (H ₄ P ₂ O _7). Quand une moyenne d'une mol??cule d'eau par unit?? phosphorique a ??t?? chass??, la substance r??sultante est un solide ayant une formule empirique vitreux de HPO ₃ et est appel?? acide m??taphosphorique. L'acide m??taphosphorique est une version de l'acide anhydre seul orthophosphoic et est parfois utilis?? en tant que r??actif ?? l'eau ou absorbant l'humidit??. Plus d??shydratant est tr??s difficile, et peut ??tre accomplie que par un tr??s fort d??shydratant (et non par chauffage seul). Il produit l'anhydride phosphorique, ce qui a une formule empirique P ₂ O _5, m??me si une mol??cule r??elle a une formule chimique de P ₄ O _10. Anhydride phosphorique est un solide qui est tr??s fortement l'humidit?? aborbing et est utilis?? comme un dessiccatif.

p H et la composition d'une solution d'acide phosphorique

Pour une concentration en acide totale donn??e [A] = [H ₃ PO _4] + [H ₂ PO ₄ ^-] + [HPO ₄ ^2-] + [PO ₄ ^3-] ([A] est le nombre total de moles de pur H ₃ PO ₄ qui ont ??t?? utilis??s pour pr??parer 1 litre de solution), la composition d'une solution aqueuse d'acide phosphorique peut ??tre calcul?? en utilisant les ??quations d'??quilibre associ??es aux trois r??actions d??crites ci-dessus conjointement avec le [H ^+] [OH ^-] = 10 ^-14 relation et l'??quation de neutralit?? ??lectrique. Le syst??me peut ??tre r??duit ?? une ??quation de degr?? cinqui??me pour [H ^+] qui peut ??tre r??solu num??riquement, ce qui donne:

Pour de grandes concentrations d'acide, la solution est essentiellement compos??e de H ₃ PO _4. Pour [A] = 10 ^-2, le p H est ferm?? ?? p K _a1, ce qui donne un m??lange ??quimolaire de H ₃ PO ₄ et H ₂ PO ₄ ^-. Pour [A] ci-dessous 10 ^-3, la solution se compose principalement de H ₂ PO ₄ ^- ?? [HPO ₄ ^2-] devenir non n??gligeable de solution tr??s dilu??e. [PO ₄ ^3-] est toujours n??gligeable.

L'acide phosphorique en tant que r??actif chimique

Pure de 75 ?? 85% aqueuses solutions (le plus commun) sont claires, incolore, inodore, non volatiles, plut??t visqueux, sirupeux liquides , mais encore coulante. L'acide phosphorique est tr??s couramment utilis?? comme un solution aqueuse de 85% d'acide phosphorique ou H ₃ PO _4. Parce que ce est un concentr?? acide, une solution ?? 85% peut ??tre corrosif, non toxique, bien que lorsqu'elle est dilu??e. En raison du pourcentage ??lev?? d'acide phosphorique dans ce r??actif, au moins une partie de l'acide orthophosphorique est condens??e en acides polyphosphoriques en fonction de la temp??rature d'??quilibre , mais, pour des raisons de simplicit?? et d'??tiquetage, les 85% repr??sente H ₃ PO ₄ en tant que si ce ??tait tout l'acide phosphorique. Autres pourcentages sont ??galement possibles, m??me au-dessus de 100%, o?? les acides phosphoriques et l'eau seraient dans un ??quilibre non pr??cis??e, mais le g??n??ral ??l??mentaire taupe contenu serait consid??r?? comme sp??cifi??. Lorsque des solutions aqueuses d'acide phosphorique et / ou de phosphate sont dilu??e, ils sont ou seront atteindre un ??quilibre apr??s un moment o?? les unit??s phosphate pratiquement tout le phosphoriques / sont sous la forme ortho.

Pr??paration d'halog??nures d'hydrog??ne

L'acide phosphorique r??agit avec les halog??nures pour former le gaz d'halog??nure d'hydrog??ne correspondant (embu??es fum??es sont observ??es sur le r??chauffement du m??lange r??actionnel). Ce est une pratique courante pour la pr??paration d'halog??nures d'hydrog??ne de laboratoire.

3NaCl (s) + H ₃ PO ₄ (l) → NaH ₂ PO ₄ (s) + HCl (g)

3NaBr (s) + H ₃ PO ₄ (l) → NaH ₂ PO ₄ (s) + HBr (g)

3NaI (s) + H ₃ PO ₄ (l) → NaH ₂ PO ₄ (s) + HI (g)

enl??vement de Rust

L'acide phosphorique peut ??tre utilis?? par l'application directe de fer rouill??, outils en acier, ou des surfaces de convertir fer (III) oxyde ( rouille) ?? un soluble dans l'eau- compos?? phosphate. Il est g??n??ralement disponible sous forme de liquide verd??tre, propice au trempage (bain d'acide), mais est plus g??n??ralement utilis?? comme composant dans un gel, commun??ment appel?? gel??e navale. Comme un gel ??pais, il peut ??tre appliqu?? sur des surfaces verticales, inclin??es, voire g??n??raux. Des pr??cautions doivent ??tre prises pour ??viter les br??lures de l'acide de la peau et en particulier les yeux, mais le r??sidu est dilu?? avec de l'eau facilement. Lorsque suffisamment dilu??, il peut m??me ??tre nutritifs ?? la vie v??g??tale, contenant les nutriments essentiels phosphore et fer. Il est parfois vendu sous d'autres noms, tels que "antirouille" ou "la rouille tueur." Il ne devrait pas ??tre introduit directement dans l'eau de surface comme les ruisseaux ou dans les ??gouts, cependant. Apr??s le traitement, l'oxyde de fer brun-rouge sera converti en un noir fer rev??tement compos?? de phosphate qui peut ??tre nettoy??e off. Plusieurs applications de l'acide phosphorique peuvent ??tre n??cessaires pour ??liminer toute trace de rouille. Le compos?? noire r??sultante peut fournir plus de r??sistance ?? la corrosion (telle protection est fourni par le peu superficiellement similaires Parkerizing et proc??d??s de rev??tement de conversion ??lectrochimiques bleuies.) Apr??s application et le retrait de la rouille en utilisant des compos??s d'acide phosphorique, le m??tal doivent ??tre huil??s (si ??tre utilis?? nu, comme dans un outil) ou peint appropri??e, en utilisant un proc??d?? de rev??tement multiple de primaire, interm??diaire, et terminer manteaux.

L'utilisation des aliments transform??s

L'acide phosphorique de qualit?? alimentaire est utilis?? pour acidifier des aliments et des boissons telles que diverses colas, mais non sans controverse concernant ses effets sur la sant??. Il offre un go??t acidul??, et, ??tant un produit chimique de production de masse, est disponible ?? moindre co??t et en grandes quantit??s. Le faible co??t et la disponibilit?? en vrac est la diff??rence assaisonnements naturels les plus chers qui donnent saveurs comparables, tels que gingembre tangyness, ou de l'acide citrique pour l'acidit??, obtenu ?? partir de citrons et limes. (Acide citrique Cependant la plupart dans l'industrie alimentaire ne est pas extrait ?? partir d'agrumes, mais ferment?? par Aspergillus de la moisissure ?? partir de d??chets m??lasse, les d??chets amidon les hydrolysats et l'acide phosphorique). Il est ??tiquet?? comme Num??ro E E338.

Les effets biologiques sur le calcium des os et la sant?? des reins

L'acide phosphorique, utilis?? dans de nombreuses boissons gazeuses (principalement cola), a ??t?? li??e ?? abaisser la densit?? osseuse dans des ??tudes ??pid??miologiques. Par exemple, une ??tude utilisant la bi-??nergie absorptiom??trie ?? rayons X plut??t que d'un questionnaire sur la rupture, fournit une preuve raisonnable de soutenir la th??orie que la consommation de cola r??sultats de la densit?? osseuse inf??rieure. Cette ??tude a ??t?? publi??e dans l'American Journal of Clinical Nutrition. Un total de 1 672 femmes et 1 148 hommes ont ??t?? ??tudi??s entre 1996 et 2001. L'information alimentaire ont ??t?? recueillies sur un questionnaire de fr??quence alimentaire qui avait des questions pr??cises sur le nombre de portions de cola et autres boissons gazeuses et a ??galement fait une distinction entre r??guli??re, caf??ine boissons sans et l'alimentation. Le document cite des preuves statistiquement significative de montrer que les femmes qui consomment de cola ont quotidienne densit?? osseuse inf??rieure. La consommation totale de phosphore ne ??tait pas significativement plus ??lev?? chez les consommateurs de cola par jour que chez non-consommateurs; cependant, les rapports calcium-phosphore ??taient plus bas. L'??tude sugg??re ??galement que des recherches suppl??mentaires sont n??cessaires pour confirmer les r??sultats.

D'autre part, une ??tude financ??e par Pepsi sugg??re qu'un faible apport de phosphore entra??ne une baisse de la densit?? osseuse. L'??tude ne examine pas l'effet de l'acide phosphorique, qui se lie avec le magn??sium et le calcium dans le tractus digestif pour former des sels qui ne sont pas absorb??s, mais, plut??t, il ??tudie la consommation g??n??rale de phosphore.

Cependant, une ??tude clinique bien contr??l??e par Heaney et Rafferty en utilisant des m??thodes de calcium bilan n'a trouv?? aucun impact de boissons gazeuses contenant de l'acide phoshporic sur l'excr??tion de calcium. L'??tude a compar?? l'impact de l'eau, le lait et diverses boissons gazeuses (deux avec de la caf??ine et deux sans; deux avec de l'acide phosphorique et deux avec de l'acide citrique) sur l'??quilibre de calcium de 20 ?? 40 ans, les femmes qui habituellement consomm?? ~ 3 ou plusieurs tasses (680 ml) d'une boisson gazeuse non alcoolis??e par jour. Ils ont constat?? que, par rapport ?? l'eau, seul le lait et les deux boissons gazeuses contenant de la caf??ine augmente la calciurie, et que la perte de calcium associ?? ?? la consommation de boissons gazeuses contenant de la caf??ine ??tait ?? peu pr??s ??gale ?? celle pr??c??demment trouv?? pour la caf??ine seule. L'acide phosphorique sans caf??ine n'a eu aucune incidence sur la calciurie, ni ne augmentent la perte de calcium urinaire li??s ?? la caf??ine. Parce que les ??tudes ont montr?? que l'effet de la caf??ine est compens??e par les pertes de calcium r??duit tard dans la journ??e, Heaney et Rafferty ont conclu que l'effet net de boissons gazeuses - y compris ceux avec de la caf??ine et l'acide phosphorique - est n??gligeable, et que les effets sur le squelette de gaz??ifi??e consommation de boissons gazeuses sont probablement due principalement au lait d??placement.

Autres produits chimiques tels que la caf??ine (??galement une composante importante de boissons au cola commune populaire) ont ??galement ??t?? suspect??s en tant que contributeurs possibles ?? faible densit?? osseuse, en raison de l'effet connu de la caf??ine sur calciurie. Une autre ??tude, compos?? de 30 femmes au cours d'une semaine, sugg??re que l'acide phosphorique dans les colas n'a pas cet effet, et postule que la caf??ine n'a qu'un effet temporaire, qui est ensuite invers??e. Les auteurs de cette ??tude concluent que les effets sur le squelette de la consommation de boissons gazeuses sont probablement dues principalement au d??placement de lait. (Un autre possible confondre facteur peut ??tre une association entre une consommation ??lev??e de boissons gazeuses et de mode de vie s??dentaire.)

La consommation Cola a ??galement ??t?? li??e ?? des pierres de la maladie r??nale et r??nales chroniques gr??ce ?? la recherche m??dicale. Cette ??tude distinction entre les effets de cola (contient g??n??ralement de l'acide phosphorique), non-cola boissons gazeuses (acide citrique substitut) et le caf?? (contr??le pour la caf??ine), et a constat?? que la consommation de deux ou plusieurs colas par jour a plus que doubl?? l'incidence des reins maladie.

L'usage m??dical

L'acide phosphorique est utilis?? dans dentisterie et orthodontie comme une solution de gravure, ?? nettoyer et poncer les surfaces des dents o?? des appareils dentaires ou plombages seront plac??s. L'acide phosphorique est ??galement un ingr??dient dans plus de-the-counter m??dicaments anti-naus??eux qui contiennent ??galement des niveaux ??lev??s de sucre ( glucose et fructose). Il ne devrait pas ??tre utilis?? par les diab??tiques sans consultation avec un m??decin. Cet acide est ??galement utilis?? dans de blanchiment des dents pour ??liminer toute plaque qui peut ??tre sur vos dents.

Pr??paration de l'acide phosphorique

L'acide phosphorique peut ??tre pr??par?? par deux voies - le traitement thermique et le proc??d?? humide.

L'acide phosphorique thermique: Cet acide phosphorique tr??s pure est obtenue par la combustion ??l??mentaire de phosphore pour produire le pentoxyde de phosphore et en dissolvant le produit dans de l'acide phosphorique dilu??. On obtient un acide phosphorique tr??s pur, ??tant donn?? que la plupart des impuret??s pr??sentes dans la roche ont ??t?? supprim??es lors de l'extraction du phosphore de la roche dans un four. Le r??sultat final est de qualit?? alimentaire, l'acide phosphorique thermique; Cependant, pour les applications critiques, un traitement suppl??mentaire pour ??liminer les compos??s de l'arsenic peut ??tre n??cessaire.

L'acide phosphorique par voie humide: Wet acide phosphorique de proc??d?? est pr??par?? en ajoutant de l'acide sulfurique ?? phosphate de calcium roche.

La r??action est simplifi??:

3 H ₂ SO ₄ + Ca ₃ (PO _{4) 2} + 6 H ₂ O ↔ 2 H ₃ PO ₄ + 3 CaSO _4, 2H ₂ O

L'acide par voie humide peut ??tre purifi?? par ??limination du fluor pour produire des animaux de qualit?? de l'acide phosphorique, ou par extraction au solvant et ??limination de l'arsenic ?? produire de l'acide phosphorique de qualit?? alimentaire.

D'autres applications

L'acide phosphorique est utilis?? comme le ??lectrolyte dans les piles ?? combustible ?? l'acide phosphorique. Il est ??galement utilis?? comme ??talon externe de phosphore -31 r??sonance magn??tique nucl??aire (RMN).

L'acide phosphorique est utilis?? comme agent de nettoyage par m??tiers de la construction pour enlever les d??p??ts min??raux, des frottis de ciment, et les taches d'eau dure. Il est ??galement utilis?? comme ingr??dient dans certains produits de nettoyage domestiques visant ?? des t??ches de nettoyage similaires.

L'acide phosphorique chaud est utilis?? dans microfabrication pour graver le nitrure de silicium (Si ₃ N _4). Il est hautement s??lectif pour la gravure du Si ₃ N ₄ ?? la place du SiO _2, du dioxyde de silicium .

L'acide phosphorique est utilis?? comme flux par des amateurs (tels que les mod??listes ferroviaires) comme une aide ?? la souder.

L'acide phosphorique est ??galement utilis?? dans la culture hydroponique de pH des solutions pour abaisser le pH de la solution nutritive. Alors que d'autres types d'acides peuvent ??tre utilis??s, le phosphore est un ??l??ment nutritif utilis?? par les plantes, en particulier au cours de la floraison, ce qui rend l'acide phosphorique particuli??rement souhaitable. Solution liquide General Hydroponics pH Down contient de l'acide phosphorique, en plus de l'acide citrique et du bisulfate d'ammonium avec des tampons pour maintenir un pH stable dans le r??servoir de nutriment.

L'acide phosphorique est utilis?? comme un agent d'ajustement du pH dans les produits cosm??tiques et les produits de soins de la peau.

L'acide phosphorique est utilis?? comme agent oxydant chimique pour la production de charbon actif.