Фосфорна киселина
Фосфорна киселина (H3PO4) је оксокиселина. Својства потичу од састава, веза, геометрије и понашања честица у чистој супстанци или раствору.
Основни подаци
Шта показује формула
Једна формулна јединица H3PO4 садржи 3 × водоник (H), 1 × фосфор (P), 4 × кисеоник (O). Из релативних атомских маса добија се моларна маса приближно 97.994 g/mol. Индекси означавају број атома; сами не одређују набој, геометрију или оксидационо стање.
Масени удели елемената
По маси највећи допринос даје кисеоник (O, 65.3 %). Масени удео зависи и од броја атома и од релативних атомских маса, па се не може закључити само из индекса у формули.
| Елементи у формули | # | % m/m |
|---|---|---|
| водоник (H) | 3 | 3.1 % |
| фосфор (P) | 1 | 31.6 % |
| кисеоник (O) | 4 | 65.3 % |
Грађа и хемијске везе
H₃PO₄ има тетраедарско окружење фосфора везаног за четири кисеоника; три групе O–H могу поступно да отпуштају протоне. Резонантни опис фосфатних честица бољи је од једне фиксно локализоване двоструке везе.
При тумачењу својстава треба разликовати чисту супстанцу од воденог раствора. Јонска дисоцијација, хидратација, концентрација и pH могу снажно променити посматрано понашање без промене елементарне формуле. Хемијска једначина приказује стехиометрију, али сама не одређује брзину ни механизам.
R3 прикази
Хемијско понашање
Фосфорна киселина је тропротонска и дисоцира у корацима са снажно опадајућим Ka. Зато се са pH мењају удели H₃PO₄, H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻ и PO₄³⁻. Пар H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ важан је пуферски систем.
Бројчани подаци имају смисла само уз услове. Агрегатно стање, густина, растворљивост и састав раствора зависе од температуре, притиска и концентрације. Код киселина и база треба разликовати термодинамичку јачину, концентрацију, оксидациону способност и корозивност — то нису исте особине.
Раствори, равнотеже и услови
У воденој средини треба пратити које хемијске врсте заиста преовлађују. Пренос протона, комплексирање или таложење могу променити облик честица без промене укупне количине елемената. Равнотежни запис зато допуњује молекулски или јонски модел.
При припреми раствора концентрација је засебна величина: исто једињење у разблаженом и концентрованом облику може имати веома различито хемијско и безбедносно понашање. Температура додатно мења растворљивост, брзину реакција и понекад доминантне равнотежне облике.
Примена и значај
Користи се за фосфате и ђубрива, обраду површина и у прехрамбеној индустрији.
Индустријска или свакодневна примена произлази из одређене реактивности, растворљивости и доступности супстанце. Иста хемијска особина може бити предност у контролисаном процесу, а опасност при неконтролисаном контакту.
Безбедност и правилан контекст
Концентрована је корозивна, али је слабија киселина од H₂SO₄.
Безбедносни профил зависи од концентрације, агрегатног стања и начина излагања. Сам назив супстанце зато није довољан; важни су услови, компатибилност материјала и одговарајуће мере заштите.
Важно поређење
Чиста H₃PO₄ је на 20 °C чврста; у пракси су честе водене отопине, па се често сусреће као течност.
Поређење сродних једињења показује да слична формула или исти елемент не значе једнаку киселост, базност, растворљивост или оксидационо понашање. Одлучују целокупна грађа и средина.