¿Cuál es la diferencia entre el ácido fosfórico y el ácido metafosfórico?

El ácido ortofosfórico es un tipo de ácido fosfórico con una estructura diferente. El ácido ortofosfórico es un ácido fosfórico compuesto por un único tetraedro de fósforo-oxígeno. En la molécula de ácido fosfórico, el átomo de P tiene hibridación sp3, tres orbitales híbridos forman tres enlaces sigma con el átomo de oxígeno, y el otro enlace PO está compuesto por un enlace sigma de fósforo a oxígeno y dos de oxígeno a fósforo consta de d- enlaces pπ. El enlace de enlace σ se forma por la coordinación de un par de pares de electrones solitarios en un átomo de fósforo a un orbital vacío de un átomo de oxígeno. El enlace d ← p se forma superponiendo dos pares de pares de electrones solitarios en los orbitales py y pz del átomo de oxígeno y las órbitas dxz y dyz del átomo de fósforo. Dado que el nivel de energía 3d del átomo de fósforo es mucho más alto que el nivel de energía 2p del átomo de oxígeno, el orbital molecular de la composición no es muy efectivo, por lo que el enlace PO es un enlace triple en términos de número. Pero en términos de energía de enlace y longitud de enlace, se lo denomina entre teclas simples y dobles. La industria del ácido ortofosfórico se trata con ácido sulfúrico para obtener apatita.

H3PO2, ácido hipofosforoso, donde el número de oxidación del fósforo es positivo;

H3PO3, ácido fosforoso, donde el número de oxidación del fósforo es positivo tres;

H3PO4, ácido ortofosfórico, donde el número de oxidación del fósforo es cinco positivo. En la molécula de ácido ortofosfórico, solo un enlace fósforo-oxígeno se llama triple enlace, que también se llama enlace coordinado, y otros tres enlaces simples covalentes fósforo-oxígeno están conectados directamente al hidrógeno, es decir, tres grupos hidroxilo;

La molécula de ácido fosforoso tiene un átomo de hidrógeno que comparte directamente un par de electrones con un átomo de fósforo, un enlace coordinado fósforo-oxígeno y un enlace POH;

En la molécula de ácido hipofosforoso, hay dos átomos de hidrógeno que comparten directamente un par de electrones con un átomo de fósforo, un enlace coordinado fósforo-oxígeno y dos enlaces POH;

Según la teoría de la deslocalización, un enlace de coordinación PO es para un grupo hidroxilo, un enlace de coordinación fósforo-oxígeno es para dos grupos hidroxilo y un enlace de coordinación fósforo-oxígeno es para tres grupos hidroxilo, entonces la acidez es ácido hipofosforoso> fósforo ácido> ácido fosfórico. Es decir, el grado de ionización de los átomos de hidrógeno en el grupo hidroxilo es más fuerte que el del ácido fosforoso que el del ácido fosfórico.

Los grupos de ácido fosfórico generalmente aparecen en organismos. Generalmente se denomina acilfosfatos, es decir, estructuras en las que un grupo hidroxi se elimina mediante ácido fosfórico, o un grupo fosfato del que se eliminan dos grupos hidroxi. Tales estructuras se encuentran en muchas sustancias activas celulares, como ATP, nucleótidos, etc.

El ácido fosfórico se refiere al ácido fosfórico inorgánico. En los organismos vivos se entiende el ácido fosfórico libre.

Ácido fosfónico

Es un compuesto en el que uno o dos grupos hidroxilo en la molécula de ácido fosfórico (HO) 3PO están sustituidos por un grupo alquilo o un grupo arilo.

El ácido fosfórico puro es un cristal incoloro con un punto de fusión de 42,3 ° C, un ácido de alto punto de ebullición y es fácilmente soluble en agua. Ácido fosfórico Los reactivos de ácido fosfórico disponibles comercialmente son soluciones concentradas no volátiles viscosas con un contenido de ácido fosfórico del 83-98%.

Fosfato

El ácido fosfórico o ácido ortofosfórico, la fórmula química H3PO4, tiene un peso molecular de 97,9724 y es un ácido inorgánico común que es un ácido de fuerza media. Se puede obtener disolviendo tetraóxido de tetrafosforo en agua caliente. La industria del ácido ortofosfórico se trata con ácido sulfúrico para obtener apatita. El ácido fosfórico es fácilmente delicuescente en el aire. El calentamiento perderá agua para obtener ácido pirofosfórico, y perderá más agua para obtener ácido metafosfórico. El ácido fosfórico se utiliza principalmente en las industrias farmacéutica, alimentaria, de fertilizantes y otras, y también se puede utilizar como reactivo químico.

Propiedades físicas

Punto de fusión: 42 ° C

Punto de ebullición: 261 ° C (descomposición, el ácido fosfórico se deshidrata gradualmente por el calor, por lo que no tiene un punto de ebullición propio)

El P2O5 y el agua fría producen ácido metafosfórico y el agua caliente es ácido fosfórico. El ácido fosfórico y el AgNO3 producen un precipitado amarillo y el ácido metafosfórico produce un precipitado blanco. Sin embargo, solo el ácido metafosfórico puede aglomerar la solución de proteína acuosa para producir un precipitado blanco.

El punto más crítico: el ácido fosfórico no es tóxico y el ácido metafosfórico es altamente tóxico.

El ácido ortofosfórico y AgNO3 produjeron un precipitado amarillo y el ácido metafosfórico produjo un precipitado blanco. Sin embargo, solo el ácido metafosfórico puede aglomerar la solución de proteína acuosa para producir un precipitado blanco.

El ácido fosfórico o ácido ortofosfórico, la fórmula química H3PO4, tiene un peso molecular de 97.994, es un ácido inorgánico común y es un ácido de fuerza media. Se puede obtener disolviendo pentóxido de fósforo en agua caliente. La industria del ácido ortofosfórico se trata con ácido sulfúrico para obtener apatita. El ácido fosfórico es fácilmente delicuescente en el aire. El calentamiento perderá agua para obtener ácido pirofosfórico, y perderá más agua para obtener ácido metafosfórico. El ácido fosfórico se utiliza principalmente en las industrias farmacéutica, alimentaria, de fertilizantes y otras, incluso como inhibidor de la oxidación, aditivo alimentario, odontología y ortopedia, corrosivos EDIC, electrolitos, fundentes, dispersantes, corrosivos industriales, materias primas y componentes de fertilizantes, productos de limpieza para el hogar. También se puede utilizar como reactivo químico y el fosfato es un nutriente para todas las formas de vida.

Después de que el empresario alemán Polonia descubriera el fósforo y el químico alemán Conkell produjera fósforo, el químico británico Boyle también produjo fósforo de forma independiente. También fue el primer químico en estudiar las propiedades y los compuestos del fósforo. Publicó en 1682. El artículo "Un nuevo experimento de luz fría observada" afirma que "El fósforo forma humo blanco después de la combustión, y la solución formada por la acción del humo blanco y el agua es ácida". El humo blanco es anhídrido fosfórico (pentóxido de fósforo). ), y la solución formada por la acción del agua es el ácido fosfórico, sin embargo, no realizó más investigaciones sobre el ácido fosfórico.

El primer químico en estudiar el ácido fosfórico fue el químico francés Lavoisier. En 1772 hizo el experimento de quemar fósforo en una campana de vidrio sellada con mercurio. Los resultados experimentales llevan a la conclusión de que se puede quemar una cierta cantidad de fósforo en un cierto volumen de aire; cuando el fósforo se quema, se forma un polvo blanco de fósforo anhidro, como nieve fina; el aire en la botella después de la combustión tiene aproximadamente la capacidad original. 80%; el fósforo se quema aproximadamente 2,5 veces más que antes de quemarse; El polvo blanco se disuelve en agua para formar ácido fosfórico. Lavoisier también demuestra que el ácido fosfórico se puede obtener haciendo reaccionar ácido nítrico concentrado y fósforo.

Después de más de cien años, el químico alemán Liebig ha realizado muchos experimentos en química agrícola, descubriendo el valor del fósforo y el ácido fosfórico para la vida vegetal. En 1840, "El papel de la química orgánica en la agricultura y la fisiología" de Li Bixi demostró científicamente el problema de la fertilidad del suelo y señaló el papel del fósforo en las plantas. Al mismo tiempo, exploró más a fondo la aplicación de ácido fosfórico y fosfato como fertilizantes, y la producción de ácido fosfórico ha entrado en una era a gran escala.

El ácido ortofosfórico es un ácido fosfórico compuesto por un único tetraedro de fósforo-oxígeno. En la molécula de ácido fosfórico, el átomo de P tiene hibridación sp3, tres orbitales híbridos forman tres enlaces sigma con el átomo de oxígeno, y el otro enlace PO está compuesto por un enlace sigma de fósforo a oxígeno y dos de oxígeno a fósforo consta de dp π cautiverio. El enlace de enlace σ se forma por la coordinación de un par de pares de electrones solitarios en un átomo de fósforo a un orbital vacío de un átomo de oxígeno. El enlace d ← p se forma superponiendo dos pares de pares de electrones solitarios en los orbitales py y pz del átomo de oxígeno y las órbitas dxz y dyz del átomo de fósforo. Dado que el nivel de energía 3d del átomo de fósforo es mucho más alto que el nivel de energía 2p del átomo de oxígeno, el orbital molecular de la composición no es muy efectivo, por lo que el enlace PO es un enlace triple en términos de número, pero en términos de energía de enlace y longitud de enlace, se hace referencia entre teclas simples y dobles. Hay enlaces de hidrógeno en el H3PO4 puro y sus hidratos cristalinos, lo que puede ser la razón por la que la solución de ácido fosfórico concentrado es espesa.

Punto de fusión: 42 ° C

Punto de ebullición: 261 ° C (descomposición, el ácido fosfórico se deshidrata gradualmente por el calor, por lo que no tiene un punto de ebullición propio)

El ácido fosfórico disponible comercialmente es una solución concentrada viscosa que contiene 85% de H3PO4. La cristalización de la solución concentrada formó el hemihidrato 2H3PO4.H2O (punto de fusión 302,3 K).

Punto de cristal nudo (hielo):

El ácido fosfórico es un ácido medio-fuerte con un punto de cristalización (punto de congelación) de 21 ° C. Cuando está por debajo de esta temperatura, se precipitan cristales de hemihidrato (hielo). Por supuesto, el ácido fosfórico generalmente no congela (hielo) los cristales a temperaturas superiores a 10 ° C o incluso más bajas, porque el ácido fosfórico tiene una propiedad de sobreenfriamiento, es decir, el ácido fosfórico disponible comercialmente se desvía de su nudo por debajo de los 21 ° C (hielo El cristal punto no forma inmediatamente un cristal de hielo. Sin embargo, mientras se mantenga una temperatura tan baja durante un tiempo, el ácido fosfórico puede generar cristales de nudos (hielo) en un estado estático.

La cristalización del ácido fosfórico es un cambio físico más que un cambio químico como otros cristales líquidos. Las propiedades químicas no se modifican por la cristalización, es decir, la calidad del ácido fosfórico no se ve afectada por la cristalización y se puede utilizar normalmente siempre que se derrita por la temperatura o se diluya al calentar agua.

Características de cristalización: alta concentración de ácido fosfórico, alta pureza y alta cristalinidad. Según la experiencia, cuando la temperatura está por encima de los 4 grados centígrados y la concentración es superior al 85%, la cristalinidad aumenta. Si el ácido fosfórico del cristal de nudos (hielo) se mezcla inadvertidamente, el ácido fosfórico que no tiene cristales de nudos (hielo) se infectará y congelará inmediatamente. Los cristales de cristal y de ácido fosfórico (hielo) son anormalmente rápidos, y el recipiente de almacenamiento directo de ácido fosfórico tiene un gran nudo (hielo) de cristales. Después del cristal de ácido fosfórico (hielo), el ácido fosfórico superior se adelgaza y el cristal de nudo en forma de aguja (hielo) se deposita como ácido fosfórico puro. Como regla general, el ácido fosfórico al 75% también es más difícil de congelar (hielo) a temperaturas más bajas (alrededor de 4 ° C), por lo que a temperaturas más bajas se recomienda usar ácido fosfórico al 75%.

Los cristales de fosfato (hielo), como el hielo de agua, son propiedades físicas que no se pueden cambiar y solo se pueden prevenir mediante un almacenamiento y tratamiento adecuados.

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