Φωσφορικό οξύ, γνωστό και ως ορθοφωσφορικό οξύ, είναι ένα κοινό ανόργανο οξύ, μεσαίου ισχυρού οξέος, χημικός τύπος H3PO4, μοριακού βάρους 97,994. Δεν είναι εύκολο να εξατμιστεί, να αποσυντεθεί και δεν έχει σχεδόν καμία οξείδωση. Έχει την κοινή ιδιότητα του οξέος. Είναι ένα τριαδικό ασθενές οξύ, το οποίο είναι πιο ασθενές από το υδροχλωρικό οξύ, το θειικό οξύ, το νιτρικό οξύ, αλλά ισχυρότερο από το οξικό οξύ, το βορικό οξύ κ.λπ. Το φωσφορικό οξύ είναι εύκολα υγρό στον αέρα. Το πυροφωσφορικό οξύ λαμβάνεται με θέρμανση και το μεταφωσφορικό οξύ λαμβάνεται με περαιτέρω αφυδάτωση. Το φωσφορικό οξύ χρησιμοποιείται κυρίως στη φαρμακευτική, στα τρόφιμα, στα λιπάσματα και σε άλλες βιομηχανίες, όπως αναστολέας σκουριάς, πρόσθετο τροφίμων, οδοντιατρική και ορθοπεδική χειρουργική, διαβρωτικός παράγοντας EDIC, ηλεκτρολύτης, ροή, διασκορπιστικός, βιομηχανικός παράγοντας διάβρωσης, πρώτες ύλες και εξαρτήματα λιπασμάτων, οικιακός καθαρισμός προϊόντα, καθώς και χημικά αντιδραστήρια.
Το ορθοφωσφορικό είναι ένα φωσφορικό οξύ που αποτελείται από ένα μόνο τετράεδρο οξυγόνου φωσφόρου. Στο μόριο του φωσφορικού οξέος, το άτομο P είναι υβρίδιο sp3, και τρία υβριδικά τροχιακά σχηματίζουν τρία με το άτομο οξυγόνου σ Ο άλλος δεσμός PO αποτελείται από σ Και δύο δεσμούς dp από το οξυγόνο στο φώσφορο. σ Ο δεσμός συντονισμού σχηματίζεται από το συντονισμό ενός ζεύγους μοναχικών ηλεκτρονίων στο άτομο του φωσφόρου με το κενό τροχιακό του ατόμου του οξυγόνου. Ο δεσμός D ← p σχηματίζεται με την επικάλυψη δύο ζευγών μεμονωμένων ηλεκτρονίων στα τροχιακά py και pz του ατόμου οξυγόνου και στα κενά τροχιακά dxz και dyz του ατόμου φωσφόρου. Δεδομένου ότι το επίπεδο ενέργειας 3d του ατόμου φωσφόρου είναι πολύ υψηλότερο από το επίπεδο ενέργειας 2p του ατόμου οξυγόνου, το μοριακό τροχιακό που σχηματίζεται δεν είναι πολύ αποτελεσματικό, επομένως ο δεσμός PO είναι τριπλός δεσμός σε αριθμό, αλλά μεταξύ απλού δεσμού και διπλού δεσμού ως προς τον δεσμό ενέργεια και μήκος δεσμού. Τόσο το καθαρό H3PO4 όσο και ο ένυδρος κρυστάλλός του έχουν δεσμούς υδρογόνου, που μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο το πυκνό διάλυμα φωσφορικού οξέος είναι παχύρρευστο.
Ειδική αγωγιμότητα
Σε θερμοκρασία δωματίου (219Κ), όταν η συγκέντρωση του διαλύματος H3PO4 είναι 45 τοις εκατό - 47 τοις εκατό, η ειδική αγωγιμότητα είναι η μέγιστη.
Σημείο κρυστάλλωσης:
Το φωσφορικό οξύ ανήκει στο μεσαίο ισχυρό οξύ και το σημείο κρυστάλλωσής του (σημείο πήξης) είναι 21 βαθμοί. Όταν είναι χαμηλότερη από αυτή τη θερμοκρασία, θα καταβυθίσει κρυστάλλους ημιένυδρου (πάγου). Φυσικά, το φωσφορικό οξύ συνήθως δεν σχηματίζει κρυστάλλους (πάγου) σε θερμοκρασίες πάνω από 10 βαθμούς ή ακόμα και κάτω. Αυτό συμβαίνει επειδή το φωσφορικό οξύ έχει τα χαρακτηριστικά της υπερψύξης, δηλαδή, όταν το πραγματικό φωσφορικό οξύ στην αγορά είναι κάτω από τους 21 βαθμούς, θα αποκλίνει από το κρυσταλλικό σημείο σχηματισμού του (πάγου) και δεν θα σχηματίσει αμέσως κρυστάλλους (πάγου). Ωστόσο, εφόσον διατηρείται τόσο χαμηλή θερμοκρασία για ένα χρονικό διάστημα, το φωσφορικό οξύ είναι εύκολο να παράγει παγοκρυστάλλους σε στατική κατάσταση.
Ο κρύσταλλος του φωσφορικού οξέος, όπως και άλλοι υγροί κρύσταλλοι, ανήκει στη φυσική αλλαγή παρά στη χημική αλλαγή. Οι χημικές του ιδιότητες δεν θα αλλάξουν λόγω της κρυστάλλωσης, δηλαδή οι ιδιότητες του φωσφορικού οξέος δεν θα επηρεαστούν λόγω της κρυστάλλωσης. Μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί κανονικά εφόσον δίνεται θερμοκρασία στο λιώσιμο ή χρησιμοποιείται θερμαινόμενο νερό για αραίωση και διάλυση.
Χαρακτηριστικά κρυστάλλωσης: υψηλή συγκέντρωση φωσφορικού οξέος, υψηλή καθαρότητα και υψηλή κρυσταλλικότητα. Σύμφωνα με την εμπειρία, όταν η θερμοκρασία είναι πάνω ή κάτω από τους 4 βαθμούς και η συγκέντρωση είναι μεγαλύτερη από 85 τοις εκατό, η κρυσταλλικότητα του αυξάνεται. Εάν αναμιχθεί κατά λάθος με κρυσταλλικό φωσφορικό οξύ, θα προκαλέσει το φωσφορικό οξύ χωρίς κρύσταλλο (πάγο) να μολύνει αμέσως και να σχηματίσει κρύσταλλο (πάγο). Επιπλέον, ο φωσφορικός κρύσταλλος (πάγος) είναι ασυνήθιστα γρήγορος, γεγονός που θα κάνει τα περισσότερα από τα δοχεία αποθήκευσης φωσφορικού οξέος να σχηματίσουν κρύσταλλο (πάγο). Αφού σχηματιστούν οι κρύσταλλοι του φωσφορικού οξέος (πάγος), το φωσφορικό οξύ στο πάνω μέρος γίνεται αραιό και το βελονικό κρύσταλλο καθαρό φωσφορικό οξύ εναποτίθεται στο κάτω μέρος. Σύμφωνα με την εμπειρία, το 75 τοις εκατό φωσφορικού οξέος είναι επίσης δύσκολο να σχηματίσει κρυστάλλους (πάγου) σε χαμηλή θερμοκρασία (περίπου 4 βαθμούς), επομένως συνιστάται η χρήση 75 τοις εκατό φωσφορικού οξέος σε χαμηλή θερμοκρασία.
Όπως η κατάψυξη του νερού, ο κρύσταλλος του φωσφορικού οξέος (πάγος) είναι η δική του φυσική ιδιότητα και εγγενές χαρακτηριστικό, το οποίο δεν μπορεί να αλλάξει. Μόνο η σωστή συντήρηση και επεξεργασία μπορεί να αποτρέψει τον σχηματισμό κρυστάλλων (πάγου). Το φωσφορικό οξύ του εμπορίου είναι ένα ιξώδες συμπυκνωμένο διάλυμα που περιέχει 85 τοις εκατό H3PO4. Η κρυστάλλωση από συμπυκνωμένο διάλυμα θα σχηματίσει το ημιένυδρο 2H3PO4 · H2O (σημείο τήξης 302,3K).
Γεωργία: το φωσφορικό οξύ είναι η πρώτη ύλη για την παραγωγή σημαντικού φωσφορικού λιπάσματος (υπερφωσφορικό ασβέστιο, διόξινο φωσφορικό κάλιο, κ.λπ.), καθώς και η πρώτη ύλη για την παραγωγή θρεπτικών συστατικών ζωοτροφών (διόξινο φωσφορικό ασβέστιο).
Βιομηχανία: Το φωσφορικό οξύ είναι μια σημαντική χημική πρώτη ύλη και οι κύριες λειτουργίες του είναι οι εξής:
1. Η μεταλλική επιφάνεια υποβάλλεται σε επεξεργασία για να δημιουργηθεί αδιάλυτο φιλμ φωσφορικού στη μεταλλική επιφάνεια για να προστατεύεται το μέταλλο από τη διάβρωση.
2. Αναμιγνύεται με νιτρικό οξύ ως χημικό γυαλιστικό παράγοντα για τη βελτίωση της ομαλότητας της μεταλλικής επιφάνειας.
3. Φωσφορικός εστέρας, η πρώτη ύλη για την παραγωγή προϊόντων πλυσίματος και φυτοφαρμάκων.
4. Πρώτες ύλες για την παραγωγή επιβραδυντικών φλόγας που περιέχουν φώσφορο.
Τρόφιμα: Το φωσφορικό οξύ είναι ένα από τα πρόσθετα τροφίμων. Ως ξινός παράγοντας και θρεπτικό συστατικό μαγιάς στα τρόφιμα, η κόλα περιέχει φωσφορικό οξύ. Το φωσφορικό είναι επίσης ένα σημαντικό πρόσθετο τροφίμων, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτικό θρεπτικών συστατικών.
Φάρμακο: Το φωσφορικό οξύ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή φαρμάκων που περιέχουν φώσφορο, όπως το γλυκεροφωσφορικό νάτριο.