С чем реагирует ортофосфорная кислота

Что такое ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота (H₃PO₄) — это бесцветное, кристаллическое вещество, которое обычно используется в виде водного раствора. Это слабая, но важная кислота, применяемая в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других сферах. Её уникальные химические свойства определяют широкий спектр реакций с различными веществами.

Химические свойства ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота проявляет свойства слабой кислоты. Её химическая активность обусловлена наличием трёх ионизируемых атомов водорода, которые могут участвовать в реакциях с основаниями, солями и металлами. Рассмотрим основные типы реакций, в которых участвует H₃PO₄.

Реакции ортофосфорной кислоты

1. Реакция с основаниями. Ортофосфорная кислота активно взаимодействует с основаниями (щелочами), образуя фосфаты:
   H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O
   В зависимости от количества основания, можно получить:

   • Натрий дигидрофосфат (NaH₂PO₄);

   • Натрий гидрофосфат (Na₂HPO₄);

   • Тринатрийфосфат (Na₃PO₄).

2. Реакция с металлами. Ортофосфорная кислота реагирует с активными металлами, такими как магний или цинк, с выделением водорода:
   2H₃PO₄ + 3Mg → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂↑

3. Реакция с солями. Кислота может вступать в реакцию с солями, вытесняя менее сильные кислоты из их соединений:
   H₃PO₄ + CaCO₃ → Ca(H₂PO₄)₂ + CO₂↑

4. Реакция с оксидами металлов. H₃PO₄ взаимодействует с оксидами металлов, образуя соли:
   2H₃PO₄ + Fe₂O₃ → 2FePO₄ + 3H₂O

5. Реакция с аммиаком. При реакции с аммиаком образуются аммонийные фосфаты, широко используемые в сельском хозяйстве:
   H₃PO₄ + NH₃ → NH₄H₂PO₄

6. Реакция с органическими соединениями. Ортофосфорная кислота применяется как катализатор в органическом синтезе, например, при гидратации алкенов:
   C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH (в присутствии H₃PO₄)

Применение ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота и её реакционная способность находят применение в различных отраслях:

1. Сельское хозяйство. Производство удобрений, таких как суперфосфат и аммонийные фосфаты, которые повышают урожайность культур.

2. Пищевая промышленность. Используется как регулятор кислотности (Е338) в напитках, кондитерских изделиях и других продуктах.

3. Медицина и фармацевтика. Применяется для производства зубных цементов и как компонент лекарственных средств.

4. Металлообработка. Ортофосфорная кислота используется для удаления ржавчины и пассивации металлов.

5. Химическая промышленность. Участвует в синтезе поверхностно-активных веществ, катализаторов и огнезащитных составов.

6. Электроника. Используется в производстве полупроводников для травления поверхностей.

Меры предосторожности при работе с ортофосфорной кислотой

Несмотря на относительно низкую токсичность, при работе с ортофосфорной кислотой следует соблюдать меры безопасности:

• Использовать защитные очки и перчатки;

• Избегать попадания кислоты на кожу и слизистые оболочки;

• Работать в хорошо проветриваемых помещениях;

• Хранить кислоту в плотно закрытой таре, вдали от прямых солнечных лучей.

Реакции ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота является универсальным химическим веществом, обладающим широким спектром применения благодаря своим реакциям с различными веществами. Её использование в промышленности, сельском хозяйстве и медицине подчёркивает её значимость. Понимание химических свойств этой кислоты позволяет эффективно и безопасно использовать её возможности.