Kyselina ortofosforečná, také známý jako kyselina fosforečná, je chemická sloučenina složená ze tří atomů vodíku, jednoho atomu fosforu a čtyř atomů kyslíku. Je třeba poznamenat, že kyselina ortofosforečná je jednou z nejběžnějších hydroxyselin fosforu. Stejně jako mnoho jiných kyselin má kyselina ortofosforečná schopnost reagovat s vodou a vytvářet produkty, které jsou důležité v různých chemických procesech.
Mechanismus reakce kyseliny ortofosforečné s vodou spočívá v protonaci molekuly vody. Zpočátku jeden z atomů vodíku v molekule kyseliny ortofosforečné dává svůj Proton molekule vody. V důsledku této reakce vzniká hydrooxidový iont a také vodíkový iont. Jednotlivé molekuly kyseliny ortofosforečné mohou také disociovat na ionty fosfátu a protonu.
Vznikající produkty reakce kyseliny ortofosforečné s vodou závisí na pH roztoku. Při nízkém pH jsou produkty produkované hydroxidem a fosfátovými ionty. Při zvýšení pH mohou být mezi reakčními produkty přítomny hydroxidové a dihydrofosfátové ionty. Kyselina ortofosforečná může také reagovat s jinými sloučeninami, jako jsou kovy nebo báze, a vytvářet tak své soli nebo příslušné sloučeniny.
Mechanismus reakce kyseliny ortofosforečné s vodou
Reakční mechanismus začíná disociací kyseliny na vodíkové ionty (H +) a fosfátové ionty (po4 3- ). K tomuto jevu dochází v důsledku výměny protonu mezi kyselinou a molekulou vody:
| Krok | Reakční rovnice |
|---|---|
| 1 | H3PO4 + H2O → H2PO4 - + H3O + |
| 2 | H2PO4 - + H2O → HPO4 2- + H3O + |
| 3 | HPO4 2- + H2O → PO4 3- + H3O + |
Kyselina ortofosforečná se tedy postupně mění na dihydrofosfátové a trihydrofosfátové ionty a nakonec se tvoří fosfátový iont a vodíkový iont. Všechny tyto reakce jsou protolýzovými reakcemi, tj. výměnou protonu mezi kyselinou a vodou.
Reakce kyseliny ortofosforečné s vodou má velký praktický význam a je široce používána v různých oblastech, jako je farmaceutický a potravinářský průmysl, stejně jako v chemické analýze a syntéze látek.
Tvorba ortofosfátu a metafosfátu
| Reakce | Výsledný produkt |
|---|---|
| H3PO4 + H2O → | H3O + + H2PO4 - |
| H2PO4 - + H2O → | HPO4 2- + H3O + |
| HPO4 2 - + H2O | Prach4 3 - + H3O + |
| H2Prach3 2 - + H2O | HPO4 2 - + OH - |
Výsledný ortofosfát a metafosfát jsou solné formy kyseliny fosforečné a lze je použít v různých chemických reakcích a procesech.
Fyzikální vlastnosti vznikajících produktů
Při reakci kyseliny ortofosforečné s vodou se tvoří dva hlavní produkty: kyselina ortofosforečná (H3PO4 kyselina kyslíková (H)3PO3).
Kyselina ortofosforečná je bezbarvá kapalina s charakteristickým slabým zápachem. Jeho hustota je asi 1.885 g / cm 3 a bod varu je 158 °C. Tato kyselina má silnou kyselou aktivitu a může způsobit popáleniny při kontaktu s pokožkou.
Kyselina kyslíková je bezbarvé, stabilní vodní prostředí s kyselým pH. Má hustotu asi 1.651 g / cm 3 a vaří se při teplotě kolem 73.6 °C. Kyselina kyslíková je slabá kyselina a používá se v laboratorních a průmyslových procesech jako elektrolyt, médium pro redoxní reakce a dezinfekční prostředek.
Použití kyseliny ortofosforečné a jejích produktů
Kyselina ortofosforečná (H3PO4) a její produkty mají širokou škálu aplikací v různých oblastech.
Použití kyseliny ortofosforečné:
1. Používá se při výrobě hnojiv a pesticidů. Je jedním z hlavních zdrojů fosforu v zemědělství. Kyselina ortofosforečná účinně zlepšuje úrodnost půdy a stimuluje růst rostlin.
2. Používá se při výrobě potravinových doplňků a nápojů. Používá se jako regulátor kyselosti a antioxidantu. Kromě toho může být kyselina ortofosforečná použita při přípravě různých druhů sýrů a cukrovinek.
3. Používá se v metalurgickém průmyslu. Lze jej použít k čištění kovů od nečistot a oxidací. Kromě toho může být kyselina ortofosforečná použita k povrchové úpravě kovových výrobků.
Produkty reakce kyseliny ortofosforečné s vodou:
1. Kyselina ortofosforečná tvoří kyselinu fosforečnou (H3PO3), což je slabá kyselina. Může být použit v procesu oxidace organických sloučenin a má antibakteriální vlastnosti.
2. Při reakci kyseliny ortofosforečné s vodou se tvoří vodíkový fosfát a dihydrofosfátové ionty, které lze použít jako doplňky stravy a regulátory pH.
3. Jedním z reakčních produktů je také kyselina fosforečná (H3PO2), které lze použít při výrobě laků, plastů a krmných doplňků.