Фосфорная кислота, ее физико-химические свойства и применение

Фосфорная кислота, формула которой Н₃РО_4, также называется ортофосфорной. Это соединение при нормальных условиях имеет твердое агрегатное состояние. Мелкие кристаллы данного вещества бесцветны. Кислота хорошо растворима в воде, этиловом спирте и других органических растворителях. В твердом и жидком состоянии молекулы данного вещества ассоциированые за счет водородных связей, именно поэтому концентрированная Н3РО4 имеет повышенную вязкость. Температура кипения 42,3 С, а при нагревании до 213 С переходит в пирофосфорную кислоту H₄P₂O₇.

Фосфорная кислота является электролитом средней силы, а так как это трехосновная кислота, то в водных растворах диссоциирует ступенчато в три этапа.

Получают ортофосфорную кислоту обычно из ее солей, содержащихся в фосфатных минералах – апатите и фосфорите, под воздействием серной кислоты. Также путем гидратации оксида фосфора (V) или гидролизом неорганического соединения - пентахлорида фосфора.

Фосфорная кислота вступает во взаимодействие с основаниями, оксидами металлов, солями, активными металлами и сильными кислотами. При взаимодействии с гидроксидами происходит реакция нейтрализации, итогом которой является образование соли и воды. Реагируя с оксидами металлов, также образует соль и воду. При реагировании с солями происходит реакция обмена, при которой получается новая соль и кислота. Взаимодействие ортофосфорной кислоты с нитратом серебра (соль) является качественной реакцией, позволяющей обнаруживать именно ее растворы. Итог - выпадает желтый осадок - фосфат серебра (Ag₃PO₄). С активными металлами, которые стоят в ряду Бекетова до водорода, вступает в реакцию замещения. Взаимодействуя с сильными кислотами(хлорной), проявляет двойственную природу(амфотерность) и образует комплексные соли – фосфорилы. Также это соединение можно термически разложить до дифосфорной кислоты.

Фосфорная кислота, применение, которой довольно широко, активно используется во многих отраслях промышленности. Например, в сельском хозяйстве, в частности при производстве минеральных удобрений, содержащих фосфор. Такие удобрения способны повышать не только урожайность, но и благоприятно влиять на микробиологический состав почвы, способствуя размножению и развитию полезных бактерий, а также повышать зимостойкость культур. В пищевой промышленности эта кислота используется как пищевая добавка Е 338, которая содержится в небольшом количестве в мармеладе, сиропе и газированных напитках. Именно из-за содержания ортофосфорной и лимонной кислот в напитках, при их чрезмерном употреблении происходит разрушение зубной. Это свойство размягчать зубную эмаль и дентин стало использоваться стоматологами. Так, фосфорная кислота, содержащая в специальной пасте, наносится на зуб перед его пломбированием и способствует деминерализации его тканей. Используется это вещество и для протравки древесины и создания негорючих лакокрасочных изделий и стройматериалов (негорючий фосфатный пенопласт, фосфодревесные плиты). Активно используется в пайке меди, черного металла, нержавеющей стали в качестве очистителя, который удаляет с поверхности металла различные окиси. Также используют в очистке от накипи, производстве моющих средств и молекулярной биологии.

Фосфорная кислота нашла такое активное и разноплановое применение благодаря своим физико-химическим свойствам и относительно недорогому получению.