Пирофосфорная кислота

Фо́сфорные кисло́ты — соединения фосфора в степени окисления +5 общей формулы P₂O₅·nH₂O:

• метафосфорная кислота — HPO₃

P₂O₅ + H₂O = 2HPO₃ (на холоде);

• ортофосфорная кислота — H₃PO₄

HPO₃ + H₂O = H₃PO₄ (при кипячении);

• пирофосфорная кислота (дифосфорная) — H₄P₂O₇

2H₃PO₄ = H₄P₂O₇ + H₂O (нагревание при 200°C);

Из ортофосфорной кислоты легко испаряется вода и она становится концентрированной. При нагревании до 300°C ортофосфорная кислота отдает воду, разлагаясь сначала на пирофосфорную кислоту, затем различные полифосфорные кислоты. При этом образуется гигроскопичная стекловидная масса. Если затем эту массу разбавить водой, то она превратится обратно в ортофосфорную кислоту. Полифосфорные кислоты можно получить также растворением при повышенной температуре оксида фосфора(V) в ортофосфорной кислоте.

Наибольшее значение имеет ортофосфорная кислота (или просто фосфорная), которую для технических целей получают по реакции

Са₃(РО₄)₂ + 3H₂SO₄ = 3CaSO₄ + 2Н₃РО₄,

и её соли — фосфаты.

Применение

Применяют ортофосфорную кислоту в настоящее время довольно широко.

• Основным ее потребителем служит производство фосфорных и комбинированных удобрений. Для этих целей ежегодно добывается во всем мире фосфоросодержащей руды около 100 млн. т. Фосфорные удобрения не столько способствуют повышению урожайности различных сельскохозяйственных культур, сколько придают растениям зимостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным климатическим условиям, создают условия для более быстрого созревания урожая в районах с коротким вегетативным периодом. Они также благоприятно действуют на почву, способствуя ее структуированию, развитию почвенных бактерий, изменению растворимости других содержащихся в почве веществ и подавлению некоторых образующихся вредных органических веществ.
• Немало ортофосфорной кислоты потребляет пищевая промышленность. Дело в том, что на вкус разбавленная ортофосфорная кислота очень приятна и небольшие ее добавки в мармелады, лимонады и сиропы заметно улучшают их вкусовые качества. Этим же свойством обладают и некоторые соли фосфорной кислоты. Гидрофосфаты кальция, например, с давних пор входят в хлебопекарные порошки, улучшая вкус булочек и хлеба.

Интересны и другие применения ортофосфорной кислоты в промышленности:

• Например, было замечено, что пропитка древесины самой кислотой и ее солями делают дерево негорючим. На этой основе сейчас производят огнезащитные краски, негорючие фосфодревесные плиты, негорючий фосфатный пенопласт и другие строительные материалы.
• Различные соли фосфорной кислоты широко применяют во многих отраслях промышленности, в строительстве, разных областях техники, в коммунальном хозяйстве и быту, для защиты от радиации, для умягчения воды, борьбы с котельной накипью и изготовления различных моющих средств.
• Фосфорная кислота, конденсированные кислоты и дегидротированные фосфаты служат катализаторами в процессах дегидратирования, алкилирования и полимеризации углеводородов.
• Особое место занимают фосфорорганические соединения как экстрагенты, пластификаторы, смазочные вещества, присадки к пороху и абсорбенты в холодильных установках. Соли кислых алкилфосфатов используют как поверхностно-активные вещества, антифризы, специальные удобрения, антикоагулянты латекса и др. Кислые алкилфосфаты применяют для экстракционной переработки урановорудных щелоков.

Н₃РО₄ применяют для производства удобрений, в пищевой, текстильной промышленности, в медицине, как флюс при пайке. Фосфаты применяют как фосфорные удобрения, в производстве эмалей, стёкол.

См. также

• Фосфор.