Як отримати фосфорну кислоту

Як отримати фосфорну кислоту

Фосфорна, точніше, ортофосфорна кислота має хімічну формулу Н3РО4. Являє собою безколірні кристали, дуже гігроскопічні, добре розчинні у воді. При нагріванні понад 200 градусів починається процес зневоднення ортофосфорної кислоти з утворенням пірофосфорної, за наступним механізмом: 2Н3РО4 = Н4Р2О7 + Н2О. Яким чином можна отримати ортофосфорну кислоту?

Інструкція

  1. У промисловості існують два основні методи: термічний і екстракційний. При використанні термічного, фосфор окислюється киснем (у ході спалювання) до фосфорного ангідриду таким чином:

               4Р + 5О2 = Р4О10
  2. Потім утворився фосфорний ангідрид піддається гідратації, що призводить до отримання ортофосфорної кислоти:

               Р4О10 + 6Н2О = 4Н3РО4

    При використанні цього методу, виходить найбільш чиста ортофосфорна кислота.
  3. Екстракційний метод полягає у виділенні (екстракції) концентрованої сірчаної кислотою ортофосфорної кислоти з помелу природних мінералів-фосфатів. У сильно спрощеному вигляді, цю реакцію, для того випадку, коли мінерал складався здебільшого з фосфату кальцію, можна записати так:

               Са3 (РО4) 2 + 3Н2SO4 = 2Н3РО4 + 3СаSO4
  4. Сірчана кислота, будучи набагато сильнішою, легко витісняє слабку ортофосфорну кислоту з її солей. Утворений сульфат кальцію, будучи малорозчинних речовиною, відокремлюється фільтруванням. Ортофосфорна кислота очищається від домішок.
  5. У лабораторії можна отримати цю речовину шляхом взаємодії білого фосфору з розведеною азотною кислотою. Реакція протікає в такий спосіб:

               3Р + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO

    Небезпека цього методу в тому, що доводиться використовувати білий фосфор — надзвичайно отруйна речовина. Тому при його проведенні треба пам’ятати про заходи обережності.

Корисні поради

Фосфорна кислота використовується як сировина для виробництва мінеральних добрив, таких, наприклад, як простий (суміш Са (Н2РО4) 2 і непотрібної домішки СаSO4) і подвійний (Са (Н2РО4) 2) суперфосфат. Її застосовують також у харчовій промисловості, з її допомогою видаляють іржу з металів, використовують у виробництві фарфору, в деяких видах синтезу, як осушувальних елемент і як каталізатор, в зубній техніці і т.д.