Fosforna kiselina

Fosforna kiselina
Struktura fosforne kiseline
IUPAC nomenklatura	Fosforna kiselina
Ostala imena	Ortofosforna kiselina
Identifikacijski brojevi
Osnovna svojstva
Molarna masa	97,994 g·mol−1
Izgled	Bezbojni sirup
Gustoća	1,6845 g⋅cm−3 (25 °C, 85%) 1,834 g⋅cm−3 (krutina)
Talište	40 – 42,4 °C
Vrelište	212 °C
Tlak para	0,03 mmHg (20 °C)
Topljivost u vodi	Topivo u etanolu
Struktura
3D model fosforne kiseline
Sigurnosne upute
Znakovi opasnosti Nagrizajuće (C) NFPA 704 0 3 0
SI-sustav mjernih jedinica korišten je gdje god je to moguće. Ukoliko nije drugačije naznačeno, upisane vrijednosti izmjerene su pri standardnim uvjetima.
Portal:Kemija

Za razliku od ostalih bezalkoholnih pića koji sadrže limunsku kiselinu, Coca-Cola sadrži fosfornu kiselinu.

Fosforna kiselina (točnije ortofosforna kiselina), H₃PO₄, najvažnija je od mnogih fosforovih kiselina koje sadrže kisik. U bezvodnom stanju to je kristalna tvar tališta 42,35 °C, a koncentrirana vodena otopina (obično 85%-tna) sirupasta je tekućina. Dobiva se izgaranjem bijelog fosfora (ili fosfornih para) i otapanjem nastalog fosforova(V) oksida u vodi, ili reakcijom prirodnih apatita i fosforita sa sumpornom kiselinom. Vodena otopina fosforne kiseline djeluje kao srednje jaka, triprotonska kiselina, pa se od nje odvode tri niza soli: normalni fosfati (PO₄^3-), hidrogenfosfati (HPO₄^2-) i dihidrogenfosfati (H₂PO₄^-). Svi dihidrogenfosfati topljivi su u vodi, a od ostalih su topljivi samo oni alkalijskih metala. Zagrijavanjem na temperaturu višu od 200 °C fosforna kiselina prelazi, uz gubitak vode, u difosfornu (pirofosfornu) kiselinu, H₄P₂O₇ (soli: difosfati ili pirofosfati). Pri još višim temperaturama nastaje trifosforna kiselina i tako dalje, sve do polimerne ravnolančaste polifosforne kiseline (soli: polifosfati), odnosno cikličke metafosforne kiseline (HPO₃)_n (soli: metafosfati). Ortofosforna se kiselina najviše koristi za proizvodnju svih vrsta fosfata, zatim za dekapiranje (nagrizanje) čelika, proizvodnju sredstava za zaštitu metala od hrđanja, u proizvodnji lijekova i drugo. Jedna je od malobrojnih neškodljivih, neotrovnih kiselina, zato služi i kao sredstvo za zakiseljivanje mnogih bezalkoholnih pića (na primjer Coca-Cole).

Opis

Fosforna kiselina (ortofosforna kiselina, fosfatna kiselina, anorganska fosforova(V) kiselina, puni sustavni naziv; tetraoksofosforna(V) kiselina) je anorganska fosforova(V) kiselina, kemijske formule H₃PO₄. Najvažnija je kiselina od mnogih kiselina fosfora koje sadrže kisik. U bezvodnom je stanju (obliku) kristalna tvar tališta 42,35 °C i gustoće 1,834 g/cm³, a kao koncentrirana vodena otopina (obično 85%-tna) gusta je sirupasta tekućina. Dobro se otapa u vodi i etanolu.

Dobiva se mokrim postupkom, u kojem se fosforna ruda (prirodni apatita i fosforit) otapa sumpornom kiselinom (dobivena kiselina sadržava nešto nečistoća iz rude, pa se koristi za proizvodnju umjetnih gnojiva), te toplinskim postupkom, u kojom izgaranjem (sagorijevanjem) bijeloga fosfora ili fosfornih para, nastalih pri proizvodnji fosfora u električnim pećima, te otapanjem nastaloga fosforova(V) oksida (pentoksida) u vodi, nastaje puno čišći proizvod (primjenjuje se u proizvodnji hrane i deterdženata).

Vodena otopina fosforne kiseline, djeluje kao srednje jaka triprotonska kiselina, pa se od nje odvode tri niza soli:

• normalni fosfati (anion PO₄^3-)
• hidrogenfosfati (HPO₄^2-) i
• dihidrogenfosfati (H₂PO₄^-).

Svi dihidrogenfosfati topljivi su u vodi, a od ostalih su topljivi samo oni alkalijskih metala. Zagrijavanjem ortofosforne kiseline na temperaturu višu od 200 °C uz gubitak vode nastaje difosforna kiselina (ili pirofosforna kiselina) (H₄P₂O₇), čije su soli difosfati (ili pirofosfati).
Pri još višim temperaturama nastaje trifosforna kiselina itd., sve do polimerne ravnolančaste polifosforne kiseline (soli joj se nazivaju polifosfati), odnosno cikličke metafosforne kiseline (HPO₃)n (soli joj se nazivaju metafosfati). Disocijacija fosforne kiseline dijeli H₃PO₄ na 3 molekule H₃⁺i na PO_4-.

Primjena

Ortofosforna se kiselina najviše koristi za proizvodnju svih vrsta fosfata, zatim za dekapiranje čelika, proizvodnju sredstava za zaštitu metala od hrđanja, za izradu zubnih plomba (ispunâ), u proizvodnju lijekova i drugo. Jedna je od malobrojnih neškodljivih, neotrovnih kiselina, zato služi i kao sredstvo za konzerviranje te za zakiseljivanje bezalkoholnih pića (na primjer Coca-Cole).

Fosfati

Podrobniji članak o temi: Fosfati

Fosfati su soli i esteri fosforne kiseline. U organskoj kemiji pod fosfatima (ili organofosfatima) se podrazumijeva ester fosforne kiseline. Fosfati su vrlo značajni u biokemiji. Anion PO₄³⁻ kao i njegovi kondenzati (polimeri) i organofosfati nazivaju se fosfati PO₄³⁻ a molarna masa iznosi 94,973 g.mola⁻¹. Fosfati se obično dobivaju iz raznih fosfornih minerala.

Nagrizanje metala

Podrobniji članak o temi: Nagrizanje (metal)

Nagrizanje (kadšto i bajcanje, dekapiranje ili luženje) je kemijsko-tehnološka operacija pri kojoj se metalni predmeti uranjaju u tekućine kako bi se očistili od oksidnih slojeva nastalih korozijom (hrđa) ili pri valjanju (okujina). Kao sredstva za nagrizanje metala upotrebljavaju se uglavnom solna i sumporna kiselina različitih koncentracija, zatim fosforna, fluorovodična i druge kiseline. Kako bi se spriječilo prekomjerno otapanje metalne površine, kupeljima za močenje dodaju se zaštitna sredstva (inhibitori).

Izvori

• Hrvatska enciklopedija, Broj 3 (Da-Fo), str. 700. Za izdavača: Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Zagreb 2000.g. ISBN 953-6036-33-9 .