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磷酸和偏磷酸有什么区别

钜大LARGE  |  点击量:13301次  |  2018年06月01日  

    正磷酸是磷酸的一种,区别在于结构不同。正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的,3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键,另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-pπ键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多,组成的分子轨道不是很有效的,所以P—O键从数目上来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。


  H3PO2,次磷酸,其中磷的氧化数为正一;


  H3PO3,亚磷酸,其中磷的氧化数为正三;


  H3PO4,正磷酸其中磷的氧化数为正五。在正磷酸分子中只有一个磷-氧键叫三重键,又叫配位键,另外有三个磷-氧共价单键与氢直接相连,即有三个羟基;


  亚磷酸分子中有一个与磷原子直接共用电子对的氢原子,一个磷-氧配位键,一个P-O-H键;


  而次磷酸分子中有两个与磷原子直接共用电子对的氢原子,一个磷-氧配位键,两个P-O-H键;


  根据离域理论,一个P-O配位键对一个羟基,一个磷-氧配位键对两个羟基,一个磷-氧配位键对三个羟基,那么酸性强弱是次磷酸>亚磷酸>磷酸。也就是说羟基中氢原子的电离程度是次磷酸强于亚磷酸强于磷酸。


  磷酸基团一般是出现在生物中的,一般是指磷酸酰基,即磷酸脱去一个羟基的结构,也可以是脱去两个羟基的磷酸基团,这类结构在很多细胞活性物质都有,比如ATP、核苷酸等。


  磷酸就是指无机物磷酸。在生物中是指游离磷酸。


  膦酸,


  是磷酸(HO)3PO分子中一个或两个羟基为烷基或芳基置换的化合物。


  纯净的磷酸是无色晶体,熔点42.3摄氏度,高沸点酸,易溶于水。磷酸市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液,磷酸含量83-98%。


  磷酸


  磷酸或正磷酸,化学式H3PO4,分子量为97.9724,是一种常见的无机酸,是中强酸。由十氧化四磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业,也可用作化学试剂。


  物理性质


  熔点:42℃


  沸点:261℃(分解,磷酸受热逐渐脱水,因此没有自身的沸点)


  P2O5和冷水生成偏磷酸,热水是磷酸.磷酸与AgNO3产生黄色沉淀,偏磷酸产生白色沉淀。但只有偏磷酸能使蛋白水溶液凝聚产生白色沉淀。


  最关键的一点:磷酸无毒而偏磷酸剧毒。


  正磷酸与AgNO3产生黄色沉淀,偏磷酸产生白色沉淀。但只有偏磷酸能使蛋白水溶液凝聚产生白色沉淀。


  磷酸或正磷酸,化学式H3PO4,分子量为97.994,是一种常见的无机酸,是中强酸。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业,包括作为防锈剂,食品添加剂,牙科和矫形外科,EDIC腐蚀剂,电解质,助焊剂,分散剂,工业腐蚀剂,肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂,磷酸盐是所有生命形式的营养。


  继德国商人波兰特发现磷、德国化学家孔克尔制出磷后,英国化学家波义耳也独立制出了磷,他也是最早研究磷性质及化合物的化学家,他在1682年发表的论文《一种观察到的冷光的新实验》中写到“磷在燃烧后生成白烟,白烟与水作用后生成的溶液具有酸性。”其中的白烟正是磷酸酐(五氧化二磷),而与水作用生成的溶液即为磷酸,然而他并未对磷酸进行进一步的研究。


  研究磷酸最早的化学家是法国化学家拉瓦锡。1772年,他做这样的实验:将磷放在以汞密封的钟罩里使其燃烧。实验结果而得出这样的结论:一定量的磷能燃烧于某容量的空气中;磷燃烧时生成无水磷的白色粉片,如细雪一般;燃烧后瓶中的空气约剩原来容量的80%;磷燃烧后较燃烧前约重2.5倍;白色粉片溶于水即成磷酸。拉瓦锡还证明磷酸可用浓硝酸和磷反应制得。


  大约过了一百多年,德国化学家李比希做了许多农业化学的实验,揭开磷和磷酸对植物生命的价值。1840年李比希著的《有机化学在农业和生理学上的作用》中,科学地论证了土壤的肥力问题,并指出磷对植物的作用。同时,他还进一步探究了磷酸及磷酸盐作为肥料的应用,从此磷酸的生产进入大规模化时代。


  正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的,3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键,另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-pπ键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多,组成的分子轨道不是很有效的,所以P—O键从数目上来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。纯H3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在,这可能是磷酸浓溶液之所以粘稠的原因。


  熔点:42℃


  沸点:261℃(分解,磷酸受热逐渐脱水,因此没有自身的沸点)


  市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠状浓溶液。从浓溶液中结晶,则形成半水合物2H3PO4·H2O(熔点302.3K)。


  结(冰)晶点:


  磷酸属于中强酸,其结晶点(冰点)为21℃,当低于此温度时会析出半水物结(冰)晶。当然,通常磷酸在10℃以上甚至更低温度下也不结(冰)晶,这是由于磷酸具有过冷的特性,也就是实际上市售的磷酸在低于21℃时会偏离其结(冰)晶点,不会立即结(冰)晶的现象存在。但这样的低温只要维持一段时间,在静止的状态下,磷酸很容易产生结(冰)晶。


  磷酸结晶就像其他液体结晶一样属于物理变化而非化学变化。其化学性质不会因结晶而改变,也即磷酸的质量是不会因结晶而受影响的,只要给予温度熔化或加热水稀释溶化,仍可以正常使用。


  结晶特性:磷酸浓度高、纯度高,结晶性高。根据经验,当气温在4摄氏度上下,浓度大于85%时,其结晶性增大,若不慎混入结(冰)晶磷酸,会造成原本没有结(冰)晶的磷酸立即感染而结(冰)晶,而且磷酸结(冰)晶异常迅速,直致磷酸储存容器大部结(冰)晶。磷酸结(冰)晶后,上部磷酸边稀,下部沉积针状结(冰)晶体纯磷酸。根据经验,75%磷酸在较低(4℃附近)的温度下也较难结(冰)晶,因此在较低的气温条件下,建议使用75%磷酸比较妥当。


  磷酸结(冰)晶好比水结冰,是其本身的物理性能,固有属性,不能改变,只有妥善保存处理才能防止结(冰)晶。


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