Axit photphoric (H3PO4) là gì? Cấu tạo phân tử, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế

Bạn đang xem: Axit photphoric (H3PO4) là gì? Cấu tạo phân tử, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế tại lasting.edu.vn

Axit photphoric (H3P04) là hóa chất độc hại đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành sản xuất, đặc biệt là sản xuất phân bón và thuốc bảo vệ thực vật. Bạn biết gì về hóa chất này? Hãy cùng Monkey tìm hiểu những thông tin quan trọng về axit photphoric trong bài viết dưới đây nhé!

Định nghĩa axit photphoric là gì?

Định nghĩa: Axit photphoric còn được gọi với các tên khác như: axit trihiđroxit, axit photphoric, axit orthophotphoric.

Công thức hóa học: H3PO4.

Cấu tạo phân tử: Axit photphoric có 3 giai đoạn phân ly. Cấu trúc phân tử của axit này bao gồm 3 phân tử hydro liên kết với một phân tử PO4.

Tính chất vật lý của axit photphoric

Axit photphoric là chất kết tinh trong suốt, tồn tại ở hai dạng: chất rắn kết tinh không màu (tan vô hạn trong nước hoặc rượu có cấu trúc tứ diện đều) và chất lỏng trong suốt (không màu, có vị chua). Thông thường, axit photphoric được sử dụng dưới dạng dung dịch đặc, nhớt, không màu ở nồng độ 85%.

Axit photphoric ưa nước, dễ tan, tan vô hạn trong nước theo bất kỳ tỉ lệ nào.

Nhiệt độ nóng chảy: 42.5 độ C
Nhiệt độ phân hủy: 213 độ C.
Mật độ: 1,87 g/cm3

Tính chất hóa học của axit photphoric

Dưới đây là những tính chất hóa học tiêu biểu của axit photphoric mà các em cần nhớ.

Phân ly thuận nghịch 3 bước trong dung dịch

Axit photphoric là một axit ba có độ bền trung bình. Trong dung dịch nước, H3PO4 sẽ phân ly thuận nghịch theo 3 bước như sau:

Bước 1: H3PO4 H+ + H2PO4- (Phân ly chính)
Bước 2: H2PO4- H+ + HPO4(2-) (Kém phân ly)
Bước 3: HPO4(2-) H+ + PO4(3-) (Phân ly rất yếu)

Như vậy trong dung dịch axit photphoric có các ion H+, H2PO4-, HPO4(2-), PO4(3-) và các phân tử H3PO4 không phân ly.

Axit photphoric có tất cả các tính chất của một axit

Axit photphoric có tất cả các tính chất hoá học của axit, gồm:

Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
Phản ứng với oxit bazơ, sản phẩm là muối và nước:

2H3PO4 + 3Na2O → 2Na3PO4 + 3H2O

Phản ứng với bazơ tạo ra muối và nước (sản phẩm của các muối thay đổi tùy theo tốc độ phản ứng, chẳng hạn như muối axit, muối trung hòa hoặc hỗn hợp các muối đó).

Ví dụ:

KOH + H3PO4 → KH2PO4 + H2O

2KOH + H3PO4 → K2HPO4 + 2H2O

3KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3H2O

Ví dụ: 2H3PO4 + 3Mg → Mg3(PO4)2 + 3H2

Ví dụ: H3PO4 + 3AgNO3 → 3HNO3 + Ag3PO4

2H3PO4 → H4P2O7 + H2O (nhiệt độ từ 200 đến 250 độ C)

H4P2O7 → 2HPO3 + H2O (nhiệt độ từ 400 đến 500 độ C)

Cách điều chế axit photphoric?

Với những ứng dụng quan trọng trong công nghiệp sản xuất, axit photphoric được điều chế như thế nào? Tìm hiểu cách điều chế axit này trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp với Monkey.

Điều chế axit photphoric trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, axit photphoric được điều chế bằng cách dùng axit nitric đặc HNO3 để oxi hóa photpho ở nhiệt độ cao:

P + 5HNO3 (rắn) → H3PO4 + 5NO2 + H2O (nhiệt độ)

Sản xuất công nghiệp axit photphoric

Trong công nghiệp, axit photphoric được sản xuất theo hai phương pháp: phương pháp khô và phương pháp ướt.

Dưới đây là cách sử dụng axit sunfuric đậm đặc trên quặng phốt phát hoặc apatit:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 (nồng độ) → 3CaSO4 (kết tủa) + 2H3PO4 (nhiệt độ)

H3PO4 hình thành sau đó được tách ra khỏi kết tủa bằng cách lọc và cô đặc. Tuy nhiên, axit H3PO4 thu được bằng phương pháp này không tinh khiết. Để thu được axit tinh khiết có nồng độ cao hơn người ta thường dùng phương pháp khô.

Người ta đốt cháy photpho để tạo thành photpho pentaoxit P2O5, sau đó cho P2O5 tiếp tục phản ứng với nước, sản phẩm thu được là H3PO4 tinh khiết.

P → P2O5 → H3PO4

4P + 5O2 → 2P2O5 (nhiệt độ)

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Xem thêm:

Những ứng dụng nổi bật của axit photphoric

Sau khi tìm hiểu cấu tạo, tính chất lý hóa và phương pháp điều chế axit photphoric, trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu những ứng dụng nổi bật của H3PO4 trong thực tế.

Ứng dụng của axit photphoric trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp, một lượng lớn axit photphoric được sử dụng để sản xuất phân bón. H3PO4 đậm đặc có thể chứa tới 70%-75% P2O5 – nguyên liệu cực kỳ quan trọng trong điều chế muối photphat, sản xuất phân lân, hợp chất photpho (trong thuốc trừ sâu), thức ăn gia súc, v.v.

Ứng dụng của axit photphoric trong công nghiệp

Axit photphoric có đóng góp quan trọng trong công nghiệp với các ứng dụng tiêu biểu như:

Chất phụ gia: Axit photphoric là chất phụ gia trong các loại nước giải khát, mứt, thạch, phomai… Ngoài ra, nó còn có tác dụng tạo mùi thơm, tăng thêm độ ngọt, đậm đà cho thực phẩm. bằng cách kết hợp với Hfcs (xử lý bằng enzym).
Chất chống ăn mòn: Nó cũng là chất tẩm gỗ chống cháy và chất chống ăn mòn kim loại. Axit photphoric là nguyên liệu để sản xuất thủy tinh, gạch men, xử lý nước, công nghiệp xi mạ, sản xuất chất tẩy rửa, v.v.
Chất bảo quản: H3PO4 có khả năng làm chậm sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc trong công thức đường nên được dùng làm chất bảo quản.
Sản xuất các sản phẩm từ sữa: Axit photphoric cũng được sử dụng để sản xuất các sản phẩm từ sữa. Các muối của axit này có khả năng thay đổi độ đạm và pH để nâng cao chất lượng sản phẩm. Sữa, bơ và pho mát… là những ví dụ điển hình về các sản phẩm từ sữa có chứa axit photphoric.
Dược phẩm: Đồng thời H3PO4 cũng được sử dụng trong dược phẩm.

Thận trọng khi sử dụng axit photphoric

Axit photphoric được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nông nghiệp. Tuy nhiên, chúng ta cần khẳng định lại: Axit photphoric là một loại axit độc hại, gây ra nhiều hậu quả nguy hiểm cho sức khỏe nếu sử dụng không đúng cách.

Axit photphoric rất dễ bay hơi. Bỏng mắt, bỏng giác mạc, suy hô hấp, cháy nổ, kích ứng nguy hiểm… là những triệu chứng nguy hiểm khi chúng ta tiếp xúc trực tiếp với H3PO4 qua da. Vì vậy, trong quá trình sử dụng axit photphoric, bạn cần trang bị đầy đủ các thiết bị bảo hộ an toàn và kiến thức về cách sử dụng loại axit này.
H3PO4 là chất có nhiều trong nước giải khát, nó cũng là một trong những nguy cơ gây loãng xương. Vì vậy, bạn nên hạn chế tối đa việc uống các loại nước ngọt đóng chai có chứa loại axit này.
H3PO4 có khả năng phản ứng ở nhiệt độ cao và rất dễ cháy. Vì vậy, khi sử dụng loại axit này, bạn cần đậy nắp lọ cẩn thận và bảo quản nơi khô ráo, tránh ánh nắng mặt trời.
Bên cạnh đó, H3PO4 được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm khác nhau, lượng phốt pho trong những thực phẩm này có thể làm tăng nguy cơ sỏi thận, tiết niệu,… Vì vậy, hãy đọc kỹ thành phần. khẩu phần thức ăn nhanh và hạn chế sử dụng chúng. Đây là một trong những nguy cơ tiềm ẩn có thể gây hại cho sức khỏe của bạn.

Bài tập axit photphoric SGK Hóa học 11 có lời giải chi tiết

Để nắm chắc kiến thức về axit photphoric, các em cùng Khỉ vận dụng những lý thuyết đã học ở trên để giải các bài tập cơ bản về axit photphoric SGK Hóa học 11 dưới đây.

Giải bài 1 trang 53 SGK Hóa học 11

Viết các phương trình hóa học ở dạng phân tử và ion của phản ứng giữa axit photphoric với lượng dư:

Một. Cái túi ; b. Ca(OH)2 ; c. K2CO3

Trả lời:

Chất dư, muối tạo thành là muối trung hòa:

Một. 2H3PO4 + 3BaO → Ba3(PO4)2 + 3H2O

Phương trình phân tử giống phương trình ion thu gọn

b. 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6H2O

2H3PO4 + 3Ca2+ + 6OH- → Ca3(PO4)2 + 6H2O

c. 2H3PO4 + 3K2CO3 → 2K3PO4 + 3H2O + 3CO2↑

2H3PO4 + 3CO32- → 2PO43- + 3H2O + CO2↑

Giải bài 2 SGK Hóa 11 trang 53

Nêu những điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hóa học giữa axit nitric và axit photphoric. Đưa ra các phản ứng hóa học để minh họa?

Trả lời:

Tính chất chung: Đều có tính axit

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O

2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑

2H3PO4 + 3Na2SO3 → 2Na3PO4 + 3H2O + 3SO2↑

tài sản khác nhau:

Giải bài 3 SGK trang 54 Hóa học 11

Tổng phương trình phân li của H3PO4 trong dung dịch là:

H3PO4 3H+ + PO43-

Khi cho HCl vào dung dịch:

A. Các cân bằng trên chuyển dịch sang phải.

B. Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nghịch.

C. Cân bằng trên không bị dịch chuyển.

D. tăng nồng độ PO43-.

Đáp án: Đáp án B.

Thêm HCl làm tăng nồng độ H+ trong dung dịch. Theo nguyên tắc chuyển dịch cân bằng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ H+

⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

Giải bài 4 trang 54 SGK Hóa học 11

a) Lập các phương trình hóa học sau:

Một. H3PO4 + K2HPO4 →

1 nốt ruồi 1mol

b. H3PO4 + NaOH →

1 nốt ruồi 1mol

c. H3PO4 + Ca(OH)2 →

2mol 1mol

đ. H3PO4 + Ca(OH)2 →

2mol 3mol

Trả lời:

Một. H3PO4 + K2HPO4 → 2KH2PO4

1 nốt ruồi 1mol

b. H3PO4 + Ca(OH)2 → CaHPO4 + 2H2O

1 nốt ruồi 1mol

c. 2H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O

2mol 1mol

đ. 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6H2O

2mol 3mol

Axit photphoric là một trong những bài học quan trọng trong chương trình Hóa học THPT. Hi vọng bài viết này sẽ giúp các bạn nắm vững những kiến thức cơ bản nhất về H3PO4. Đừng quên áp dụng vào giải bài tập thực hành Hóa học để thành thạo bài học này nhé. Khỉ chúc bạn đạt kết quả tốt trong học tập!

Bạn thấy bài viết Axit photphoric (H3PO4) là gì? Cấu tạo phân tử, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Axit photphoric (H3PO4) là gì? Cấu tạo phân tử, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế bên dưới để lasting.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: lasting.edu.vn

Nhớ để nguồn bài viết này: Axit photphoric (H3PO4) là gì? Cấu tạo phân tử, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế của website lasting.edu.vn