Фосфорная кислота. 
Фосфаты

I. Общая характеристика.

Эмпирическая формула Н₃Р0₄, графическая (1), структурная (2). В формуле (2) показаны валентные углы и ион РОимеющий форму тетраэдра, и электронная формула (3):

Л/(Н₃Р0₄) = 98 г/моль.

Характеристику химической связи в молекулах фосфорной кислоты см. в 5.14.

II. Физические свойства.

Ортофосфорная кислота — твердое, прозрачное кристаллическое вещество, плавится при температуре 42,3 °С, смешивается с водой в любых отношениях. Товарная кислота содержит 15% воды и является сиропообразной жидкостью.

III. Химические свойства.

Фосфорная кислота диссоциирует. Она — электролит средней силы, диссоциирует преимущественно по первой ступени (уравнения диссоциации см. в 7.12).

Обладает всеми свойствами неокислительных кислот. Записывая ионные уравнения, нужно помнить особенности диссоциации этой кислоты, например:

(в данном случае записано уравнение реакции неполного обмена в избытке кислоты).

Фосфорная кислота образует два вида кислых солей (однозамещенные или дигидрофосфаты и двухзамешенные или гидрофосфаты) и средние соли. Кислые соли в большинстве своем растворимы, при этом большей растворимостью обладают дигидрофосфаты; среди средних солей растворимы только соли аммония и щелочных металлов.

Напишите уравнения реакций, характеризующие свойства фосфорной кислоты. В дополнение к ним следует помнить о взаимодействии аммиака с этой кислотой:

IV. Получение.

Фосфорную кислоту получают действием на фосфориты серной кислотой с последующим отделением нерастворимого сульфата от раствора кислоты:

Ее можно получать из фосфора по стехиометрической схеме:

а также при окислении фосфора азотной кислотой (так можно получитьН₃Р0₄в лаборатории):

Однако в лаборатории, как правило, используют товарную фосфорную кислоту.

V. Применение.

Ортофосфорную кислоту применяют для получения фосфорных удобрений; как катализатор реакции гидратации непредельных органических соединений; для приготовления фосфатирующих растворов, применяемых для фосфатирования поверхности металлов и как преобразователь ржавчины; как реактив в химической лаборатории. Эта кислота имеет большое значение в биохимических процессах (синтез АТФ, нуклеотидов, в процессах обмена углеводов и т. д.).

• ? Задания для самостоятельной работы
• 1. Назовите вещество, образующееся при растворении в воде (избыток) оксида фосфора (У).
• 2. Напишите схему ступенчатой диссоциации ортофосфорной кислоты двумя способами.
• 3. Поясните, почему ортофосфорную кислоту относят к кислотам средней силы.
• 4. Напишите уравнения (условно-молекулярные и краткие ионные) взаимодействия фосфорной кислоты с гидроксидом натрия в зависимости от соотношения кислоты и щелочи.
• 5. Приведите примеры, иллюстрирующие экологическую роль фосфорной кислоты.