I. AXIT PHOTPHORIC
1. Tính chất hóa học
- Axit photphoric khó bị khử (do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric), axit photphoric không có tính oxi hóa như HNO3.
- Axit photphoric có đầy đủ tính chất của một axit: làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.
- Axit photphoric là axit 3 nấc; có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li 3 nấc.
- Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:
\[{{H}_{3}}P{{O}_{4}}+NaOH\to Na{{H}_{2}}P{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O\]
\[{{H}_{3}}P{{O}_{4}}+2NaOH\to N{{a}_{2}}HP{{O}_{4}}+2{{H}_{2}}O\]
\[{{H}_{3}}P{{O}_{4}}+3NaOH\to N{{a}_{3}}P{{O}_{4}}+3{{H}_{2}}O\]
2. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm : \[P+5HN{{O}_{3}}\to {{H}_{3}}P{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O+5N{{O}_{2}}\]
b. Trong công nghiệp
Cách 1: Cho \[{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\] đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit:
\[C{{a}_{3}}{{\left( P{{O}_{4}} \right)}_{2}}+3{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to 3CaS{{O}_{4}}+2{{H}_{3}}P{{O}_{4}}\]
Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp.
Cách 2: Để điều chế \[{{H}_{3}}P{{O}_{4}}\] có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy P để được \[{{P}_{2}}{{O}_{5}}\] rồi cho \[{{P}_{2}}{{O}_{5}}\] tác dụng với nước :$P\xrightarrow{{{O}_{2}},\,\,{{t}^{o}}}{{P}_{2}}{{O}_{5}}\xrightarrow{{{H}_{2}}O}{{H}_{3}}P{{O}_{4}}$
II. MUỐI PHOTPHAT
Axit photphoric tạo ra 3 loại muối :
+ Muối đihidrophotphat: \[Na{{H}_{2}}P{{O}_{4}},Ca{{\left( {{H}_{2}}P{{O}_{4}} \right)}_{2}}\] , …
+ Muối hiđrophotphat: \[N{{a}_{2}}HP{{O}_{4}},CaHP{{O}_{4}}\] …
+ Muối photphat trung hòa: \[N{{a}_{3}}P{{O}_{4}},C{{a}_{3}}{{\left( P{{O}_{4}} \right)}_{2}}\] , …
1. Tính tan
Tất cả các muối đihiđrophotphat đều tan trong nước. Các muối hirophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước trừ muối natri, kali, amoni đều tan.
2. Nhận biết ion photphat : Thuốc thử là bạc nitrat.
\[3A{{g}^{+}}+P{{O}_{4}}^{3-}\to A{{g}_{3}}P{{O}_{4}}\] ↓ (màu vàng)
Muối tan trong nước là $ K{ H _ 2 }P{ O _ 4 } $
- Muối trung hòa và muối axit của kim loại natri, kali và amoni đều tan trong nước
- Với kim loại khác chỉ có muối đihiđrophotpho là tan được, ngoài ra đều không tan hoặc ít tan trong nước
$ A{ g _ 3 }{{(P{ O _ 4 })}_ 2 } $ tan trong $ HN{ O _ 3 } $
$ A{ g _ 3 }P{ O _ 4 }+3HN{ O _ 3 }\to 3AgN{ O _ 3 }+{ H _ 3 }P{ O _ 4 } $
Công thức phân tử của axit phophoric là $ { H _ 3 }P{ O _ 4 } $
Muối photphat có gốc $ {{({ P ^{+5}}O_ 4 ^{-2})}^{3-}} $ $\Rightarrow$ Số oxi hóa của P trong muối photphat là +5
- Muối trung hòa và axit của kim loại natri, kali và amoni đều tan trong nước
- Với kim loại khác chỉ có muối đihiđrophotpho là tan được, ngoài ra đều không tan hoặc ít tan trong nước
$\Rightarrow$ $ B{ a _ 3 }{{(P{ O _ 4 })}_ 2 } $ không tan trong nước
$ { H _ 3 }P{ O _ 4 }\rightleftarrows { H ^ + }+{ H _ 2 }PO_ 4 ^ - $
$ { H _ 2 }PO_ 4 ^ - \rightleftarrows { H ^ + }+HPO_ 4 ^{2-} $
$ HPO_ 4 ^{2-}\rightleftarrows { H ^ + }+PO_ 4 ^{3-} $
Vậy trong dung dịch axit photphoric còn 4 ion khác : $ { H ^ + },\,\,{ H _ 2 }PO_ 4 ^ - ,\,HPO_ 4 ^{2-},\,PO_ 4 ^{3-} $
$ {{\left( N{ H _ 4 } \right)}_ 3 }P{ O _ 4 } $ tác dụng với với dung dịch $ AgN{ O _ 3 } $
$ {{\left( N{ H _ 4 } \right)}_ 3 }P{ O _ 4 }+3AgN{ O _ 3 }\to 3N{ H _ 4 }N{ O _ 3 }+A{ g _ 3 }P{ O _ 4 }\downarrow $
Trong công nghiệp người ta điều chế $ { H _ 3 }P{ O _ 4 } $ bằng những hoá chất $ C{ a _ 3 }{{\left( P{ O _ 4 } \right)}_ 2 },{ H _ 2 }S{ O _ 4 } $ đặc.
$ C{ a _ 3 }{{(P{ O _ 4 })}_ 2 }+3{ H _ 2 }S{ O _{4\,(đặc)}}\xrightarrow{{ t ^ o }}2{ H _ 3 }P{ O _ 4 }+3C\text{aS}{ O _ 4 } $
Thành phần chính của quặng photphorit là $ C{ a _ 3 }{{(P{ O _ 4 })}_ 2 } $