CẤU TẠO, TÍNH CHẤT, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT

A. AXXIT PHOPHORIC

 

I. Cấu tạo phân tử

 - Công thức phân tử : H₃PO₄

  - Công thức cấu tạo: 

 - Nhận xét: P có số oxi hóa + 5 và có hóa trị V.

 

II. Tính chất vật lí 

 - Tồn tại ở dạng lỏng siro, không màu, không mùi, dễ tan trong nước và rượu, không độc.

 

III. Tính chất hóa học 

 

1. Là axit trung bình

 

- Trong dung dịch H₃PO₄ phân li thuận nghịch theo 3 nấc:

H₃PO₄ ↔ H⁺ + H₂PO₄^-

H₂PO₄^- ↔ H⁺ + HPO₄^2-

HPO₄^2- ↔ H⁺ + PO₄^3-

* Lưu ý: Trong dung dịch H₃PO₄ chứa đồng thời các ion H⁺, H₂PO₄^-,  HPO₄^2-, PO₄^3- và H₃PO₄   

 

 - Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

 

 - Tác dụng với oxit bazơ → muối + H₂O                  

2H₃PO₄ + 3Na₂O → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

 

- Tác dụng với bazơ → muối + H₂O .

 

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO₄ + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

 

 

* Lưu ý: Tùy theo tỉ lệ phản ứng có thể tạo thành các muối khác nhau:

 Gọi nOH^-/ n H₃PO₄ = T thì 

  + T < hoặc = 1 → muối  H₂PO₄^-
  + T = 2 → HPO₄^2- 
  + 1 < T <2  → 2 muối: H₂PO₄^- và HPO₄^2- 

  + 2 < T <3  → 2 muối: HPO₄^2- và PO₄^3-
  +  T > hoặc = 3 → PO₄^3-

- Tác dụng với kim loại đứng trước H₂ → muối + H₂

2H₃PO₄ + 3Mg → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

 

- Tác dụng với muối → muối mới + axit mới  

                      

H₃PO₄ + 3AgNO₃ → 3HNO₃ + Ag₃PO₄

 

2. Tính oxi hóa - khử

 

     Trong H₃PO₄, P có mức oxi hóa +5 là mức oxi hóa cao nhất nhưng H₃PO₄ không có tính oxi hóa như HNO₃ vì nguyên tử P có bán kính lớn hơn so với bán kính của N → mật độ điện dương trên P nhỏ → khả năng nhận e kém.

 

3. Các phản ứng do tác dụng của nhiệt

 

2H₃PO₄ → H₄P₂O₇ + H₂O (200 – 250⁰C)

                          Axit điphotphoric

H₄P₂O₇ → 2HPO₃ + H₂O (400 – 500⁰C)

                       Axit metaphotphoric

* Lưu ý: Axit photphorơ H₃PO₃ là axit 2 lần axit.

 

IV. Điều chế

 

1. Trong phòng thí nghiệm       

          

P + 5HNO₃ đặc → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O (t⁰)

 

2. Trong công nghiệp:   

                       

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ đặc → 3CaSO₄ + 2H₃PO₄ (t⁰)

 

* Lưu ý: Để điều chế H₃PO₄ với độ tinh khiết cao ta dùng sơ đồ: P → P₂O₅ → H₃PO₄

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

 

 

B. MUỐI PHOTPHAT

 

 

I. Khái niệm

 

  - Muối phophat là muối của axit phophoric

 

 - Có 3 loại: muối photphat (PO₄^3-), muối hidrophotphat (HPO₄^2- ) và muối đihidrophophat (H₂PO₄^-).

 

II. Tính chất vật lí

 

 - Tất cả muối H₂PO₄^- đều tan; muối PO₄^3- và HPO₄^2- chỉ có muối của kim loại kiềm và amoni tan được.

 

 

III. Tính chất hóa học

 

 -  Muối photphat có đầy đủ các tính chất hóa học của muối.

 

 -  Các muối photphat của kim loại kiềm dễ bị thủy phân trong dung dịch tạo môi trường bazơ:

Na₃PO₄ → 3Na⁺ + PO₄^3-

PO₄^3- + H₂O → HPO₄^2- + OH^-

 

 -  Muối axit còn biểu hiện tính chất của axit.

NaH₂PO₄ + NaOH → Na₂HPO₄ + H₂O

 

 IV. Điều chế

 - Cho P₂O₅ hoặc H₃PO₄ tác dụng với dung dịch  kiềm.

 

 - Dùng phản ứng trao đổi ion.

 

IV. Nhận biết ion photphat

 

 

- Tạo kết tủa vàng với dung dịch AgNO₃.

      3Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄

 Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng