外观:纯净的磷酸是无色晶体,但在市售中,磷酸试剂通常是粘稠的、不挥发的浓溶液,其含量一般在83-98%之间。
熔点与沸点:无水磷酸的熔点为42.3℃,沸点为261℃(无水物)。而市售的85%磷酸溶液的沸点约为158℃。
溶解性:磷酸易溶于水,并且与水可以无限比例混溶,但在脱水-水合的平衡反应中,当含水量低于5%时,会逐渐开始脱水生成焦磷酸。
密度:液态磷酸的密度约为1.874g/mL。
酸性:磷酸是一种中强酸,其酸性比盐酸、硫酸、硝酸弱,但比醋酸、硼酸等强。它是三元酸,分三步电离,不易挥发,不易分解,几乎没有氧化性。
反应:磷酸能与碱反应生成相应的磷酸盐,如与NaOH反应生成NaH₂PO₄、Na₂HPO₄和Na₃PO₄。此外,磷酸还能与某些盐反应,如与NaBr反应生成NaH₂PO₄和HBr。
脱水反应:磷酸在加热时会失水,首先生成焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。
磷酸在工业上有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:
磷酸盐工业:磷酸是制造磷酸盐的重要原料,如磷酸一铵、磷酸二铵等肥料。
电镀与抛光:在电镀和抛光工业中,磷酸可用作表面处理剂,提高金属制品的光洁度和耐腐蚀性。
制糖工业:磷酸在糖的精制过程中也发挥着重要作用,有助于去除杂质和提高糖的品质。
食品工业:磷酸可用作食品饮料中的澄清剂、酸味剂和酵母的营养剂,同时也是制备食品级磷酸盐的重要原料。
其他工业:磷酸还可用于制药、牙科和矫形外科、EDIC腐蚀剂、电解质、助焊剂、分散剂、工业腐蚀剂以及家居清洁产品等领域。
磷酸蒸气或雾对眼、鼻、喉有刺激性,口服液体可引起恶心、呕吐、腹痛、血便或休克。皮肤或眼接触可致灼伤。长期反复皮肤接触,可引起皮肤刺激。因此,在使用磷酸时,必须严格遵守安全操作规程,做好个人防护和应急处理措施。
磷酸的工业制法主要有以下几种:
硫酸分解法:利用浓硫酸与磷灰石反应制取磷酸,过滤去除硫酸钙沉淀后得到磷酸溶液。
湿法生产:通过处理磷矿等原料,经过一系列化学反应和分离纯化过程得到磷酸。
热法生产:在高温条件下,通过化学反应直接生成磷酸。
总之,磷酸作为一种重要的无机酸,在多个领域都发挥着不可替代的作用。随着科技的进步和工业的发展,磷酸的制备方法和应用领域也将不断拓展和完善。