인산 (H3PO4) 구조, 명칭, 특성, 용도

그 인산  화학식 (H)의 인의 옥소 산 (oxo acid of phosphorus) 인 화학식₃PO₄. 그것은 3 개의 산성 양성자가 인산 음이온에 연결되어있는 광물성 산 (PO₄^3-). 강산으로 간주되지는 않지만 부적절한 사용은 건강에 위험을 줄 수 있습니다..

그것은 두 가지 상태에서 발견 될 수 있습니다 : 두꺼운 사방 정자 형태의 고체 형태 또는 시럽 같은 모양의 결정질 액체. 그것의 가장 통상적 인 상업용 프리젠 테이션은 85 % w / w의 농도 및 1.685 g / cm의 밀도³. 이 농도는 농도의 손에서옵니다.

3 개의 OH 기는 산성 수소를 기증 할 책임이있다. 그 구조상에 존재하기 때문에, 여러 가지 수산화물과 반응하여 여러 가지 염을 유발할 수 있습니다.

수산화 나트륨의 경우, 그것은 3 가지를 형성 할 수있다 : 일 염기성 인산염 (NaH)₂PO₄), 인산이 수소 인산염 (Na₂HPO₄) 및 삼 염기성 인산 나트륨 (Na₃PO₄).

그러나 중화에 사용되는 염기 또는 염소에 매우 가까운 양이온에 따라 인산염의 다른 염을 형성 할 수 있습니다. 그들 중에는 인산 칼슘 (Ca₃(PO₄)₂), 인산 리튬 (Li₃PO₄), 인산 제 2 철 (FePO₄) 및 기타. 인산염 음이온의 다른 양성자 화 정도를 가진 각각.

한편, 인산은 Fe와 같은 2가 양이온을 "격리 할"수있다²⁺, Cu²⁺, 칼슘²⁺ 및 Mg²⁺. 승온에서 그것은 H 분자의 손실과 자체 반응 할 수있다₂또는, 이량 체, 트리 메소 및 인산 중합체를 형성.

이러한 유형의 반응은이 화합물이 인 및 산소 골격을 갖는 많은 수의 구조를 형성 할 수있게하며, 이로부터 폴리 인산염과 같은 광범위한 공지 된 염이 또한 수득 될 수있다..

발견에 관해서는 1694 년 Robert Boyle에 의해 합성되었고, P₂O₅ (5 산화 인). 그것은 비료로서의 기능이 가장 중요하다는 점에서보다 큰 유용성을 가진 무기산 중 하나입니다. 칼륨과 질소와 함께 인은 식물의 세 가지 주요 영양소입니다.

색인

• 1 화학 구조
  • 1.1 디 인산 (H4P2O7)
  • 1.2 폴리 인산
  • 1.3 고리 형 폴리 인산
• 2 명칭
  • 2.1 오르토
  • 2.2 피로
  • 2.3 목표
• 3 속성
  • 3.1 분자식
  • 3.2 분자량
  • 3.3 외관
  • 3.4 끓는점과 융점
  • 3.5 물 용해도
  • 3.6 밀도
  • 3.7 증기 밀도
  • 3.8 자동 점화
  • 3.9 점도
  • 3.10 산성도
  • 3.11 분해
  • 3.12 부식성
  • 3.13 중합
• 4 용도
  • 4.1 인산염 염 및 일반적인 용도
  • 4.2 산업
  • 4.3 치과 의사
  • 4.4 화장품
• 5 인산의 형성
• 6 가지 위험
• 7 참고

화학 구조

인산은 P = O 결합과 3 개의 P-OH로 구성되며, 후자는 용해 매질에서 방출 된 산 수소의 운반자이다. 중심에있는 인 원자와 함께, 산소는 일종의 분자 사면체.

이러한 방식으로, 인산은 사면체로서 시각화 될 수있다. 이 관점에서 사면체는 (H 단위당₃PO₄)는 수소 결합에 의해 서로 상호 작용한다; 즉, 그것들의 꼭짓점은 근사치입니다..

이러한 분자간 상호 작용은 인산이 두 가지 고체로 결정화되도록합니다 : 무수물과 반 수화물 (H₃PO₄· 1 / 2H₂O), 둘 다 monoclinic 결정 체계에. 그것의 무수 형태는 또한 공식으로 기술 될 수있다 : 3H₂O · P₂O₅, 삼수 화 된 5 산화 인과 동등한 것.

사면체는 공유 결합을 할 수 있지만,이 단위체는 탈수로 물 분자를 제거해야합니다. 이것은 H₃PO₄ 그 결과 가열에 의해 폴리 인산 (polyphosphoric acids, PA)이 생성되고,.

디 인산 (H₄P₂O₇)

가장 간단한 PA는 diphosphoric acid (H₄P₂O₇), 일컬어 pyrophosphoric 산. 그것의 형성의 화학 방정식은 다음과 같다 :

2H₃PO₄ <=> H₄P₂O₇ + H₂O

균형은 물의 양과 온도에 달려 있습니다. 그 구조는 무엇입니까? 이 절의 이미지에서, orthophosphoric acid와 pyrophosphoric acid의 구조가 좌상 구석에 그려져있다..

두 개의 단위는 한 분자의 물을 제거함으로써 공유 결합으로 결합되어 이들 사이에 P-O-P 산소 다리를 형성합니다. 현재 3 개의 산성 수소가 있지만 4 개 (4-OH 그룹)입니다. 이 때문에, H₄P₂O₇ 4 개의 이온화 상수 k_~.

폴리 인산

가열을 계속하면 탈수는 피로 인산으로 진행될 수 있습니다. 왜? 분자의 각 말단에는 물 분자로서 제거 될 수있는 OH 기가 있기 때문에 골격 P-O-P-O-P의 후속 성장을 촉진합니다.

이들 산의 예는 트리폴리 인산 및 테트라 폴리 인산 (둘 다 이미지에 예시 됨)이다. 사면체에 의해 형성된 일종의 사슬에서 P-O-P 뼈대가 어떻게 뻗어 나가는지 볼 수 있습니다.

이들 화합물은 화학식 HO (PO₂OH)_xH, HO는 탈수 될 수있는 좌단이다. PO₂OH는 결합 P = O 및 OH를 갖는 인 골격이며; x는 상기 사슬을 얻기 위해 필요한 인산의 단위 또는 분자이다.

이들 화합물이 염기로 완전히 중화되면, 소위 폴리 인산염이 유래한다. 어느 양이온을 둘러싸는 지에 따라 다양한 폴리 인산염을 형성합니다.

한편, 알콜 ROH와 반응하면, 그 골격의 수소는 알킬 치환체 R-로 대체된다. 따라서, 인산염 (또는 폴리 인산염) 에스테르가 발생한다 : RO (PO₂OR)_xA. 섹션의 이미지 구조 전체에서 H를 R로 대체하면됩니다..

고리 형 폴리 인산

P-O-P 사슬은 링 또는 인 사이클에서 폐쇄 될 수 있습니다. 이 유형의 화합물 중 가장 간단한 것은 trimetaphosphoric acid (이미지의 오른쪽 상단 구석)입니다. 따라서 PA는 선형, 주기적 일 수 있습니다. 또는 이들의 구조가 두 가지 유형 모두를 나타내는 경우,.

명명법

인산의 명명법은 IUPAC에 의해 지배되며 옥소 산의 삼급 염.

왜냐하면 H₃PO₄ P의 원자는 원자가 +5를 가지며, 가장 높은 값을 가지며, 그 산은 접두어 인-.

직교

그러나, 인산은 일반적으로 오르토 인산이라고도합니다. 왜? 왜냐하면 'ortho'라는 단어는 그리스어이고 '진실'을 의미하기 때문에; "진정한"또는 "보다 수화 된"형태의 결과.

인산 무수물이 과량의 물로 수화 될 때 (P₄O₁₀, 위 이미지의 형광체 "캡") H가 생성됩니다₃PO₄ (3H₂O · P₂O₅). 따라서, 오르토 프리픽스는 풍부한 물로 형성된 산에 할당됩니다.

피로

접두 pyro는 열을 가한 후에 발생한 모든 화합물을 말합니다. 왜냐하면 diphosphoric acid는 인산의 열 탈수로 발생하기 때문입니다. 따라서 피로 인산 (2H)₂O · P₂O₅).

목표

그리스어 단어 인 메타 접두사는 '이후'를 의미합니다. 이것은 수식이 분자를 제거한 물질,이 경우 물의 물질에 추가됩니다.

H₃PO₄ => HPO₃ + H₂O

이번에는 디 인산을 형성하기 위해 두 개의 인산 단위의 첨가가 일어나지 않고 메타 인산이 얻어진다 (이의 존재 증거가 없다)..

또한이 산은 H₂O · P₂O₅ (hemidrato와 유사하게, HPO₃ 2). 접두사 메타는주기적인 PA에 따라 완벽하게 나타납니다. 왜냐하면 트리 인산이 탈수되면 다른 단위 H를 추가하지 않기 때문입니다₃PO₄ 테트라 인산이되기 위해서는 반지를 형성해야한다..

그리고 이것은 다른 폴리 메타 인산과 관련이있다. 비록 IUPAC가 그들을 해당 PA의 순환 화합물로 부르기를 권고하고 있지만.

등록 정보

분자식

H₃PO₄

분자량

97,994 g / mol

외관

그것의 고체 형태로 그것은 사방 정계, 흡습성 및 투명한 결정을 나타낸다. 액체 형태에서 그것은 점성의 시럽 모양의 결정체이다..

상업적으로 그것은 85 % w / w의 농도로 수용액에서 달성된다. 이 모든 프리젠 테이션에는 악취가 없습니다..

끓는점과 융점

158º C (316º F ~ 760mmHg).

108ºF (42.2ºC).

물에 대한 용해도

548 g / 100 g의 H₂또는 20º C; 0.59 ℃에서 369.4 g / 100 ml; 446 g / 100m ~ 14.95º C.

밀도

1,892g / cm³ (고체); 1,841 g / cm³ (100 % 용액); 1,685 g / cm³ (85 % 용액); 1,334 g / cm³ 50 % 용액) 25 ° C.

증기 밀도

공기와 관련하여 3,4 (공기 = 1).

자동 점화

그것은 가연성이 아니다..

점도

3.86 mPoise (20º C에서 40 % 용액).

산성도

pH : 1.5 (0.1 N 수용액)

pKa : pKa1 = 2.148; pKa2 = 7,198 및 pKa3 = 12,319. 결과적으로, 수소 + 산은 첫 번째.

분해

가열하면 인 산화물을 방출한다. 온도가 213 ℃ 이상으로 상승하면 피로 인산 (H₄P₂O₇).

부식

철 금속 및 알루미늄에 부식성이 있음. 이들 금속과 반응 할 때, 수소 연료 가스는.

중합

아조 화합물, 에폭시 드 및 중합 성 화합물로 격렬하게 중합 함..

용도

인산염 및 일반 용도

-인은 식물의 주 영양소이기 때문에 비료로 사용되는 인산염의 정교를위한 기초 역할을합니다..

-그것은 중독의 치료에 사용되었습니다 상당한 양의 인산염이 필요하고 경증 산증의 생산.

-신장 결석의 형성을 피하기 위해 밍크 요로의 pH와 비용을 조절하는 데 사용됩니다.

-인산은 Na 염을 생성한다.₂HPO₄ 및 NaH₂PO₄ 6.8의 pKa를 갖는 pH 완충 시스템을 구성한다. 이 pH 조절 시스템은 인간 내에 존재하며, 세포 내 pH의 조절과 nephron의 말단 세뇨관 및 콜렉터에있는 수소 농도의 관리에 중요합니다..

-이 금속에 축적되는 산화철의 곰팡이를 제거하는 데 사용됩니다. 인산은 금속 표면에서 쉽게 제거 할 수있는 인산 철을 형성합니다. 그것은 또한 알루미늄의 전기 연마에 사용되며 알루미나 및 마그네시아와 같은 내화물 제품의 결합제입니다.

산업 분야

-인산은 나일론 및 가솔린 제조시 촉매제로 사용됩니다. 그것은 lithographic 조각에 탈수제로, 섬유 산업에서 사용하기 위해 염료의 제조, 고무 산업에서 라텍스의 응고 과정 및 과산화수소의 정화 과정에서 사용됩니다.

-산은 청량 음료의 첨가물로 사용되며, 따라서 그 맛에 기여합니다. 희석은 설탕 정제 과정에서 적용됩니다. 또한 햄, 젤라틴 및 항생제의 완충 시스템으로도 사용됩니다..

-아세틸렌 생산의 산성 촉매 작용에서 세제의 개발에 관여.

-그것은 가축 산업과 애완 동물을위한 균형 잡힌 사료에서 산미료로 사용됩니다. 제약 업계에서는 제형을 제제 제조에 사용합니다. 또한 아스팔트로 땅을 포장하고 균열을 수리하는 혼합물로 사용됩니다.

-인산은 알콜의 수화 반응에서 주로 에탄올을 생성하는 촉매 역할을합니다. 또한, 토양의 유기 탄소 측정에 사용됩니다.

치과

이것은 치과 지지대를 배치하기 전에 치과 표면을 깨끗하게하고 조절하기 위해 치과 의사가 사용합니다. 또한 치아 미백 및 치과 플라크의 제거에 사용됩니다. 또한 치과 용 접착제의 제조에 사용됩니다..

화장품

인산은 화장품 준비 및 피부 관리를 위해 pH를 조절하는 데 사용됩니다. 그것은 활성탄 생산을위한 화학적 산화제로 사용됩니다..

인산의 형성

-인산은 진한 황산으로 소화시켜 인회석 형 인산염 암으로부터 제조됩니다 :

칼슘₃(PO₄)₂    +       3 H₂그래서₄      +       6 H₂O => 2 H₃PO₄     +       3 (CaSO₄.2H₂O)

이 반응에서 얻어진 인산은 순도가 낮기 때문에 침전, 용매 추출, 결정화 및 이온 교환 기술을 포함하는 정제 공정을 거친다..

-인산은 오산화 인을 끓는 물에 용해 시켜서 만들 수 있습니다.

-공기와 수증기의 혼합물로 인을 가열하여 얻을 수도 있습니다.

P₄ (1) + 5O₂ (g) => P₄O₁₀ (들)

P₄O₁₀ (s) + H₂O (g) => 4H₃PO₄ (l)

위험

-실온에서 증기압이 낮기 때문에 산을 뿌리지 않으면 증기가 흡입 될 가능성은 거의 없습니다. 그렇다면 흡입 증상은 다음과 같습니다 : 기침, 인후통, 숨가쁨 및 수고스러운 호흡.

-문헌은 오랜 기간 인산 증기에 노출 된 선원의 경우를 인용합니다. 그는 전반적인 약화, 마른 기침, 가슴 통증 및 호흡기 질환을 앓 았습니다. 1 년의 노출 후, 반응성기도 기능 장애가 관찰되었다.

-인산과 피부 접촉은 발적, 통증, 수포 및 피부 화상을 유발할 수 있음..

-농도와 접촉 시간에 따라 산과 눈의 접촉은 부식성 조직 병변 또는 눈에 영구적 인 영구 손상을 일으킬 수 있습니다..

-산성 음식 섭취는 입과 목구멍에 화상을 입히고, 흉골을 넘어선 타는듯한 느낌, 복통, 구토, 충격 및 붕괴.

참고 문헌

1. 화학 왕립 학회. (2015). 인산. 찍은 것 : chemspider.com
2. 캐나다 직업 안전 보건 센터. (1999). 인산 - 건강에 대한 영향. 찍은 것 : ccsso.ca
3. Acidos.Info. (2018). 인산 (Phosphoric acid) "이 화합물의 다양한 용도". acidos.info
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5. 위키 백과. (2018). 인산 및 인산염. 출처 : en.wikipedia.org
6. 과학은 재미 있습니다. 인산에 대해 알아보십시오. [PDF] 찍은 것 : scifun.chem.wisc.edu