濟南金隅化工有限公司

磷酸（H₃PO₄）在常溫下為無色透明的固體晶體，熔點為42 °C。當溫度超過熔點時，它會變?yōu)闊o色透明的黏稠液體。在工業(yè)和實驗室中，磷酸常以85%的水溶液形式存在，這種溶液為無色、無味、非揮發(fā)性的黏稠液體，是一種重要的化學試劑。一種中等強度的三元酸，磷酸能夠逐步釋放三個質(zhì)子，分別形成 H₂PO₄⁻、HPO₄²⁻ 和 PO₄³⁻ 三種不同的質(zhì)子化形式。這種特性使其在化學反應中具有顯著的多樣性。

磷酸在工業(yè)中具有廣泛用途，是生產(chǎn)肥料、洗滌劑和食品添加劑等產(chǎn)品的重要原料。此外，磷酸在自然界和生物體內(nèi)發(fā)揮著關鍵作用，尤其是在細胞能量轉(zhuǎn)換（如ATP的生成與利用）和骨骼形成中。此外，磷酸鹽的緩沖性質(zhì)使其在實驗室研究和藥品制備中成為不可或缺的物質(zhì)，廣泛用于維持溶液的pH穩(wěn)定。這種特性為科學研究和醫(yī)療應用提供了重要支持。

物理性質(zhì)

比電導

常溫下（25 ℃），H3PO4溶液濃度為45%~47%時比電導最大。 [2]

磷酸與水可以無限比例混溶，但同時與水發(fā)生脫水-水合的平衡反應。當含水量低于5%時，逐漸開始脫水生成焦磷酸。 [6]

結(jié)晶點

磷酸結(jié)晶點與含水量有關。無水磷酸結(jié)晶點為42 ℃，62.5%磷酸/37.5%水的混合體系達到低共熔點，結(jié)晶點為-85 ℃。 [6]

市售磷酸通常質(zhì)量分數(shù)85%，其結(jié)晶點（冰點）為21 ℃，當?shù)陀诖藴囟葧r會析出半水物結(jié)（冰）晶。當然，通常磷酸在10 ℃以上甚至更低溫度下也不結(jié)（冰）晶，這是由于磷酸具有過冷的特性，也就是實際上市售的磷酸在低于21 ℃時會偏離其結(jié)（冰）晶點，不會立即結(jié)（冰）晶的現(xiàn)象存在。但這樣的低溫只要維持一段時間，在靜止的狀態(tài)下，磷酸很容易產(chǎn)生結(jié)（冰）晶。

磷酸結(jié)晶就像其他液體結(jié)晶一樣屬于物理變化而非化學變化。其化學性質(zhì)不會因結(jié)晶而改變，也即磷酸的性質(zhì)是不會因結(jié)晶而受影響的，只要給予溫度熔化或加熱水稀釋溶化，仍可以正常使用。

沸點

市售磷酸是含水的混合物，其沸點與含水量有關，含水量越低則沸點越高。質(zhì)量分數(shù)85%的磷酸沸點為158 ℃。無水磷酸沸點為261 ℃，此時發(fā)生脫水反應生成沸點更高的焦磷酸。 [6]

化學性質(zhì)

酸性

磷酸是三元弱酸（一說是中強酸） [8-9]，分三步電離，意味著它可以分三步逐步釋放三個質(zhì)子（H⁺），對應形成三種陰離子（H₂PO₄⁻、HPO₄²⁻ 和 PO₄³⁻）。每一步解離對應一個酸解離常數(shù)（Ka）和相應的 pKa 值 [3]：

pKa1：2.12

pKa2：7.20

pKa3：12.36

化學反應

（1）濃磷酸可以和氯化鈉共熱生成氯化氫氣體（與碘化鉀、溴化鈉等也有類似反應），屬于高沸點酸制低沸點酸：

（2）磷酸根離子具有很強的配合能力，能與許多金屬離子生成可溶性的配合物。如Fe3+與PO43-可以生成無色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-，利用這一性質(zhì)，分析化學上常用PO43-掩蔽Fe3+離子，濃磷酸能溶解鎢、鋯、硅、硅化鐵等，并與他們形成配合物。

（3）磷酸受強熱時脫水，依次生成多聚磷酸，焦磷酸、三磷酸和多聚偏磷酸。三磷酸是鏈狀結(jié)構(gòu)，多聚的偏磷酸是環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

（4）濃熱的磷酸能腐蝕二氧化硅，生成雜多酸。濃熱磷酸還能分解絕大部分礦物，如鉻鐵礦、金紅石、鈦鐵礦等。

磷酸鹽

磷酸鹽有三類：正鹽（含

），酸式鹽磷酸一氫鹽（含

）和磷酸二氫鹽（含

）。

三類鹽之間的關系為：

（1）溶解性

正鹽和一氫鹽：除鉀、鈉、銨等少數(shù)鹽外，其余都難溶于水，但能溶于強酸。

二氫鹽：都易溶于水。

（2）相互轉(zhuǎn)化

向磷酸中滴加堿液，隨著堿液的增多，先后生成磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽、磷酸鹽。

向磷酸鹽溶液中滴加強酸，隨著酸的增多，先后生成磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽、磷酸。

（3）離子共存的問題

①

、

與

不能共存。

②

、

與

不能共存。

③

與

不能共存（化合生成

）。

④

與

可共存，

和

可共存。

（4）檢驗

磷酸鹽與過量鉬酸銨在濃硝酸溶液中反應有淡黃色磷鉬酸銨晶體析出，這是鑒定磷酸根離子的特征反應：

應用領域

播報

農(nóng)業(yè)：磷酸是生產(chǎn)重要磷肥（如過磷酸鈣、磷酸二氫鉀等）的關鍵原料。具體來說，過磷酸鈣的生產(chǎn)過程中，磷酸與石灰反應，產(chǎn)生磷酸鈣，這些化合物是農(nóng)業(yè)中常用的磷肥。此外，磷酸二氫鉀是另一種常見的磷肥，生產(chǎn)過程中磷酸與氫氧化鉀反應，生成磷酸二氫鉀，廣泛用于提高作物的生長和提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。磷酸在農(nóng)業(yè)中的應用不僅限于肥料，它也是生產(chǎn)飼料營養(yǎng)劑（如磷酸二氫鈣）的重要原料，增強動物的骨骼生長和繁殖能力。

工業(yè)：磷酸是一種重要的化工原料，主要作用如下：

1、金屬處理：處理金屬表面，在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜，以保護金屬免受腐蝕。

2、化學拋光：和硝酸混合作為化學拋光劑，用以提高金屬表面的光潔度。

3、化工原料：磷酸作為化工原料，在生產(chǎn)洗滌用品、殺蟲劑（如磷酸酯）和含磷阻燃劑方面起著重要作用。

食品：磷酸是食品添加劑之一，在食品中作為酸味劑、酵母營養(yǎng)劑，可樂中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑，可作為營養(yǎng)增強劑。食品級磷酸用于酸化各種可樂和果醬等食品和飲料，提供濃郁或酸味。磷酸也用作防腐劑。含有磷酸的軟飲料，包括可口可樂，有時被稱為磷酸鹽蘇打水或磷酸鹽。軟飲料中的磷酸有可能導致牙齒腐蝕。磷酸也有可能導致腎結(jié)石的形成，尤其是那些以前患有腎結(jié)石的人 [10]。

醫(yī)學：磷酸在制藥行業(yè)中有重要應用。它被用于制備含磷藥物，如甘油磷酸鈉等，廣泛用于維持體內(nèi)的電解質(zhì)平衡，并作為多種藥物的基礎成分，具有改善新陳代謝和支持神經(jīng)系統(tǒng)功能的作用。