Ácido fosfórico

Identificación
Ácido fosfórico


Estructura del ácido fosfórico.
Nombre IUPAC	ácido ortofosfórico
Sinónimos	hidrogenofosfato de ácido fosfórico
N o CAS	7664-38-2
N o ECHA	100.028.758
N o CE	231-633-2
PubChem	1004
N o E	E338
FEMA	2900
Sonrisas	OP (= O) (O) O PubChem , vista 3D
InChI	InChI: vista 3D InChI = 1S / H3O4P / c1-5 (2,3) 4 / h (H3,1,2,3,4) InChIKey: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N
Apariencia	Líquido viscoso blanco sólido o incoloro ( T > 42 ° C )
Propiedades químicas
Fórmula bruta	H 3 O 4 PH 3 PO 4
Masa molar	97,9952 ± 0,0014 g / mol H 3,09%, O 65,31%, P 31,61%,
pKa	( 25 ° C ) p K a1 = 2,148; 7,198; 12.319
Propiedades físicas
T ° fusión	42,35 ° C
T ° hirviendo	Se descompone por debajo del punto de ebullición a 213 ° C
Solubilidad	Suelo. en alcohol, suelo. en 8 vol. de una mezcla de éter: alcohol 3: 1, muy tierra. en agua caliente, 548 g sol. en 100 cm 3 de agua fría
Densidad	1.834 g cm −3 a 18 ° C
Presión de vapor saturante	a 20 ° C : 4 Pa
Viscosidad dinámica	3,86 mPa s (solución al 40%, 20 ° C )
Precauciones
SGH
Peligro H314, H314 : Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves.
WHMIS
MI, E : Material corrosivo Transporte de mercancías peligrosas: clase 8 Divulgación al 1,0% según la lista de divulgación de ingredientes
NFPA 704
0 3 0
Inhalación	Sensacion de quemarse. Tos. Dificultad para respirar. Dolor de garganta.
Piel	Enrojecimiento. Dolor. Quemaduras en la piel. Bombillas
Ojos	Dolor. Enrojecimiento. Graves quemaduras profundas.
Ingestión	Dolores abdominales. Sensacion de quemarse. Choque o colapso.
Compuestos relacionados
Otros compuestos	Ácido hipofosforoso , ácido fosforoso , ácido pirofosfórico

Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El ácido fosfórico es un compuesto químico de fórmula H 3 PO 4. Es un oxoácido trifuncional ( triácido ) importante en química inorgánica y fundamental en bioquímica . Es un ácido mineral obtenido al tratar la roca fosfórica o al quemar fósforo .

A temperatura ambiente, el ácido fosfórico es un 1,83 densidad cristalino sólido que funde a 42,35 ° C . Constituye la materia prima básica para la producción de fosfatos (o sales de fosfato).

A través de la escoria de yeso fosforado, la producción de ácido fosfórico es una fuente de una acumulación significativa de residuos radiactivos de baja actividad y "tecnológicamente TENORM".

Química

Es un triácido mineral capaz de ceder tres protones formando sucesivamente tres bases conjugadas: el ion dihidrogenofosfato H 2 PO 4 -, el ion fosfato de hidrógeno HPO 4 2-y el ion fosfato PO 4 3-, con las siguientes constantes de equilibrio (a 25 ° C ):

H 3 PO 4 (s) + H 2 O (l) H 2 PO 4 - (aq) + H 3 O + (aq) $\ rightleftharpoons$ ,	K a1 = 7,13 × 10 −3 ,	p K a1 = 2,15.
H 2 PO 4 - (ac) + H 2 O (l) HPO 4 2− (ac) + H 3 O + (ac) $\ rightleftharpoons$ ,	K a2 = 6,38 × 10 −8 ,	p K a2 = 7,20.
HPO 4 2− (aq) + H 2 O (l) PO 4 3− (aq) + H 3 O + (aq) $\ rightleftharpoons$ ,	K a3 = 3,79 × 10 −13 ,	p K a3 = 12,42.

Biología

Los dímeros y trímeros del ácido fosfórico están involucrados en muchas áreas de la biología, como los transportadores de energía ADP / ATP , el ADN y los huesos .

Producción industrial

El ácido fosfórico se obtiene generalmente atacando la apatita (el principal mineral de fosfato) en un reactor con ácido sulfúrico H 2 SO 4. La apatita es a menudo una mezcla de:

clorapatita Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl;
fluorapatito Ca 5 (PO 4 ) 3 F;
hidroxiapatita Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH).

y también carbonato-apatitas donde un grupo CO 3 OH o CO 3 F reemplaza un tetraedro PO 4 .

Por tanto, las reacciones son:

Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl + 5 H 2 SO 4 + 10 H 2 O → 3 H 3 PO 4 + 5 (CaSO 4 , 2H 2 O) + HCl.

Ca 5 (PO 4 ) 3 F + 5 H 2 SO 4 + 10 H 2 O → 3 H 3 PO 4 + 5 (CaSO 4 , 2H 2 O) + HF.

Ca 5 (PO 4 ) 3 OH + 5 H 2 SO 4 + 9 H 2 O → 3 H 3 PO 4 + 5 (CaSO 4 , 2H 2 O).

Los carbonatos dan dióxido de carbono y agua en lugar de parte del ácido fosfórico.

Después de un cierto tiempo de residencia en el reactor (variable según el tipo de reactor utilizado y el mineral tratado), se realiza una operación de filtración sobre la suspensión resultante (el líquido y el sólido) para separar también el ácido fosfórico. hecho de cristales de sulfato de calcio dihidratado (CaSO 4 , 2H 2 O) o semihidratado (CaSO 4 , 1 / 2H 2 O) llamado yeso fosforado .

También se puede preparar mediante calcinación a alta temperatura de apatita con sílice y carbón (arena y carbón). El vapor de fósforo producido se oxida a pentóxido de fósforo que reacciona con el vapor de agua .

Usos

El ácido fosfórico se utiliza mucho en el laboratorio porque es resistente a la oxidación , la reducción y la evaporación.

El ácido fosfórico se utiliza en refrescos como regulador del pH ( E338 ): principalmente en los refrescos de Cola ( Coca Cola , Pepsi Cola , Dr. Pepper ).

El ácido fosfórico se utiliza como componente en fertilizantes , detergentes , cementos dentales como catalizador o en metales inoxidables, y en la producción de fosfatos , utilizados en ablandadores de agua.

El ácido fosfórico se usa a menudo en solución en productos que se usan en mecánica para eliminar el óxido de las piezas metálicas. También se utiliza para el fosfatado de piezas metálicas para protegerlas de la oxidación al aire libre.

El ácido fosfórico también se utiliza como electrolito en las pilas de combustible PAFC .

Riesgos

La ingestión de una gran cantidad de ácido fosfórico puede interferir con la función renal y promover la formación de cálculos renales . Des chercheurs américains ont interrogé 465 personnes pour lesquelles une insuffisance rénale avait été récemment diagnostiquée et ils ont constaté à partir de la description de leur régime alimentaire qu'à partir de deux verres de Coca-Cola journalier, le risque d'insuffisance rénale est multiplié por dos. Lo mismo ocurre con la Coca-Cola light mientras que no se encontró asociación con las otras gaseosas.

Comercio

Francia, en 2014, es un importador neto de ácido fosfórico, según la aduana francesa. El precio medio de importación por kilogramo fue de 0,9 euros.

Notas y referencias

Notas

Este punto de fusión es la del ácido fosfórico puro. Sin embargo, cuando el ácido fosfórico se calienta a una temperatura cercana a este valor, se descompone parcialmente después de la reacción: 2 H 3 PO 4⇌ H 2 O+ H 4 P 2 O 7. El punto de ebullición de la mezcla disminuye gradualmente con el avance de esta descomposición a 34,6 ° C en equilibrio.

Referencias

masa molecular calculada de " pesos atómicos de los elementos 2007 " en www.chem.qmul.ac.uk .
(en) NN Greenwood , Química de los elementos , Boston Oxford, Butterworth-Heinemann,1997( ISBN 0-7506-3365-4 , OCLC 37499934 ) , pág. 518.
" ácido fosfórico " , sobre sustancias peligrosas Data Bank (visitada 27 de de noviembre de, 2009 ) .
FOSFÓRICO ÁCIDO , hoja de seguridad (s) del Programa Internacional de Seguridad Química , consultado el 9 de mayo, 2009
Número de índice 015-011-00-6 en la tabla 3.1 del apéndice VI del reglamento CE No. 1272/2008 (16 de diciembre de 2008)
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"Ácido ortofosfórico" , en ESIS , consultado el 3 de marzo de 2010
Robin des Bois Association (2005) Radiactividad natural tecnológicamente mejorada ), diciembre de 2005.
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(en) Saldana TM, Basso O., R. Darden y Sandler DP, " Bebidas carbonatadas y enfermedad renal crónica " , en ncbi.nlm.nih.gov ,18 de julio de 2007(consultado el 16 de abril de 2009 ) .
" Indicador de comercio de importación / exportación " , en Dirección General de Aduanas. Indique NC8 = 28092000 (consultado el 7 de agosto de 2015 )

Apéndices

enlaces externos

"El ácido fosfórico - hoja de datos toxicológica n o 37" , INRS , noviembre de 2,020
(en) “Ácido fosfórico” NIOSH , 30 de octubre de 2019