Fosforhappe, tuntud ka kui ortofosforhape, on tavaline anorgaaniline hape, keskmiselt tugev hape, keemiline valem H3PO4, molekulmass 97,994. Seda ei ole kerge lenduda, laguneda ja see peaaegu ei oksüdeeru. Sellel on happe ühine omadus. See on kolmekomponentne nõrk hape, mis on nõrgem kui vesinikkloriidhape, väävelhape, lämmastikhape, kuid tugevam kui äädikhape, boorhape jne. Fosforhape on õhu käes kergesti vedeldav. Pürofosforhapet saadakse kuumutamisel ja metafosforhapet edasisel dehüdratsioonil. Fosforhapet kasutatakse peamiselt farmaatsia-, toiduaine-, väetiste- ja muudes tööstusharudes, sealhulgas roosteinhibiitorina, toidulisandina, hambaravi- ja ortopeedilise kirurgia, EDIC-i korrosioonivahendina, elektrolüüdina, räbusti, dispergeeriva vahendina, tööstusliku korrosiooniainena, väetiste toorainena ja komponentidena, majapidamispuhastusena. tooted, aga ka keemilised reaktiivid.
Ortofosfaat on fosforhape, mis koosneb ühest fosforhapniku tetraeedrist. Fosforhappemolekulis on P-aatom sp3-hübriid ja kolm hübriidorbitaali moodustavad kolm hapnikuaatomiga σ. Teine PO-side koosneb σ-st ja kahest dp-sidemest hapnikust fosforini. σ Koordinatsiooniside tekib fosfori aatomi üksikute elektronide paari koordineerimisel hapnikuaatomi tühja orbitaaliga. D ← p side tekib kahe üksiku elektronide paari kattumisel hapnikuaatomi py ja pz orbitaalidel ning dxz ja dyz tühjal fosfori aatomi orbitaalil. Kuna fosfori aatomi 3d energiatase on palju kõrgem kui hapnikuaatomi 2p energiatase, ei ole tekkiv molekulaarorbitaal kuigi efektiivne, seega on PO-side arvult kolmikside, kuid sideme poolest üksiksideme ja kaksiksideme vahel. energia ja sideme pikkus. Nii puhtal H3PO4-l kui ka selle kristallhüdraadil on vesiniksidemed, mis võib olla põhjuseks, miks kontsentreeritud fosforhappe lahus on viskoosne.
Erijuhtivus
Toatemperatuuril (219 K), kui H3PO4 lahuse kontsentratsioon on 45 protsenti - 47 protsenti, on erijuhtivus maksimaalne.
Kristallisatsioonipunkt:
Fosforhape kuulub keskmise tugevusega hapete hulka ja selle kristalliseerumistemperatuur (külmumistemperatuur) on 21 kraadi. Kui see on sellest temperatuurist madalam, sadestub see hemihüdraadi (jää) kristalle. Loomulikult ei moodusta fosforhape tavaliselt (jää)kristalle temperatuuril üle 10 kraadi või isegi alla selle. Selle põhjuseks on asjaolu, et fosforhappel on ülejahutuse omadused, st kui tegelik fosforhappe temperatuur turul on alla 21 kraadi, kaldub see oma moodustumise (jää) kristallipunktist kõrvale ega moodusta kohe (jää) kristalle. Kuid nii kaua, kui sellist madalat temperatuuri hoitakse teatud aja jooksul, on fosforhappest lihtne staatilises olekus jääkristalle toota.
Fosforhappekristallid, nagu ka teised vedelkristallid, kuuluvad pigem füüsikaliste kui keemiliste muutuste juurde. Selle keemilised omadused ei muutu kristalliseerumise tõttu, see tähendab, et kristalliseerumine ei mõjuta fosforhappe omadusi. Seda saab endiselt kasutada nii kaua, kui sulamistemperatuur on antud või lahjendamiseks ja lahustamiseks kasutatakse kuumutatud vett.
Kristallisatsiooni omadused: kõrge fosforhappe kontsentratsioon, kõrge puhtusaste ja kõrge kristallilisus. Kogemuste kohaselt suureneb selle kristallilisus, kui temperatuur on üle või alla 4 kraadi ja kontsentratsioon on suurem kui 85 protsenti. Kui see segatakse kogemata kristallilise fosforhappega, põhjustab see ilma kristallideta fosforhappe (jää) kohese nakatumise ja kristallide (jää) moodustumise. Lisaks on fosfaadikristall (jää) ebatavaliselt kiire, mis põhjustab enamiku fosforhappe säilitusmahutite kristallide (jää) moodustumist. Pärast fosforhappekristallide (jää) moodustumist muutub ülemises osas olev fosforhape lahjemaks ja nõelakujuline puhas fosforhape ladestub alumisse ossa. Kogemuste kohaselt on 75-protsendilisest fosforhappest ka madalal temperatuuril (umbes 4 kraadi) raske (jää)kristalle moodustada, mistõttu on soovitatav kasutada 75-protsendilist fosforhapet madalal temperatuuril.
Nagu vee külmutamine, on ka fosforhappe (jää) kristall oma füüsiline omadus ja loomupärane atribuut, mida ei saa muuta. Ainult õige säilitamine ja töötlemine võib takistada (jää)kristallide teket. Kaubanduslik fosforhape on viskoosne kontsentreeritud lahus, mis sisaldab 85 protsenti H3PO4. Kontsentreeritud lahusest kristallimisel moodustub poolhüdraat 2H3PO4 · H2O (sulamistemperatuur 302,3 K).
Põllumajandus: fosforhape on tooraine olulise fosfaatväetise (kaltsium-superfosfaat, kaaliumdivesinikfosfaat jne) tootmiseks ja ka söödatoitaine (kaltsiumdivesinikfosfaat) tootmiseks.
Tööstus: Fosforhape on oluline keemiline tooraine ja selle peamised funktsioonid on järgmised:
1. Metallpinda töödeldakse, et tekitada metalli pinnale lahustumatu fosfaatkile, et kaitsta metalli korrosiooni eest.
2. See segatakse lämmastikhappega keemilise poleerimisvahendina, et parandada metallpinna siledust.
3. Fosfaatester, pesuvahendite ja pestitsiidide tootmise tooraine.
4. Tooraine fosforit sisaldavate leegiaeglustite tootmiseks.
Toit: Fosforhape on üks toidu lisaaineid. Hapuaine ja pärmi toitainena toidus sisaldab koola fosforhapet. Fosfaat on ka oluline toidulisand, mida saab kasutada toitainete suurendajana.
Meditsiin: Fosforhapet saab kasutada fosforit sisaldavate ravimite, näiteks naatriumglütserofosfaadi, tootmiseks.