Ácido fosfórico - Phosphoric acid

Fórmula estrutural do ácido fosfórico, mostrando as dimensões
Modelo bola e pau
Modelo de preenchimento de espaço
Nomes
Nome IUPAC
Ácido fosfórico
Outros nomes
Ácido ortofosfórico
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.758 Edite isso no Wikidata
Número EC
Número E E338 (antioxidantes, ...)
KEGG
Número RTECS
UNII
Número ONU 1805
  • InChI = 1S / H3O4P / c1-5 (2,3) 4 / h (H3,1,2,3,4) VerificaY
    Chave: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / H3O4P / c1-5 (2,3) 4 / h (H3,1,2,3,4)
    Chave: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYAI
  • OP (= O) (O) O
Propriedades
H
3
PO
4
Massa molar 97,994  g · mol −1
Aparência sólido branco
Odor Inodoro
Densidade 1,6845  g⋅cm −3 (25 ° C, 85%),  1,834 g⋅cm −3 (sólido)
Ponto de fusão 40–42,4 ° C (104,0–108,3 ° F; 313,1–315,5 K)
Ponto de ebulição  
Solubilidade Solúvel em etanol
log P -2,15
Pressão de vapor 0,03  mmHg (20  ° C)
Base conjugada Dihidrogenofosfato
−43,8 · 10 −6  cm 3 / mol
Viscosidade 2,4-9,4 cP (85% solução aq. ) 147 cP (100%)  
 
Estrutura
Monoclínico
Tetraédrico
Termoquímica
145,0 J / mol⋅K
150,8 J / mol⋅K
Entalpia de
formação
padrãof H 298 )
-1271,7 kJ / mol
-1123,6 kJ / mol
Perigos
Ficha de dados de segurança ICSC 1008
Pictogramas GHS GHS05: Corrosivo
Palavra-sinal GHS Perigo
H290 , H314
P280 , P305 + 351 + 338 , P310
NFPA 704 (diamante de fogo)
3
0
0
Ponto de inflamação Não inflamável
Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD 50 ( dose mediana )
1530  mg / kg (rato, oral)
NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA):
PEL (permitido)
TWA 1  mg / m 3
REL (recomendado)
TWA 1  mg / m 3 ST 3  mg / m 3
IDLH (perigo imediato)
1000  mg / m 3
Compostos relacionados
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O ácido fosfórico , também conhecido como ácido ortofosfórico ou ácido fosfórico (V) , é um ácido fraco com a fórmula química H
3
P O
4
. O composto puro é um sólido incolor .

Todos os três hidrogênios são ácidos em vários graus e podem ser perdidos da molécula como íons H + ( prótons ). Quando todos os três íons H + são removidos, o resultado é um íon ortofosfato PO 4 3− , comumente chamado de "fosfato". A remoção de um ou dois prótons dá íon di-hidrogenofosfato H
2
PO-
4
, e o íon de fosfato de hidrogênio HPO2−
4
, respectivamente. O ácido ortofosfórico também forma ésteres , chamados organofosfatos .

O ácido fosfórico é comumente encontrado em laboratórios químicos como uma solução aquosa a 85% , que é um líquido xaroposo incolor, inodoro e não volátil . Embora o ácido fosfórico não atenda à definição estrita de um ácido forte , a solução a 85% ainda pode irritar gravemente a pele e causar danos aos olhos.

O nome "ácido ortofosfórico" pode ser usado para distinguir este ácido específico de outros " ácidos fosfóricos ", como o ácido pirofosfórico . No entanto, o termo "ácido fosfórico" muitas vezes significa este composto específico; e essa é a nomenclatura IUPAC atual .

Fabricar

O ácido fosfórico é produzido industrialmente por duas vias gerais. No processo úmido, um mineral contendo fosfato, como a hidroxiapatita de cálcio, é tratado com ácido sulfúrico .

A fluoroapatita é uma matéria-prima alternativa, caso em que o fluoreto é removido como o composto insolúvel Na 2 SiF 6 . A solução de ácido fosfórico geralmente contém 23–33% de P 2 O 5 (32–46% de H 3 PO 4 ). Pode ser concentrado para produzir ácido fosfórico de grau comercial ou comercial , que contém cerca de 54–62% P 2 O 5 (75–85% H 3 PO 4 ). A remoção posterior de água produz ácido superfosfórico com uma concentração de P 2 O 5 acima de 70% (correspondendo a quase 100% de H 3 PO 4 ). O sulfato de cálcio (gesso) é produzido como subproduto e removido como gesso .

Para produzir ácido fosfórico de grau alimentício, o minério de fosfato é primeiro reduzido com coque em um forno elétrico a arco , para produzir fósforo elementar . A sílica também é adicionada, resultando na produção de escória de silicato de cálcio . O fósforo elementar é destilado para fora do forno e queimado com ar para produzir pentóxido de fósforo de alta pureza , que é dissolvido em água para produzir ácido fosfórico.

O ácido fosfórico de ambos os processos pode ser posteriormente purificado removendo compostos de arsênio e outras impurezas potencialmente tóxicas.

Propriedades ácidas

Todos os três hidrogênios são ácidos, com constantes de dissociação p K a1 = 2,14, p K a2 = 7,20 e p K a3 = 12,37. Segue-se que, em soluções aquosas, o ácido fosfórico é principalmente dissociado em alguma combinação de seus três ânions, exceto em pH muito baixo . As equações de equilíbrio são:

H 3 PO 4   + H 2 O ⇌ H 3 O + + H 2 PO 4 -       K a1 = 7,25 × 10 −3 [p K a1 = 2,14]
H 2 PO 4 - + H 2 O ⇌ H 3 O + + HPO 4 2−       K a2 = 6,31 × 10 −8 [p K a2 = 7,20]
HPO 4 2− + H 2 O ⇌ H 3 O + + PO 4 3−        K a3 = 3,98 × 10 −13 [p K a3 = 12,37]

Usos

O uso dominante do ácido fosfórico é para fertilizantes , consumindo aproximadamente 90% da produção.

Aplicativo Demanda (2006) em milhares de toneladas Principais derivados de fosfato
Sabonetes e detergentes 1836 STPP
Indústria alimentícia 309 STPP (Na 5 P 3 O 10 ), SHMP , TSP , SAPP , SAlP , MCP , DSP (Na 2 HPO 4 ), H 3 PO 4
Tratamento de água 164 SHMP, STPP , TSPP , MSP (NaH 2 PO 4 ), DSP
Dentífricos 68 DCP (CaHPO 4 ), IMP, SMFP
Outras aplicações 287 STPP (Na 3 P 3 O 9 ), TCP, APP, DAP, fosfato de zinco (Zn 3 (PO 4 ) 2 ), fosfato de alumínio (AlPO 4 , H 3 PO 4 )

O ácido fosfórico de qualidade alimentar (aditivo E338 ) é usado para acidificar alimentos e bebidas, como vários refrigerantes e geléias, proporcionando um sabor picante ou azedo. O ácido fosfórico também serve como conservante . Os refrigerantes que contêm ácido fosfórico, que incluiriam a Coca-Cola , às vezes são chamados de refrigerantes de fosfato ou fosfatos. O ácido fosfórico em refrigerantes tem o potencial de causar erosão dentária. O ácido fosfórico também tem o potencial de contribuir para a formação de cálculos renais , especialmente em pessoas que já tiveram cálculos renais.

As aplicações específicas de ácido fosfórico incluem:

Segurança

Foi demonstrada uma ligação entre a ingestão regular de cola a longo prazo e a osteoporose no final da meia-idade em mulheres (mas não em homens). Acredita-se que isso seja devido à presença de ácido fosfórico, e o risco para as mulheres foi maior para colas açucaradas e cafeinadas do que dietas e variantes descafeinadas, com maior ingestão de cola correlacionando-se com menor densidade óssea.

Em concentrações moderadas, as soluções de ácido fosfórico são irritantes para a pele. O contato com soluções concentradas pode causar queimaduras na pele e lesões permanentes nos olhos.

Veja também

Referências

Fontes citadas

links externos