Ácido fosfórico - Phosphoric acid
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Nomes | |||
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Nome IUPAC
Ácido fosfórico
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Outros nomes
Ácido ortofosfórico
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Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol )
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ChEBI | |||
ChEMBL | |||
ChemSpider | |||
ECHA InfoCard | 100.028.758 | ||
Número EC | |||
Número E | E338 (antioxidantes, ...) | ||
KEGG | |||
PubChem CID
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Número RTECS | |||
UNII | |||
Número ONU | 1805 | ||
Painel CompTox ( EPA )
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Propriedades | |||
H 3PO 4 |
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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 | |||
Índice de refração ( n D )
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Viscosidade | 2,4-9,4 cP (85% solução aq. ) 147 cP (100%)
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Estrutura | |||
Monoclínico | |||
Tetraédrico | |||
Termoquímica | |||
Capacidade de calor ( C )
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145,0 J / mol⋅K | ||
Entropia molar padrão ( S |
150,8 J / mol⋅K | ||
-1271,7 kJ / mol | |||
Energia livre de Gibbs (Δ f G ˚)
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-1123,6 kJ / mol | ||
Perigos | |||
Ficha de dados de segurança | ICSC 1008 | ||
Pictogramas GHS | |||
Palavra-sinal GHS | Perigo | ||
H290 , H314 | |||
P280 , P305 + 351 + 338 , P310 | |||
NFPA 704 (diamante de fogo) | |||
Ponto de inflamação | Não inflamável | ||
Dose ou concentração letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dose mediana )
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1530 mg / kg (rato, oral) | ||
NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA): | |||
PEL (permitido)
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TWA 1 mg / m 3 | ||
REL (recomendado)
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TWA 1 mg / m 3 ST 3 mg / m 3 | ||
IDLH (perigo imediato)
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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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verificar (o que é ?) | |||
Referências da Infobox | |||
O ácido fosfórico , também conhecido como ácido ortofosfórico ou ácido fosfórico (V) , é um ácido fraco com a fórmula química H
3P 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
2PO-
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 |
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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:
- em tratamento anti-ferrugem por revestimento de conversão de fosfato ou passivação
- para prevenir a oxidação do ferro por meio do processo de Parkerização
- como um padrão externo para ressonância magnética nuclear de fósforo-31
- em células de combustível de ácido fosfórico
- na produção de carvão ativado
- no processamento de semicondutores compostos , para gravar o arseneto de gálio e índio seletivamente em relação ao fosfeto de índio
- em microfabricação para gravar nitreto de silício seletivamente em relação ao dióxido de silício
- como um ajustador de pH em cosméticos e produtos para a pele
- como agente sanitizante nas indústrias de laticínios, alimentos e cerveja
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
- Fertilizantes fosfatados , como fertilizantes fosfatados de amônio
Referências
Fontes citadas
- Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92ª ed.). CRC Press . ISBN 978-1439855119.