Acido fosforico
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| Acido fosforico | |
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| Nome IUPAC | |
| acido tetraossofosforico (V) | |
| Nomi alternativi | |
| tetraossofosfato di triidrogeno acido orto-fosforico |
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| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | H3PO4 |
| Peso formula (u) | 98,0 |
| Aspetto | solido incolore |
| Numero CAS | |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 1,88 |
| Costante di dissociazione acida a 293 K | Ka1:7,1 · 10-3 Ka2:7,9 · 10-8 |
| Solubilità in acqua | completa |
| Temperatura di fusione (K) | 315 (42 °C) |
| Temperatura di ebollizione (K) | 431 (158 °C) |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol-1) | -1284,4 |
| ΔfG0 (kJ·mol-1) | -1124,3 |
| S0m(J·K-1mol-1) | 110,5 |
| C0p,m(J·K-1mol-1) | 106,1 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico
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|---|---|
L'acido fosforico, o acido orto-fosforico, è il più importante degli acidi del fosforo. L'acido fosforico è un acido triprotico, ovvero possiede tre atomi di idrogeno che possono essere sostituiti da altri atomi nei suoi sali, che vengono quindi classificati come diidrogenofosfati, idrogenofosfati o fosfati in funzione del numero di ioni idrogeno residui.
A temperatura ambiente è un solido che si presenta in forma di cristalli incolori; tuttavia è difficile ottenerlo puro; viene pertanto commercializzato in forma di soluzione acquosa concentrata fino all'80%. Si scioglie abbastanza bene anche nell'etanolo.
Viene prodotto per azione di un acido forte (ad esempio acido solforico, acido nitrico o acido cloridrico) su rocce e minerali fosfatici, principalmente l'apatite Ca5(PO4)3[F, OH, Cl]; oppure per reazione diretta tra fosforo bianco e ossigeno a dare anidride fosforica P2O5, la quale viene successivamente idratata ad acido metafosforico, acido pirofosforico e acido ortofosforico, in ordine di idratazione crescente.
La maggior parte dell'acido fosforico prodotto è destinato alla produzione di fertilizzanti fosfatici; è inoltre una materia prima per la produzione di detergenti e composti antiruggine. Protegge il ferro e lo zinco dalla corrosione attraverso un processo di passivazione.
Trova infine impiego come additivo nell'industria alimentare, in special modo nelle bevande gassate (soprattutto la cola); il suo codice identificativo secondo le norme dell'Unione Europea è E 338.
A livello analitico, la ricerca dell'acido fosforico e dei fosfati in ambiente acquoso si basa sulla loro reazione con il reattivo molibdico in ambiente riducente, che dà origine al complesso blu di molibdeno dall'intenso e tipico colore blu, e sulla capacità di formare con l'ammoniaca e con ioni magnesio un fosfato misto MgNH4PO4 bianco insolubile, che precipita. Possiamo anche ricercare i fosfati in ambiente acido: si aggiunge acido nitrico alla soluzione contenente fosfati e si agita con una bacchetta a bagnomaria a circa ottanta gradi. Ad ottanta gradi infatti l'acido nitrico si libera in soluzione ioni ammonio indispensabili alla reazione coll'eptamolibdato di ammonio idrato, che reagisce con il fosfato in soluzione, andando a formare del fosfomolibdato di ammonio, un precipitato di colore giallo che precipita secondo la reazione:
- H2PO4 - + 22H+ + 12MoO4− + 3NH4+ → (NH4)3PO4 • 12MoO3↓ + 12H2O
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Densità delle soluzioni acquose
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| % H3PO4 | Molarità | Densità | ° Bé |
|---|---|---|---|
| 5 | 0,523 | 1,025 | 3,52 |
| 10 | 1,074 | 1,053 | 7,26 |
| 15 | 1,657 | 1,082 | 10,94 |
| 20 | 2,272 | 1,113 | 14,65 |
| 25 | 2,924 | 1,146 | 18,39 |
| 30 | 3,614 | 1,181 | 22,12 |
| 35 | 4,333 | 1,216 | 26,64 |
| 40 | 5,118 | 1,254 | 29,23 |
| 45 | 5,938 | 1,293 | 32,7 |
| 50 | 6,811 | 1,335 | 32,22 |
| 55 | 7,740 | 1,379 | 39,66 |
| 60 | 8,731 | 1,426 | 43,11 |
| 65 | 9,784 | 1,476 | 46,53 |
| 70 | 10,90 | 1,526 | 49,75 |
| 75 | 12,08 | 1,579 | 52,92 |
| 80 | 13,33 | 1,633 | 55,94 |
| 85 | 14,65 | 1,689 | 58,87 |
| 90 | 16,03 | 1,746 | 61,66 |
| 95 | 17,51 | 1,782 | 63,33 |
| 100 | 19,08 | 1,880 | 67,55 |
