磷酸是由什么样的颗粒直接组成的？
中文名磷酸
英文名磷酸
也称为正磷酸
化学式H3PO4
分子量98
化学文摘社登录号7664-38-2
EINECS登录号231-633-2
熔点为42.35 ℃(316K)
沸点158℃(431 K)
水溶性可以以任何比例与水混溶。
密度1.685克/毫升(液体)
外观为白色固体，大于42℃时为无色粘稠液体
主要应用于医药、食品、化肥等行业，也可用作化学试剂。
危险货物运输编号UN 3453 8/第3页
继德国商人勃兰特发现磷、德国化学家孔克尔制磷之后，英国化学家波义耳也独立制磷。他也是第一个研究磷的性质和化合物的化学家。他在1682发表的论文《观察发光的新实验》中写道“磷燃烧后产生白烟，白烟与水相互作用生成的溶液呈酸性。”其中，白烟是五氧化二磷(五氧化二磷)，与水反应生成的溶液是磷酸，但他没有进一步研究磷酸。
最早研究磷酸的化学家是法国化学家拉瓦锡。1772年，他做了这个实验:把磷放在一个用水银密封的钟罩里，让它燃烧。实验结果表明，在一定体积的空气中可以燃烧一定量的磷；磷燃烧时产生无水磷的白色粉末，像细雪；燃烧后瓶内空气约为原容量的80%；磷在燃烧后比燃烧前重约2.5倍；白色粉末溶于水形成磷酸。拉瓦锡还证明了浓硝酸和磷反应可以制得磷酸。
大约一百年后，德国化学家尤斯图斯·冯·李比希做了许多农业化学实验，揭示了磷和磷酸对植物生命的价值。尤斯图斯·冯·李比希在1840写的《有机化学在农业和生理学中的作用》一书中，对土壤肥力问题进行了科学论证，指出了磷对植物的作用。同时，他进一步探索磷酸和磷酸盐作为肥料的应用，磷酸的生产进入规模化时代。
2材料结构
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正磷酸是由一个磷氧四面体组成的磷酸。在磷酸分子中，P原子是sp3杂化的，并且在三个杂化轨道和氧原子之间形成三个σ键。另一个P-O键由一个从磷到氧的σ配位键和两个从氧到磷的d-pπ键组成。适马配位键是由磷原子上的一对孤对电子配位到氧原子的空轨道上形成的。d←p配位键是由氧原子的py和pz轨道上两对孤对与磷原子的dxz和dyz空轨道重叠而形成的。因为磷原子的3d能级远高于氧原子的2p能级，分子轨道不是很有效，所以P-O键在数量上是三重的，但在键能和键长上介于单键和双键之间。纯H3PO4及其结晶水合物中存在氢键，这可能是浓磷酸溶液粘稠的原因。
3物理属性
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熔点:42.35 ℃(316K)
沸点:158℃(431 K)(分解，磷酸受热逐渐脱水，所以没有自己的沸点)。
市售磷酸是含有85%H3PO4的粘稠浓缩溶液。从浓溶液中结晶将形成半水二磷酸H2O(熔点302.3K)。
4化学性质
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磷酸是三元中强酸，分三步电离，不易挥发、分解和氧化。具有酸的共性。
pKa1:2.12
pKa2:7.21
pKa3:12.67
(1)浓磷酸能与氯化钠反应生成氯化氢气体(与碘化钾、溴化钠等反应相似。)，属于弱酸制强酸；
NaCl+H3PO4(浓缩)= △ = = nah2po4+HCl =
原理:挥发酸由难挥发酸制成。
(2)磷酸根离子配位能力强，能与许多金属离子形成可溶性络合物。例如，Fe3+和PO43-能形成无色可溶的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-。利用这一性质，PO43-在分析化学中常被用来掩蔽Fe3+离子，浓磷酸能溶解钨、锆、硅、硅化铁等。，并与之形成复合物。
(3)磷酸受热脱水，依次生成焦磷酸盐、三磷酸盐和聚合偏磷酸盐。三磷酸是链状结构，多偏磷酸盐是环状结构。
2H3PO4 ==473-573K== H4P2O7 + H2O
3h3po 4 = = 573k以上== H5P3O10+2H2O
4H3PO4 ==高温== (HPO3)4+4H2O
(4)需要注意的是，浓热磷酸会腐蚀二氧化硅，生成杂多酸。但由于反应原理过于复杂，中学课程将其简化为氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸。浓热磷酸也能分解大多数矿物，如铬铁矿、金红石和钛铁矿。
酸根离子
盐
磷酸盐有三种:正盐(含PO43 -)、酸式盐磷酸二氢钾(含HPO4-)、磷酸二氢盐(含H2PO4 -)。
三种盐之间的关系如下:
(1)溶解度
正常盐和一元盐:除钾、钠、铵等少数盐类外，其余不溶于水，溶于强酸。
二氢盐:均可溶于水。
(2)相互转化
将碱液滴入磷酸中，随着碱液的增加，磷酸二氢、磷酸一氢和磷酸盐相继生成。
在磷酸盐溶液中加入强化酸，随着酸的增加，依次生成磷酸一钾、磷酸二氢盐和磷酸。
(3)离子* * *的问题
① H2PO4-、HPO42 -、PO43 -和H+不能储存* * *。
② H2PO4-、HPO42 -和OH-不能储存* * *。
③h2po 4-和PO43 -不能* * *存在(结合形成HPO42-)。
④h2po 4-和hpo 42-可以储存在* * *，hpo 42-和PO43 -可以储存在* * *。
试验
当磷酸盐在浓硝酸溶液中与过量的钼酸铵反应时，沉淀出淡黄色的磷钼酸铵晶体，这是鉴别磷酸根离子的特征反应:
PO43-+12 moo 42-+3n H4 ++ 24H+= = = =(NH4)3[P(mo 12o 40)]6H2O↓+6H2O
5准备方法
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磷酸的原料主要是磷矿(主要是氟磷酸钙Ca10F2(PO4)6)和以硫酸为主要成分的无机酸。
实验室法:在实验室可以用强酸和磷酸盐制备磷酸。
3H 3h++ PO43-= = = h3po 4(原理:强酸制弱酸)
湿法:工业上常用浓硫酸与磷酸钙和磷矿反应制备磷酸，滤出微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液为磷酸溶液。或者让白磷与硝酸反应得到纯磷酸溶液。
3p 4+20 HNO 3+8H2O = = = = 12 h3po 4+20NO↑
热法:白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，然后水合制成。注意一定要用热水，因为五氧化二磷会和冷水反应生成剧毒的偏磷酸盐。
多聚磷酸的生产:多聚磷酸主要由正磷酸在适当的条件下脱水生成。
重结晶法:将工业磷酸溶于蒸馏水中，然后对溶液进行净化，除去砷、重金属等杂质，过滤，使滤液达到食品级要求，浓缩，制得食用磷酸成品。