SGK Hóa Học 11 - Bài 11: Axit photpho và muối photphat
tBái AXIT PHOTPHORIC n VÀ MUỐI PHOTPHAT & Biết được cấu tạo phân tử, tính chất vật lí, hiểu tính chất hoá học của axit photphoric, tính chất của các muối photphat. & Biết được những ứng dụng và phương pháp điều chế axit photphóric, ứng dụng và cách nhận biết ion photphat. A - AXIT PHOTPHORIC - CẤU TẠO PHẢN TỬ Axit photphoric (H3PO4) có công thức cấu tạo : H-O^ H-O—^p=o H-O^ Trong hợp chất H3PO4, photpho có số oxi hoá cao nhất là +5. - TÍNH CHẤT VẬT LÍ Axit photphoric là chất tinh thể trong suốt, nóng chảy ở 42,5 °C, rất háo nước nên dễ chảy rữa, tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào. Axit photphoric thường dùng là dung dịch đặc, sánh, không màu, có nồng độ 85%. Ui - TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Axit photphoric là axit ba nấc, có độ mạnh trung bình, có tất cả những tính chất chung của axit. Trong dung dịch nước, nó phân li theo từng nấc : Nấc 1 : H3PO4 -> H+ +h2poị Nấc 2 : V TT + + HPOỈ” H2PO4 <— > H Nấc 3 : V LI + + PO^“ hpoị <— Sự phân li chủ yếu xảy ra theo nấc 1, nấc 2 kém hơn và nấc 3 rất yếu. Như vậy, trong dung dịch axit photphoric có các ion H+, ion đihiđrophotphat H2POỊ 9 ion hiđrophotphat HPO4- , ion photphat poị~ và các phân tử H3PO4 không phân li (không kể các ion H+ và OH“ do nước phân li ra). Khi tác dụng với dung dịch kiềm, tuỳ theo lượng chất tác dụng mà axit photphoric tạo ra muối axit, hoặc muối trung hoà, hoặc hỗn hợp các muối đó. Thí dụ : H3PO4 + NaOH > NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH > Na2HPO4 + 2H2O H3PO4 + 3NaOH > Na3PO4 + 3H2O Khác với axit nitric, axit photphoric không có tính oxi hoá. - ĐIỀU CHÊ Trong phòng thí nghiệm Axit photphoric được điều chế bằng cách dùng axit nitric đặc oxi hoá photpho : P + 5HNO3(đặc) —H3PO4 + 5NO2 + H2O Trong công nghiệp Cho axit sunfuric đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 (đặc) —2H3PO4 + 3CaSO4 ị Axit H3PO4 tạo thành được tách khỏi kết tủa CaSO4 bằng cách lọc, sau đó được cô đặc. Axit H3PO4 sản xuất bằng phương pháp này không tinh khiết. Để sản xuất axit H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy photpho để thu P2O5, rồi cho PọO5 tác dụng với nước : 4P + 5O2 ——2P2O5 P2O5 + 3H2O > 2H3PO4 -ỨNG DỤNG Một lượng lớn axit H3PO4 loại kĩ thuật được dùng để điều chế muối photphat và để sản xuất phân lân, hợp chất cơ photpho (làm thuốc trừ sâu),... H3PO4 tinh khiết được dùng trong công nghiệp dược phẩm. B - MUỐI PHOTPHAT Muối photphat là muối của axit photphoric. Axit photphoric tác dụng với dung dịch kiềm, tạo ra ba loại muối : Muối đihiđrophotphat : NaH2PO4, NH4H9PO4, Ca(H2PO4)2, ... Muối hiđrophotphat : Na2HPO4, (NH4)9HPO4, CaHPO4,... Muối photphat trung hoà : Na3PO4, (NH4)3PO4, Ca3(P04)o,... - TÍNH TAN Các muối trung hoà và muối axit của kim loại natri, kali và amoni đều tan trong nước. Với các kim loại khác, chỉ có muối đihiđrophotphat là tan được, ngoài ra đều không tan hoặc ít tan trong nước. - NHẬN BIẾT ION PHOTPHAT Thuốc thử để nhận biết ion poị- trong dung dịch muối photphat là bạc nitrat. Thí nghiệm Thêm 3-4 giọt dung dịch bạc nitrat vào 5-6 giọt dung dịch natri photphat đựng trong một ống nghiệm nhỏ. Kết tủa màu vàng xuất hiện ngay lập tức. Kết tủa này không tan trong nước, nhưng tan trong dung dịch axit nitric loãng. Phương trình ion rút gọn : 3Ag+ + poị- > Ag3PO4 ị (màu vàng) BÀI TẬP Viết phương trình hoá học dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng giữa H3PO4 với lượng dư của : a) BaO b) Ca(OH)2 c) K2CO3 Nêu những điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hoá học giữa axit nitric và axit photphoric. Dẫn ra những phản ứng hoá học để minh hoạ. Phương trình điện li tổng cộng của H3PO4 trong dung dịch là : H3PO4 < Ỷ 3H + PO^ Khi thêm HCIvào dung dịch, cân bằng trên chuyển dịch thec chiều thuận. cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nghịch, c. cân bằng trên không bị chuyển dịch. D. nồng độ PO4“ tăng lên. Lập các phương trình hoá học sau đây : H3PO4 1 mol + K2HPO4 1 mol H3PO4 1 mol + Ca(OH)2 1 mol H3PO4 2 mol + Ca(OH)2 1 mol H3PO4 2 mol + Ca(OH)2 3 mol Để thu được muối photphat trung hoà, cần lấy bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1,00M cho tác dụng với 50,0 ml dung dịch H3PO4 0,50M ?