Axit photphoric H3PO4 (Là gì, TCHH, Ứng dụng, Mạnh hay yếu, Mindmap)

Tổng hợp kiến thức về axit photphoric (H₃PO₄): Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí, hóa học, phương pháp điều chế, ứng dụng, Mindmap giúp học sinh ôn tập, bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Hóa học.

Axit photphoric là gì?

- Tên gọi khác: Axit photphoric còn có tên gọi khác như trihidroxidioxidophotpho, axit orthophotphoric

- Cấu tạo phân tử 

+ Công thức cấu tạo: H₃PO₄

+ Cấu tạo phân tử của axit này bao gồm 3 phân tử hidro liên kết với gốc PO4^- bằng liên kết hidro.

- Axit photphoric không mùi có vị chua đặc trưng

Tính chất vật lý 

- H₃PO₄ tồn tại ở 2 dạng: 

+ Chất rắn tinh thể không màu

+ Chất lỏng trong suốt, không màu.

- Phân tử khối: 98 g/mol 

- Tan vô hạn trong etanol và nước.

- Khối lượng riêng là 1,87 g/cm³

- Nhiệt độ nóng chảy: 42.35°C (anhiđrơ); 29.32°C (hemihiđrat)

- Nhiệt độ sôi: 158°C 

Tính chất hóa học 

- Làm đổi màu quỳ tím thành màu đỏ.

- Trong dung dịch H₃PO4 sẽ phân li thuận nghịch theo 3 nấc:

H₃PO₄ ⇋ H⁺ + H₂PO4^-

H₂PO₄^- ⇋ H⁺ + HPO₄^2-

HPO₄^2- ⇋ H⁺ + PO₄^3-

- Tác dụng với oxit bazơ tạo ra muối và nước        

2H₃PO₄ + 3Na₂O → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

- Axit photphoric tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước 

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO₄ + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

- Tác dụng với kim loại đứng trước H₂ tạo muối và có khí H₂ thoát ra.

2H₃PO₄ + 3Mg → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

- Tác dụng với muối sẽ tạo thành muối mới và axit mới

H₃PO₄ + 3AgNO₃ → 3HNO₃ + Ag₃PO₄

- Phản ứng nhiệt phân:

+ Với nhiệt độ trong khoảng từ 200 – 250 độ C. 

2H₃PO₄ → H₄P₂O₇ + H₂O

+  Với nhiệt độ trong khoảng từ 400 – 500 độ C.

H₄P₂O₇ → 2HPO₃ + H₂O

Axit photphoric là axit mạnh hay yếu? 

H₃PO₄ là axit phân li thuận nghịch theo 3 nấc, tạo ra nhiều ion H⁺ khác nhau trong dung dịch. Do đó, tính axit của Axit photphoric tương

đối mạnh. Nhưng so với các axit mạnh như HCl hay H₂SO₄  thì axit H₃PO₄ phân li yếu hơn nên nó được xem là một axit trung bình.

Cách nhận biết 

- Dùng quỳ tím để nhận biết: Giấy quỳ tím hóa đỏ

- Lưu ý: Không dùng AgNO₃ để nhận biết H₃PO₄ vì kết tủa Ag₃PO₄ tan được trong HNO₃ loãng.

Phương pháp điều chế

*Trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp: Cho axit nitric HNO₃ đặc oxi hóa photpho P ở nhiệt độ cao:

P + 5HNO₃ (đặc) → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O (nhiệt độ)

*Sản xuất  trong công nghiệp

- Phương pháp ướt (phương pháp trích ly)

+ Cho axit sunfuric đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ (đặc) → 3CaSO₄ (kết tủa) + 2H₃PO₄ (nhiệt độ)

+ Lọc và cô đặc sẽ thu được axit H₃PO₄ không tinh khiết. 

- Phương pháp khô (quá trình nhiệt)

+ Đốt cháy photpho trong không khí tạo ra diphotpho pentaoxit P₂O₅

4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (nhiệt độ)

+ Cho P₂O₅ tác dụng với nước, thu được sản phẩm là H₃PO₄ tinh khiết.

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Ứng dụng

- Là chất phụ gia chính tạo hương vị cho các loại đồ ăn, đồ uống 

- H₃PO₄ dùng để cân bằng độ pH cho nước thải trong quá trình xử lý kết tủa ở nước thải.

- Làm nguyên liệu để sản xuất gạch, thủy tinh, xi mạ, chất giặt tẩy, chất làm trắng răng,..

- Chống ăn mòn kim loại, chống cháy cho các vật dụng bằng gỗ,…

- Giúp sơn mau khô, chống gỉ, khả năng bám dính cao

- Sử dụng làm chất bảo quản do nó có thể ức chế sự phát triển của nấm, vi khuẩn.

- H₃PO₄được ứng dụng để thay đổi lượng protein, độ pH trong các sản phẩm từ sữa.

- Nguyên liệu sản xuất các loại phân bón, phân lân, thuốc trừ sâu, thức ăn cho gia súc,…

Sử dụng Axit photphoric đúng cách

Quy tắc sử dụng Axit photphoric đúng cách

+ Sử dụng axit photphoric cần có đồ bảo hộ, tránh tiếp xúc trực tiếp với da và mắt. 

+ Không được ăn, hít H₃PO₄. 

+ Tuyệt đối không thêm nước vào axit này.

+ Tránh xa các chất không tương thích như chất oxi hóa, vật liệu dễ cháy, kim loại, kiềm.

+ Trường hợp axit tiếp xúc với mắt cần dùng nước sạch để rửa trong 15 phút, sau đó hãy đến cơ sở y tế kiểm tra thêm.

Cách bảo quản Axit photphoric

- Lưu trữ trong một thùng nhựa tráng kim loại hoặc tráng bằng cách sử dụng một gói polyethylene bên trong. 

- Giữ kín thùng chứa, bình chứa ở nơi khô ráo, thoáng mát.

- Tránh ánh sáng trực tiếp hay nhiệt độ cao. 

+ Đậy kín thiết bị chứa đưng sau mỗi lần sử dụng

Sơ đồ tư duy về Axit photphoric