磷酸(H3PO4)是一种常见的无机酸,具有独特的物理化学特性。以下是对其物理化学特性的详细归纳:
一、物理特性外观与形态:
纯净的磷酸在常温下为无色晶体,当温度高于熔点(42.3℃或42.4℃)时,则变为无色粘稠液体。
市售磷酸通常为含83%~98%磷酸的粘稠状浓溶液。
密度与相对密度:
磷酸的密度随温度和浓度的变化而变化。在液态下,其相对密度约为1.885(或1.874g/mL)。
熔点与沸点:
磷酸的熔点为42.3℃(或42.4℃),沸点较高,为407℃(但需注意,磷酸受热会逐渐脱水,因此没有固定的沸点)。
溶解性:
磷酸极易溶于水,并可与水以任意比互溶。同时,它也溶于乙醇。
磷酸的溶解过程会放热。
吸湿性:
磷酸具有较强的吸湿性,在空气中容易潮解。
二、化学特性酸性:
磷酸是一种中强酸,其酸性比盐酸、硫酸、硝酸弱,但比醋酸、硼酸等强。
磷酸是三元酸,分三步电离,不易挥发,不易分解,几乎没有氧化性。
反应活性:
磷酸能与碱反应生成相应的磷酸盐。例如,与NaOH反应生成NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4。
磷酸还能与某些盐反应。例如,与NaBr反应生成NaH2PO4和HBr(难挥发性酸制挥发性酸)。
磷酸在加热时会失水,首先生成焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。
配合能力:
磷酸根离子(PO43-)具有很强的配合能力,能与许多金属离子生成可溶性的配合物。例如,Fe3+与PO43-可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-。这一性质在分析化学上常被用于掩蔽Fe3+离子。