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結(jié)構(gòu)

以磷為中心、四個(gè)氧環(huán)繞其周圍，其中包括一個(gè)雙鍵氧和三個(gè)羥基。三個(gè)可解離的氫原子分別與三個(gè)氧原子結(jié)合。

化學(xué)性質(zhì)

純磷酸的無(wú)水化合物在室溫下為白色晶體，熔點(diǎn)42.35 °C，溶化后為黏稠液體。

正磷酸具有極大的極性，因此磷酸極易溶于水。

正磷酸的中心磷（P）的氧化數(shù)為+5，而周圍氧原子（O）的氧化數(shù)為-2，氫離子為+1。

磷酸為無(wú)毒性的無(wú)機(jī)物，是一種三元弱酸。三元酸的意思是可在水中解離出三顆H 的酸性物質(zhì)，磷酸的解離過(guò)程如下： K a1 、 K a2 和 K a3 為化學(xué)式在25°C下的解離常數(shù)

由于磷酸的多元酸性質(zhì)，使它的pH值幅度較大，造成它的緩沖現(xiàn)象。又由于其無(wú)毒性又容易取得，實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)常拿無(wú)毒磷酸鹽與弱酸（如檸檬酸）混合物作為緩沖溶液，

磷酸時(shí)廣泛存在于生物體中，特別是磷酸化糖類，如DNA、RNA以及ATP。

如果將正磷酸加熱，數(shù)個(gè)磷酸分子的單體會(huì)脫水聚合起來(lái)，如：

兩個(gè)磷酸相連脫去一個(gè)水，形成 焦磷酸 （pyrophosphoric acid，H 4 P 2 O 7 ）

如果數(shù)個(gè)磷酸環(huán)狀相接起來(lái)，并脫去一分子水，會(huì)形成 偏磷酸 （metaphosphoric acid），通式為：（HPO 3 ） n 。中文命名為n偏磷酸（n≥3）。 偏磷酸是一種具脫水性的物質(zhì)，因此常被用作干燥劑。要進(jìn)一步將偏磷酸脫水相當(dāng)困難，需使用極強(qiáng)的脫水劑搭配加熱（單純加熱無(wú)效），才可將偏磷酸脫水形成磷酸酐（五氧化二磷，phosphorus pentoxide，化學(xué)式：P 2 O 5 ，分子式：P 4 O 10 ），磷酸酐具有極強(qiáng)的脫水性，可用作酸性物質(zhì)的干燥劑。

若在超強(qiáng)酸（superacids，比H 2 SO 4還強(qiáng)的酸）中作用，磷酸會(huì)形成理論上具腐蝕性的酸性物質(zhì)，四羥基磷酸根離子（tetrahydroxylphosphonium ion）。以氟銻酸（fluoroantimonic acid，HSbF 6 ）作超強(qiáng)酸為例：

水溶液

磷酸濃度的計(jì)算方法（[A]為莫耳濃度）[A] = [H 3 PO 4 ] + [H 2 PO 4 ] + [HPO 4 ] + [PO 4 ]

下表是磷酸在不同濃度下的pH、及磷酸的各共軛堿濃度。

制備

磷酸有三種制備方法，加熱法（thermal process）、潮濕制造法（wet process）及干窯法（dry kiln process）

加熱法

燃燒磷單質(zhì)產(chǎn)生五氧化二磷并且溶于水產(chǎn)生磷酸。此方法可生產(chǎn)較純的磷酸，因?yàn)樵跓捴屏椎倪^(guò)程中已經(jīng)去除許多雜質(zhì)，然而仍需去除藏在里面的砷。 純磷的現(xiàn)代制法大部分是將磷酸鈣與砂（主要成分為二氧化硅）及焦炭一起放在電爐中加熱?；瘜W(xué)式如下：

Ca 3 (PO 4 ） 2 +3SiO 2 →3CaSiO 3 +P 2 O 5

P 2 O 5 +5C→2P+5CO

潮濕制造法

潮濕制造法是在磷酸鈣中加入硫酸，磷酸鈣的來(lái)源通常是磷灰石。

反應(yīng)：（X為鹵素）

硫酸鈣溶解度較小，因此可以被過(guò)濾掉。

以此方法最初制造出來(lái)的磷酸濃度大約含有23%至33%的P 2 O 5 ，再進(jìn)行蒸餾或稀釋調(diào)整成想要的濃度。商品級(jí)的磷酸約54%，而超磷酸的濃度約70%.

潮濕制造法的產(chǎn)品還須經(jīng)過(guò)純化移除掉內(nèi)含的氟化物及砷化物。

用途

性質(zhì)

濃磷酸約75–85%左右，為澄清、無(wú)色、無(wú)味、非揮發(fā)性的濃稠液體。磷酸雖然無(wú)毒性，但85%的濃磷酸具有腐蝕性。

在如此高的濃度下，濃磷酸中的磷酸分子會(huì)聚合起來(lái)聚磷酸，

與鹵化物的反應(yīng)

磷酸與鹵化物會(huì)產(chǎn)生氫鹵化物氣體，在實(shí)驗(yàn)室可以此法制備氫鹵酸。

鐵銹轉(zhuǎn)化劑

磷酸可作為鐵銹轉(zhuǎn)化劑的成分，磷酸可將紅棕色的Fe 2 O 3 轉(zhuǎn)為黑色的FePO 4 ，予以剝除后可露出新的金屬面，也可暫不進(jìn)行剝除，讓他作為金屬面的保護(hù)層，防止其進(jìn)一步的氧化。

鐵銹轉(zhuǎn)化劑有時(shí)被配置成液體供金屬浸泡。有時(shí)被配置成凝膠狀，昵稱“海軍果醬（naval jelly）”，可涂抹在垂直或陡峭的斜面上。

食品添加劑

食品級(jí)的磷酸可用來(lái)酸化飲品或食物，如可樂(lè)等。

藥用

磷酸也被應(yīng)用于牙科及美容上。牙科方面，磷酸可用于清潔牙面及牙齒美白。

磷酸也被添加于防暈藥。

其他應(yīng)用

除了以上的應(yīng)用外，磷酸還有下列用途：

含有磷-31的磷酸可作為核磁共振的外標(biāo)物

高性能液相色譜法

溫氏法（Wentworth Process）：作為活性碳的氧化劑。

磷酸燃料電池中的電解液。

作為烯烴和水加成的催化劑以制造醇類。

作為銅電鍍拋光的電解液。

作為助焊劑

在半導(dǎo)體制程當(dāng)中，磷酸可做為蝕刻的溶劑，例如：磷酸與過(guò)氧化氫的混合物可將InGaAs轉(zhuǎn)為InP，達(dá)到蝕刻的目的 。

蝕刻氮化硅，磷酸可將Si 3 N 4 轉(zhuǎn)化為SiO 2。

做為緩沖溶液。

作為皮革處理及洗滌劑的分散媒。

作為保養(yǎng)品中pH值的調(diào)節(jié)劑 。

建筑業(yè)上用磷酸以移除礦物沉積物、水泥圖片及水漬。

家庭清潔劑。

水耕法中用作pH值的調(diào)節(jié)劑，也可作為植物磷養(yǎng)分的直接來(lái)源。

生物學(xué)影響

飲料添加物

磷酸用在食品添加劑，素來(lái)有骨質(zhì)疏松癥的疑慮。以往的調(diào)查是借由問(wèn)卷選填飲用可樂(lè)及其他碳酸飲料的頻率，發(fā)現(xiàn)飲用碳酸飲料的受試者較易有骨質(zhì)疏松癥的問(wèn)題。研究指出，飲用碳酸飲料者沒(méi)有比其他人攝取更多的磷，但身體的鈣磷比卻顯著的降低?！睹绹?guó)臨床營(yíng)養(yǎng)學(xué)雜志》（ American Journal of Clinical Nutrition ）中的有項(xiàng)研究 在1996年至2001年使用雙倍能量的X光去探測(cè)1672位女性及1148位男性的骨密度，發(fā)現(xiàn)磷酸確實(shí)會(huì)降低骨密度，此研究提供了比以往使用問(wèn)卷調(diào)查更有利的證據(jù)。

另一項(xiàng)臨床研究指出，磷的攝取會(huì)降低骨密度。但此實(shí)驗(yàn)以磷的總攝取量為主，并未明確證明使骨密度降低的主因是磷酸。

但在Heaney及Rafferty使用鈣平衡的方法對(duì)于20至40歲的女人一日習(xí)慣飲用三杯以上（680 mL）碳酸飲料進(jìn)行的臨床研究，卻發(fā)現(xiàn)含磷酸的碳酸飲料與鈣流失無(wú)關(guān)。 研究比較了水、牛奶以及各種非酒精飲料（兩種含咖啡因，兩種不含咖啡因，兩種含磷酸，兩種含檸檬酸）。他們發(fā)現(xiàn)，相較于水，只有牛奶以及另外兩項(xiàng)含有咖啡因的飲品會(huì)增加尿液中的鈣含量，而添加有磷酸的咖啡因飲料和含咖啡因的飲料鈣量流失速度差不多，并沒(méi)有擴(kuò)大咖啡因造成流失鈣質(zhì)的影響。由于研究顯示咖啡因所造成的鈣質(zhì)流失會(huì)逐漸補(bǔ)回來(lái) ，而磷酸在實(shí)驗(yàn)中又沒(méi)有對(duì)鈣質(zhì)流失造成影響。Heaney及Rafferty認(rèn)為前面實(shí)驗(yàn)受試者骨質(zhì)疏松的原因是受試者飲用碳酸飲料，造成牛奶攝取量的漸少，造成鈣攝取量不足。

咖啡因被認(rèn)為也是被認(rèn)為造成骨質(zhì)疏松的元兇之一。 。

參見(jiàn)

磷肥：如磷酸銨

磷脂

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