Mục lục bài viết

PO4 và các hợp chất photphat trong nước thải

Trong nước thải.

PO4 tồn tại chủ yếu ở dạng HPO₄^2- ↔ 3H⁺ + PO₄^3-

PO4 có hóa trị III.

Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy hóa trị của PO4 khi kết hợp với các ion khác để tạo thành một hợp chất. Khi đó, PO4 đều có hóa trị III

Trong xử lý nước thải, Photphat là một hợp chất không thể thiếu trong quá trình xử lý sinh học. nó liên quan đến quá trình xử lý chất hữu cơ, xử lý amoni có trong nước thải theo tỷ lệ C:N:P = 100:5:1.

Đó là cần tối thiểu 1 đơn vị photpho để có thể tham gia quá trỉnh xử lý 5 đơn vị amoni và 100 đơn vị cacbon.

Một số hợp chất gốc PO4 – Photphat

Axit Photphoric H₃PO₄

Axit photphoric H3PO4 là một axit trung bình. H₃PO₄ tồn tại ở dạng siro lỏng, không màu, không mùi, dễ tan trong nước và rượu, không độc.

H₃PO₄ có các tính chất hóa học như sau:

Phân li thuận nghịch trong dung dịch

H₃PO₄ là một axit trung bình bị phân li thuận nghịch theo 3 mức sau:

H₃PO₄ ↔ H⁺ + H₂PO₄^–

H₂PO₄^– ↔ 2H⁺ + HPO4^2-

HPO₄^2- ↔ 3H⁺ + PO₄^3-

Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ

Tác dụng với oxit bazơ

Phương trình hóa học:

2H₃PO₄ + 3Na₂O → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

Tác dụng với bazơ

Sản phẩm là các muối khác nhau tùy theo tỉ lệ các chất tham gia phản ứng

Phương trình hóa học:

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO₄ + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

Tác dụng với kim loại đứng trước H₂

Phương trình hóa học:

2H₃PO₄ + 3Mg → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

Tác dụng với muối

Phương trình hóa học:

H₃PO₄ + 3AgNO₃ → 3HNO₃ + Ag₃PO₄

Tính oxi hóa – khử của axit photphoric

Trong axit H₃PO₄, P có mức oxi hóa +5 là mức oxi hóa cao nhất nhưng H₃PO₄ không có tính oxi hóa như HNO₃ vì nguyên tử P có bán kính lớn hơn so với bán kính của N làm cho mật độ điện dương trên P nhỏ nên khả năng nhận electron yếu hơn.

Một số phản ứng do tác dụng của nhiệt

2H₃PO₄ → H₄P₂O₇ + H₂O (nhiệt độ từ 200 – 250 độ C)

H₄P₂O₇ → 2HPO₃ + H₂O (nhiệt độ từ 400 – 500 độ C)

Điều chế axit H₃PO₄

Điều chế trong phòng thí nghiệm:

P + 5HNO₃ đặc →H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O (t0)

Điều chế trong công nghiệp:

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

Để điều chế H3PO4 với độ tinh khiết cao ta dùng sơ đồ: P → P₂O₅ → H₃PO₄

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Cách nhận biết Axit H₃PO₄

H₃PO₄ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
Tạo kết tủa vàng với dung dịch AgNO₃.

Muối Photphat

Muối photphat là muối của axit photphoric. Muối photphat có 3 loại đó là gốc photphat (PO₄^3-), muối hidrophotphat (HPO₄^2- ) và muối đihidrophotphat (H₂PO₄^–).

Tất cả muối H₂PO₄^– đều tan; muối PO₄^3- và HPO₄^2- chỉ có muối của kim loại kiềm và amoni tan được.

Muối photphat có đầy đủ các tính chất của muối. Bên cạnh đó còn có thêm một số tính chất sau:

Muối photphat kim loại kiềm dễ bị thủy phân

Các muối photphat của kim loại kiềm dễ bị thủy phân trong dung dịch tạo môi trường bazơ:

Ví dụ:

Na₃PO⁴ → 3Na⁺ + PO₄^3-

PO₄^3- + H₂O → HPO₄^2- + OH^–

Muối axit (H₂PO₄^–, HPO₄^2-) còn biểu hiện tính chất của axit.

NaH₂PO₄ + NaOH → Na₂HPO₄ + H₂O

Điều chế muối photphat

Để tạo ra muối photphat thì cho P₂O₅ hoặc H₃PO₄ tác dụng với dung dịch kiềm hoặc dùng phản ứng trao đổi ion.

Cách nhận biết muối photphat