磷酸或正磷酸,化学式H3PO4,分子量为97.994,是一种常见的无机酸,是中强酸。由五氧化二磷溶于热水中即可得到。正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得。磷酸在空气中容易潮解。加热会失水得到焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业,包括作为防锈剂,食品添加剂,牙科和矫形,EDIC腐蚀剂,电解质,助焊剂,分散剂,工业腐蚀剂,肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂,磷酸盐是所有生命形形式的营养。
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个别过敏人士对多种挥发性有机化合物,即使浓度很低亦可能产生严重反应。这些反应可在一次过接触敏化物或连续多次接触敏化物后发生,而在发生反应后,即使敏化物的份量很低已可以引起症状。长期接触低份量敏化物亦可能引起反应。一些研究显示下列态楼宇综合症征状与接触商业楼宇内通常存在的挥发性有机化合物有关:眼部不适:感到刺热、干燥、砂眼、流眼水喉部不适:感到咽喉干燥呼吸毛:气促、支气管哮喘头痛、难以集中精神、眩晕、疲倦、烦躁长期暴露于含有苯(已列为致癌物)的化合物的环境下可增加患癌的机会。
物质结构
正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的,3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键,另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-p配键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多,组成的分子轨道不是很有效的,所以P—O键从数目上来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。纯H3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在,这可能是磷酸浓溶液之所以粘稠的原因。
安全防护磷酸无强氧化性,无强腐蚀性,属于较为安全的酸,属低毒类,有刺激性。
LD50:1530mg/kg(经口);2740mg/kg(兔经皮)
刺激性:兔经皮595mg/24小时,严重刺激;兔眼119mg严重刺激。
接触时防止入眼,防止接触,防止入口即可。
遇H发孔剂可燃; 受热排放有毒磷氧化物烟雾。 [1]
磷酸蒸气能引起鼻黏膜萎缩;对有相当强的腐蚀作用,可引起炎症性疾患;能造成全身中毒现象。
若有磷酸蒸气入眼,应立即用大量生理盐水冲洗,随后送救治
空气中容许浓度为1mg/m。生产人员工作时应穿戴防护用具,如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料围裙、长筒胶靴。保护呼吸器官和,如不慎溅到,应立即用大量清水冲洗,把磷酸洗净后,一般可用红汞溶液或龙胆紫溶液涂抹患处,严重时应立即送治。 [1]
应用领域
农业:磷酸是生产重要的磷肥(过磷酸钙、磷酸二氢钾等)的原料,也是生产饲料营养剂(磷酸二氢钙)的原料。
工业:磷酸是一种重要的化工原料,主要作用如下:
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处理金属表面,在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜,以保护金属免受腐蚀。
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和硝酸混合作为化学抛光剂,用以提高金属表面的光洁度。
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生产洗涤用品、杀虫剂的原料磷酸酯。
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生产含磷阻燃剂的原料。
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不易生物降解有机废水中所含的有机污染物结构稳定,难以降解。含有毒性物质废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多,含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物,废水生化性差,且对微生物有毒性,难以用一般的生化方法处理。传统处理工艺物理法如萃取、吸附、膜过滤、浓缩等,可以作为有机污水的预处理手段,如回收废水中的有用成分,或对一些难生物降解物进行处理,提高可生化性。物理法一般不单独作为污水处理工艺,需要与其他方法配合使用,且萃取剂、吸附剂以及过滤膜等都需要周期性再生,投入较大。
食品:磷酸是食品添加剂之一,在食品中作为酸味剂、酵母营养剂,可乐中就含有磷酸。磷酸盐也是重要的食品添加剂,可作为营养增强剂。
医学:磷酸可用于制取含磷,例如甘油磷酸钠等。磷酸主产区
磷酸的生产过程一直受原材料的地域影响,我国磷酸的生产主要集中在云南、四川、贵州、湖北,而磷酸的精细化应用主要集中在沿海地区,根据磷交所的一份调查显示,我国磷酸生产主要以热法磷酸为主,提纯高纯度的磷酸,以满足工业需求。生物学影响
饮料添加物
磷酸用在食品添加剂,素来有骨质疏松症的疑虑。以往的调查是借由问卷选填饮用可乐及其他碳酸饮料的频率,发现饮用碳酸饮料的受试者较易有骨质疏松症的。研究指出,饮用碳酸饮料者没有比其他人摄取更多的磷,但身体的钙磷比却显著的降低。《美国临床营养学杂志》(American Journal of Clinical Nutrition)中的有项研究在1996年至2001年使用双倍能量的X光去探测1672位女性及1148位男性的骨密度,发现磷酸确实会降低骨密度,此研究了比以往使用问卷调查更有利的证据。
另一项临床研究指出,磷的摄取会降低骨密度。但此实验以磷的总摄取量为主,并未明确证明使骨密度降低的主因是磷酸。
但在Heaney及Rafferty使用钙平衡的方法对于20至40岁的女人一日习惯饮用三杯以上(680 mL)碳酸饮料进行的临床研究,却发现含磷酸的碳酸饮料与钙流失无关。研究比较了水、奶以及各种非酒精饮料(两种含,两种不含,两种含磷酸,两种含柠檬酸)。他们发现,相较于水,只有奶以及另外两项含有的饮品会增加尿液中的钙含量,而添加有磷酸的饮料和含的饮料钙量流失速度差不多,并没有扩大造成流失钙质的影响。由于研究显示所造成的钙质流失会逐渐补回来,而磷酸在实验中又没有对钙质流失造成影响。Heaney及Rafferty认为前面实验受试者骨质疏松的原因是受试者饮用碳酸饮料,造成奶摄取量的渐少,造成钙摄取量不足。
也是被认为造成骨质疏松的元凶之一。
:梅州磷酸规格JuyingWarner供图“很少有氨是从排气管、烟囱中来的,主要是农业领域,来自肥料、畜牧。”里兰大学教授RussellDickerson说,“它对生态系统产生深远影响。在切萨皮克湾氨污染中,大气中的氨贡献了1/4,造成了富营养化,导致了使牡蛎、蓝蟹和其他野生动物生活变困难的“亡地带””。该研究中涉及的每个主要农业区22—216年的氨增加都有着不同的原因。美国,没有经历肥料使用量的大幅增加或化肥施用方式的重大变化,但Warner、Dickerson等人发现,2世纪9年代立法来减少酸雨竟意想不到地增加了大气中的氨,因大气中的酸通常会去除氨。