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Este artículo trata sobre el ácido ortofosfórico. Para otros ácidos comúnmente llamados "ácido fosfórico", consulte Ácidos fosfóricos y fosfatos .
No confundir con ácido fosforoso .

Ácido fosfórico
Fórmula estructural del ácido fosfórico, mostrando dimensiones.
Modelo de pelota y palo
Modelo que llena el espacio
Nombres
Nombre IUPAC
Ácido fosfórico
Otros nombres
Ácido ortofosfórico
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.028.758 Edita esto en Wikidata
Número CE
  • 231-633-2
Número eE338 (antioxidantes, ...)
KEGG
Número RTECS
  • TB6300000
UNII
un numero1805
  • InChI = 1S / H3O4P / c1-5 (2,3) 4 / h (H3,1,2,3,4) chequeY
    Clave: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N chequeY
  • InChI = 1 / H3O4P / c1-5 (2,3) 4 / h (H3,1,2,3,4)
    Clave: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYAI
  • OP (= O) (O) O
Propiedades
H
3correos
4
Masa molar97,994  g · mol −1
Aparienciajarabe incoloro
OlorInodoro
Densidad1,6845  g⋅cm −3 (25 ° C, 85%), [1] 1,834  g⋅cm −3 (sólido) [2]
Punto de fusion40–42,4 ° C (104,0–108,3 ° F; 313,1–315,5 K) [6]
Punto de ebullición
  • 212 ° C (414 ° F) [3] (solo el agua se evapora) [4]
 
  • 392,2  g / 100 g (-16,3 ° C)
  • 369,4  g / 100 ml (0,5 ° C)
  • 446  g / 100 ml (15 ° C) [5]
  • 548  g / 100 ml (20 ° C) [6]
SolubilidadSoluble en etanol
log P−2,15 [7]
Presión de vapor0,03  mmHg (20  ° C) [8]
Base conjugadaFosfato de dihidrógeno
Susceptibilidad magnética (χ)
−43,8 · 10 −6  cm 3 / mol [10]
Índice de refracción ( n D )
  • 1,3420 ( solución acuosa al 8,8% p / p ) [11]
  • 1.4320 (solución acuosa al 85%) 25 ° C
Viscosidad2.4 a 9.4 cP (85% aq. Soln. ) 147 cP (100%) 
 
Estructura
Estructura cristalina
Monoclínico
Forma molecular
Tetraédrico
Termoquímica [12]
Capacidad calorífica ( C )
145,0 J / mol⋅K
Entropía molar estándar ( S o 298 )
150,8 J / mol⋅K
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 )
−1271,7 kJ / mol
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚)
-1123,6 kJ / mol
Peligros
Ficha de datos de seguridadICSC 1008
Pictogramas GHS[13]
Palabra de señal GHSPeligro
Declaraciones de peligro GHS
H290 , H314 [13]
Consejos de prudencia del SGA
P280 , P305 + 351 + 338 , P310 [13]
NFPA 704 (diamante de fuego)
3
0
0
punto de inflamabilidadNo es inflamable
Dosis o concentración letal (LD, LC):
LD 50 ( dosis mediana )
1530  mg / kg (rata, oral) [14]
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.):
PEL (permitido)
TWA 1  mg / m 3 [8]
REL (recomendado)
TWA 1  mg / m 3 ST 3  mg / m 3 [8]
IDLH (peligro inmediato)
1000  mg / m 3 [8]
Compuestos relacionados
Oxoácidos de fósforo relacionados
  • Ácido hipofosforoso
  • Ácido fosforoso
  • Ácido pirofosfórico
  • Ácido trifosfórico
  • Ácido peroxomonofosfórico
  • Ácido peroxodifosfórico
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒norte verificar  ( ¿qué es   ?)chequeY☒norte
Referencias de Infobox

El ácido fosfórico , también conocido como ácido ortofosfórico o ácido fosfórico (V) , es un ácido débil con la fórmula química H
3P O
4. Normalmente se encuentra como un jarabe incoloro con una concentración del 85% en agua. El compuesto puro es un sólido incoloro .

Los tres hidrógenos son ácidos en diversos grados y se pueden perder de la molécula como iones H + ( protones ). Cuando se eliminan los tres iones H + , el resultado es un ion ortofosfato PO 4 3− , comúnmente llamado "fosfato". La eliminación de uno o dos protones produce el ion fosfato de dihidrógeno H
2correos-
4, y el ion fosfato de hidrógeno HPO2−
4, respectivamente. El ácido ortofosfórico también forma ésteres , llamados organofosforados . [15]

El ácido fosfórico se encuentra comúnmente en los laboratorios químicos como una solución acuosa al 85% , que es un líquido almibarado incoloro, inodoro y no volátil . Aunque el ácido fosfórico no cumple con la definición estricta de ácido fuerte , la solución al 85% puede irritar gravemente la piel y dañar los ojos.

El nombre "ácido ortofosfórico" se puede utilizar para distinguir este ácido específico de otros " ácidos fosfóricos ", como el ácido pirofosfórico . Sin embargo, el término "ácido fosfórico" a menudo significa este compuesto específico; y esa es la nomenclatura actual de la IUPAC .

Fabricación [ editar ]

El ácido fosfórico se produce industrialmente por dos vías generales. [16] En el proceso húmedo, un mineral que contiene fosfato, como la hidroxiapatita de calcio, se trata con ácido sulfúrico . [17]

La fluoroapatita es una materia prima alternativa, en cuyo caso el fluoruro se elimina como el compuesto insoluble Na 2 SiF 6 . La solución de ácido fosfórico generalmente contiene 23 a 33% de P 2 O 5 (32 a 46% de H 3 PO 4 ). Puede concentrarse para producir ácido fosfórico de grado comercial o comercial , que contiene aproximadamente 54 a 62% de P 2 O 5 (75 a 85% de H 3 PO 4 ). Una mayor eliminación de agua produce ácido superfosfórico con un P 2 O 5concentración superior al 70% (correspondiente a casi el 100% de H 3 PO 4 ). El sulfato de calcio (yeso) se produce como subproducto y se elimina como yeso fosforado .

Para producir ácido fosfórico apto para alimentos, el mineral de fosfato se reduce primero con coque en un horno de arco eléctrico para producir fósforo elemental . También se agrega sílice, lo que resulta en la producción de escoria de silicato de calcio . El fósforo elemental se destila del horno y se quema con aire para producir pentóxido de fósforo de alta pureza , que se disuelve en agua para producir ácido fosfórico.

El ácido fosfórico de ambos procesos puede purificarse aún más eliminando compuestos de arsénico y otras impurezas potencialmente tóxicas.

Propiedades ácidas [ editar ]

Los tres hidrógenos son ácidos, con constantes de disociación p K a1 = 2.14, p K a2 = 7.20 yp K a3 = 12.37. De ello se deduce que, en soluciones acuosas, el ácido fosfórico se disocia principalmente en alguna combinación de sus tres aniones, excepto a pH muy bajo . Las ecuaciones de equilibrio son:

H 3 PO 4   + H 2 O ⇌ H 3 O + + H 2 PO 4 -       K a1 = 7.25 × 10 −3 [p K a1 = 2.14]
H 2 PO 4 - + H 2 O ⇌ H 3 O + + HPO 4 2−       K a2 = 6.31 × 10 −8 [p K a2 = 7.20]
HPO 4 2− + H 2 O ⇌ H 3 O + + PO 4 3−        K a3 = 3.98 × 10 −13 [p K a3 = 12.37]

Usos [ editar ]

El uso dominante del ácido fosfórico es para fertilizantes , que consume aproximadamente el 90% de la producción. [18]

SolicitudDemanda (2006) en miles de toneladasPrincipales derivados de fosfato
Jabones y detergentes1836STPP
Industria de alimentos309STPP (Na 5 P 3 O 10 ), SHMP , TSP , SAPP , SAlP , MCP , DSP (Na 2 HPO 4 ), H 3 PO 4
Tratamiento de aguas164SHMP, STPP , TSPP , MSP (NaH 2 PO 4 ), DSP
Pastas dentífricas68DCP (CaHPO 4 ), IMP, SMFP
Otras aplicaciones287STPP (Na 3 P 3 O 9 ), TCP, APP, DAP, fosfato de zinc (Zn 3 (PO 4 ) 2 ), fosfato de aluminio (AlPO 4 , H 3 PO 4 )

El ácido fosfórico apto para uso alimentario (aditivo E338 [19] ) se utiliza para acidificar alimentos y bebidas como varias colas y mermeladas, proporcionando un sabor ácido o ácido. Los refrescos que contienen ácido fosfórico, que incluirían Coca-Cola , a veces se denominan refrescos de fosfato o fosfatos. El ácido fosfórico en los refrescos tiene el potencial de causar erosión dental. [20] El ácido fosfórico también tiene el potencial de contribuir a la formación de cálculos renales , especialmente en aquellos que han tenido previamente cálculos renales. [21]

Las aplicaciones específicas del ácido fosfórico incluyen:

  • en tratamiento antioxidante mediante revestimiento de conversión de fosfato o pasivación
    • para prevenir la oxidación del hierro mediante el proceso de Parkerización
  • como estándar externo para la resonancia magnética nuclear de fósforo-31
  • en pilas de combustible de ácido fosfórico
  • en la producción de carbón activado [22]
  • en el procesamiento de semiconductores compuestos , para grabar arseniuro de galio indio de forma selectiva con respecto al fosfuro de indio [23]
  • en microfabricación para grabar nitruro de silicio selectivamente con respecto al dióxido de silicio [24]
  • como ajustador de pH en cosméticos y productos para el cuidado de la piel [25]
  • como agente desinfectante en las industrias láctea, alimentaria y cervecera [26]

Seguridad [ editar ]

Se ha demostrado un vínculo entre la ingesta regular de cola a largo plazo y la osteoporosis en la mediana edad en las mujeres (pero no en los hombres). [27] Se pensó que esto se debía a la presencia de ácido fosfórico, y se encontró que el riesgo para las mujeres era mayor para las colas azucaradas y con cafeína que para las variantes dietéticas y descafeinadas, con una mayor ingesta de cola que se correlaciona con una menor densidad ósea.

A concentraciones moderadas, las soluciones de ácido fosfórico son irritantes para la piel. El contacto con soluciones concentradas puede causar quemaduras graves en la piel y daño ocular permanente. [28]

Ver también [ editar ]

  • Fosfato de fertilizantes , tales como fosfato de amonio fertilizantes

Referencias [ editar ]

  1. ^ Christensen, JH y Reed, RB (1955). "Diseño y análisis de datos: densidad de soluciones acuosas de medidas de ácido fosfórico a 25 ° C". Ind. Eng. Chem . 47 (6): 1277–1280. doi : 10.1021 / ie50546a061 .
  2. ^ "Hoja de datos de CAMEO Chemicals - ácido fosfórico" .
  3. ^ http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.979.html
  4. ^ https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ie50507a050
  5. ^ Seidell, Atherton; Linke, William F. (1952). Solubilidades de compuestos orgánicos e inorgánicos . Van Nostrand . Consultado el 2 de junio de 2014 .
  6. ↑ a b Haynes, pág. 4,80
  7. ^ "ácido fosfórico_msds" .
  8. ^ a b c d Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0506" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  9. ^ Haynes, pág. 5,92
  10. ^ Haynes, pág. 4.134
  11. ^ Edwards, OW; Dunn, RL y Hatfield, JD (1964). "Índice de refracción de soluciones de ácido fosfórico a 25 C.". J. Chem. Eng. Datos . 9 (4): 508–509. doi : 10.1021 / je60023a010 .
  12. ^ Haynes, pág. 5.13
  13. ^ a b c Sigma-Aldrich Co. , Ácido fosfórico . Consultado el 9 de mayo de 2014.
  14. ^ "Ácido fosfórico" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  15. ^ Westheimer, FH (6 de junio de 1987). "Por qué la naturaleza eligió los fosfatos". Ciencia . 235 (4793): 1173-1178 (véanse las págs. 1175-1176). Código Bibliográfico : 1987Sci ... 235.1173W . CiteSeerX 10.1.1.462.3441 . doi : 10.1126 / science.2434996 . PMID 2434996 .  
  16. ^ Becker, Pierre (1988). Fosfatos y ácido fosfórico . Nueva York: Marcel Dekker. ISBN 978-0824717124.
  17. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . págs. 520–522. ISBN 978-0-08-037941-8.
  18. ^ Schrödter, Klaus; Bettermann, Gerhard; Staffel, Thomas; Wahl, Friedrich; Klein, Thomas; Hofmann, Thomas (2008). "Ácido fosfórico y fosfatos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a19_465.pub3 .
  19. ^ "Aditivos aprobados por la UE actual y sus números E" . Agencia de Normas Alimentarias. 14 de marzo de 2012 . Consultado el 22 de julio de 2012 .
  20. ^ Moynihan, PJ (23 de noviembre de 2002). "Asesoramiento dietético en la práctica odontológica" . British Dental Journal . 193 (10): 563–568. doi : 10.1038 / sj.bdj.4801628 . PMID 12481178 . 
  21. ^ Qaseem, A; Dallas, P; Forciea, MA; Starkey, M; et al. (4 de noviembre de 2014). "Manejo dietético y farmacológico para prevenir la nefrolitiasis recurrente en adultos: una guía de práctica clínica del Colegio Americano de Médicos" . Annals of Internal Medicine . 161 (9): 659–67. doi : 10.7326 / M13-2908 . PMID 25364887 . 
  22. ^ Toles, C .; Rimmer, S .; Hower, JC (1996). "Producción de carbones activados a partir de un lignito de Washington mediante activación con ácido fosfórico". Carbono . 34 (11): 1419. doi : 10.1016 / S0008-6223 (96) 00093-0 .
  23. ^ Grabado químico húmedo. umd.edu.
  24. ^ Wolf, S .; RN Tauber (1986). Procesamiento de silicio para la era VLSI: Volumen 1 - Tecnología de proceso . pag. 534. ISBN 978-0-9616721-6-4.
  25. ^ "Diccionario de ingredientes: P" . Diccionario de ingredientes cosméticos . Elección de Paula. Archivado desde el original el 18 de enero de 2008 . Consultado el 16 de noviembre de 2007 .
  26. ^ "STAR SAN" (PDF) . Productos químicos de cinco estrellas . Consultado el 17 de agosto de 2015 .
  27. ^ Tucker KL, Morita K, Qiao N, Hannan MT, Cupples LA, Kiel DP (1 de octubre de 2006). "Las colas, pero no otras bebidas carbonatadas, están asociadas con una baja densidad mineral ósea en mujeres mayores: el estudio de osteoporosis de Framingham" . Revista estadounidense de nutrición clínica . 84 (4): 936–942. doi : 10.1093 / ajcn / 84.4.936 . PMID 17023723 . 
  28. ^ "Ácido fosfórico, 85% en peso de SDS" . Sigma-Aldrich . 5 de mayo de 2016.

Fuentes citadas [ editar ]

  • Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Prensa CRC . ISBN 978-1439855119.

Enlaces externos [ editar ]

  • Inventario nacional de contaminantes: hoja informativa del ácido fosfórico
  • Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos