Фосфаты

Фосфа́ты — соли фосфорных кислот, например ортофосфат калия K₃PO₄. Различают ортофосфаты и конденсированные фосфаты, содержащие более одного атома P, образующие связи P—O—P.

Модель фосфат-иона

Ортофосфаты

Соли фосфорной кислоты называются фосфатами. Фосфорная кислота образует одно-, двух- и трехзамещенные соли.

{\mathsf {H_{3}PO_{4}+NaOH\rightarrow NaH_{2}PO_{4}+H_{2}O}}

(дигидрофосфат натрия)

{\mathsf {H_{3}PO_{4}+2NaOH\rightarrow Na_{2}HPO_{4}+2H_{2}O}}

(гидрофосфат натрия)

{\mathsf {H_{3}PO_{4}+3NaOH\rightarrow Na_{3}PO_{4}+3H_{2}O}}

(фосфат натрия)

Дигидрофосфаты обычно хорошо растворимы в воде, почти все гидрофосфаты и фосфаты растворимы мало. Прокаливание солей приводит к следующим превращениям:

{\mathsf {NaH_{2}PO_{4}\rightarrow NaPO_{3}+H_{2}O}}

{\mathsf {2Na_{2}HPO_{4}\rightarrow Na_{4}P_{2}O_{7}+H_{2}O}}

Органические фосфаты играют очень важную роль в биологических процессах. Фосфаты сахаров участвуют в фотосинтезе. Нуклеиновые кислоты также содержат остаток фосфорной кислоты.

Получение

Ортофосфаты можно получить действием ортофосфорной кислоты на щёлочь:

{\mathsf {3LiOH+H_{3}PO_{4}\rightarrow Li_{3}PO_{4}\downarrow +3H_{2}O}}

Химические свойства

У всех ортофосфатов есть свойство: безводные соли стабильны при нагревании до температуры плавления, которая для разных солей колеблется в диапазоне от 830 °C (у фосфата свинца) до 1605 °C (у фосфата бария)[1].

Фосфаты в основном плохо растворимы, в отличие от дигидрофосфатов. Растворимы только фосфаты щелочных металлов, начиная с натрия (фосфат лития — малорастворим) и аммония[2][3]. Фосфаты обладают общими свойствами солей:

Взаимодействуют с сильными кислотами (они превращают нерастворимый фосфат в растворимый дигидрофосфат):

{\mathsf {Ca_{3}(PO_{4})_{2}+4HCl\rightarrow Ca(H_{2}PO_{4})_{2}+2CaCl_{2}}}

Взаимодействуют с другими растворимыми солями:

{\mathsf {2Na_{3}PO_{4}+3Li_{2}SO_{4}\rightarrow 2Li_{3}PO_{4}\downarrow +3Na_{2}SO_{4}}}

При нагревании выше 2000C° разлагаются на оксиды[4]:

{\mathsf {Ca_{3}(PO_{4})_{2}\rightarrow 3CaO+P_{2}O_{5}}}

Дигидрофосфаты (однозамещенные фосфаты) имеют кислую среду, гидрофосфаты (двузамещенные фосфаты) — слабощелочную, средние (трехзамещенные фосфаты, или просто фосфаты) — щелочную.

Гидроортофосфаты — неорганические соединения, кислые соли ортофосфорной кислоты, например, гидроортофосфат бериллия. Дигидроортофосфаты — неорганические соединения, кислые соли ортофосфорной кислоты, например, дигидроортофосфат аммония. Существуют также метафосфаты, например, метафосфат калия.

Применение

Основное применение — фосфорные удобрения. Фосфаты широко используются для уменьшения жесткости воды (т.е. связывания ионов кальция и магния в нерастворимые фосфаты) — в синтетических моющих средствах, в системах водоподготовки и т.д. Также применяется в производстве некоторых лекарственных веществ[2].

Физиологическая роль

Важное место фосфаты занимают и в биохимии, а именно в синтезе множества биологически активных веществ, а также в энергетике всех живых организмов. Фосфорные эфиры аденозина - АМФ, АДФ и АТФ являются важнейшими веществами энергетического обмена. Фосфатная группа - неотъемлемая часть РНК и ДНК.

Экологические аспекты

Фосфаты, попадающие в окружающую среду, наряду с некоторыми другими веществами приводят к эвтрофикации водоёмов[5][6][7]. Споры об использовании фосфатов в стиральных порошках ведутся с 1970-х годов[8], такое их применение запрещено во многих странах. С начала 2010-х годов в странах Европейского союза постепенно вводятся ограничения на использование фосфатов в бытовых стиральных порошках на уровне не более 0,3—0,5 г фосфора на цикл стирки[9]. Помимо удобрений и стиральных порошков, антропогенным источником фосфатов в окружающей среде являются необработанные сточные воды.

См. также

Фосфорит

Примечания

[www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4828.html Фосфаты неорганические] XuMuK.ru — фосфаты
Капуцкий Ф. Н., Тикавый В. Ф. Пособие по химии для поступающих в вузы.—Минск: Вышейшая школа, 1979.—С.218
Таблица растворимости некоторых неорганических соединений
Фосфаты // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. Фосфаты / Большая советская энциклопедия
Eutrophication Definition Page
Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems | Learn Science at Scitable
About Eutrophication | World Resources Institute
Historical Perspecitve Of The Phosphate Detergent Conflict (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 2 октября 2015. Архивировано 28 мая 2010 года.
EU-wide ban on phosphates in household detergents adopted

Литература

Химия 9. — М.: Вентана-Граф, 2010. — С. 287.
Ф.Н. Капуцкий, В.Ф.Тикавый. Пособие по химии для поступающих в вузы. — Минск: Выш. школа, 1979. — С. 384.
Г.П.Хомченко. Химия для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа, 1994. — С. 447.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4828.html Фосфаты неорганические] XuMuK.ru — фосфаты

[multiple-2] Капуцкий Ф. Н., Тикавый В. Ф. Пособие по химии для поступающих в вузы.—Минск: Вышейшая школа, 1979.—С.218

[3] Таблица растворимости некоторых неорганических соединений

[4] Фосфаты // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. Фосфаты / Большая советская энциклопедия

[5] Eutrophication Definition Page

[6] Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems | Learn Science at Scitable

[7] About Eutrophication | World Resources Institute

[8] Historical Perspecitve Of The Phosphate Detergent Conflict (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 2 октября 2015. Архивировано 28 мая 2010 года.

[9] EU-wide ban on phosphates in household detergents adopted

Словари и энциклопедии	Большая российская Britannica (онлайн)
В библиографических каталогах	BNF: 119445241 GND: 4134029-2 LCCN: sh85101098