Fosforin ja fosforihapon välinen ero

2024 Kirjoittaja: Alex Aldridge | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 13:38

Avainero – fosfori vs fosforihappo

Fosfori ja fosforihappo ovat kaksi happomuotoa, jotka sisältävät kemiallisen alkuaineen fosfori (P). Näiden kahden molekyylin kemialliset rakenteet ovat lähes samanlaisia, mutta kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet eroavat toisistaan. avainero fosforin ja fosforihapon välillä on, että fosforihappo (IUPAC-nimi: fosfonihappo) on diproottinen, kun taas fosforihappo (IUPAC-nimi: Trihydroxidooxidophosphorus) on triproottinen.

Mikä on fosforihappo?

Fosforihappo on happoa, joka sisältää fosforia ja kemiallinen kaava on H₃PO_{3Fosforihapon IUPAC-nimi on fosfonihappo. Vaikka tämä kemiallinen rakenne sisältää kolme vetyatomia, se on diproottinen happo. Diproottinen happo on happo, joka pystyy vapauttamaan kaksi vety-ionia (protonia) vesipitoiseen väliaineeseen. Fosforihappoa kutsutaan myös ortofosforihapoksi.}

Fosforihapon moolimassa on 81,99 g/mol. Huoneenlämmössä se on valkoinen kiinteä aine, joka hajoaa (imee vettä ilmasta altistuessaan ja liukenee). Fosforihapon sulamispiste on 73,6 ◦C ja kiehumispiste 200 ◦C. Kiehumispisteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa yhdisteillä on taipumus hajota. Fosforihapon kemiallista rakennetta tarkasteltaessa siinä on fosforiatomi keskusatomina, joka on sitoutunut kahteen –OH-ryhmään, ja yksi happiatomi, joka on sitoutunut kaksoissidoksella ja vetyatomi, joka on sitoutunut yksinkertaisella sidoksella. Tämä rakenne tunnetaan pseudotetraedrina.

Kuva 01: Fosforihapon kemiallinen rakenne

Fosforihappo valmistetaan hapon anhydridin hydrolyysillä; P₄O_6.

P₄O₆ + 6 H₂O → 4 H 3_PO3

Mutta teollisen mittakaavan tuotannossa fosforikloridi (PCl_{3) hydrolysoituu höyryllä.}

PCl₃ + 3 H₂O → H₃PO _{3 + 3 HCl}

Fosforihappoa käytetään pelkistimenä kemiallisessa analyysissä. Tämä happo muuttuu helposti fosforihapoksi kuumennettaessa noin 180 ◦C:seen. fosforihapon muodostamat suolat tunnetaan fosfiitteina. Fosforihapon yleisin käyttökohde on se; sitä käytetään emäksisen lyijyfosfiitin (PVC:n stabilointiaine) valmistukseen.

Mikä on fosforihappo?

Fosforihappo on fosforia sisältävä happo, jonka kemiallinen kaava on H₃PO_{4. Tämän yhdisteen IUPAC-nimi on trihydroksidioksidofosfori. Se on triproottinen happo, koska se voi vapauttaa kolme protonia (vety-ionia) vesipitoisessa väliaineessa.}

Fosforihapon moolimassa on 97,99 g/mol. Fosforihappoa on saatavana valkoisena kiinteänä aineena, joka on vetistyvä tai siirappimaisena nesteenä, jolla on korkea viskositeetti. Tämä yhdiste on kuitenkin hajuton. Tämän yhdisteen sulamispiste on 42,35◦C ja kiehumispiste 213◦C, mutta korkeissa lämpötiloissa se hajoaa.

Kuva 02: Fosforihapon kemiallinen rakenne

Fosforihapon tuotanto tapahtuu kahdella päätavalla; märkäprosessi ja lämpöprosessi. Märkäprosessiin kuuluu fosforihapon tuotanto fluorapatiitista. Se tunnetaan fosfaattikivenä ja sen kemiallinen koostumus on 3Ca₃(PO₄)₂CaF ₂ Tämä fosfaattikivi jauhetaan hienoksi pinta-alan kasvattamiseksi ja saatetaan reagoimaan väkevän rikkihapon kanssa, joka tuottaa fosforihappoa ja kipsiä (CaSO₄2H_{2O) tuotteina.}

Ca₅(PO₄)₃F + 5H ₂SO₄ + 10H₂O → 3H₃PO ₄+ 5CaSO₄·2H_{2O + HF}

Fosforihapon tuotannon lämpöprosessi sisältää alkuainefosforin palamisen erittäin puhtaan fosforihapon saamiseksi. Alkuainefosforin palaminen tuottaa fosforipentoksidia (P₂O_{5). Tämä yhdiste hydratoidaan sitten fosforihapon tuottamiseksi.}

P₄ + 5O₂→ 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O → 2H ₃PO₄

Fosforihapon tärkeimmät käyttökohteet ovat lannoitteiden tuotannossa. Fosforihappoa käytetään kolmen tyyppisten fosforilannoitteiden valmistukseen; kolmoissuperfosfaatti, diammoniumvetyfosfaatti ja monoammoniumdivetyfosfaatti.

Mitä yhtäläisyyksiä fosforin ja fosforihapon välillä on?

• Sekä fosfori että fosforihappo ovat happoja, jotka sisältävät fosforia.
• Sekä fosfori että fosforihappo pystyvät vapauttamaan protoneja vesiliuoksissa.

Mitä eroa on fosforilla ja fosforihapolla?

Fosfori vs fosforihappo
Fosforihappo on happoa, joka sisältää fosforia ja kemiallinen kaava on H3PO3.	Fosforihappo on fosforia sisältävä happo, jonka kemiallinen kaava on H3PO4.
Protonit
Fosforihappo on diproottinen	Fosforihappo on triproottista
Moolimassa
Fosforihapon moolimassa on 81,99 g/mol.	Fosforihapon moolimassa on 97,99 g/mol.
IUPAC-nimi
Fosforihapon IUPAC-nimi on fosfonihappo.	Fosforihapon IUPAC-nimi on trihydroksidioksidofosfori.
Sulamispiste
Fosforihapon sulamispiste on 73,6◦C ja kiehumispiste 200◦C.	Tämän yhdisteen sulamispiste on 42,35◦C ja kiehumispiste 213◦C, mutta korkeissa lämpötiloissa se hajoaa.
Tuotanto
Fosforihappo valmistetaan hapon anhydridin hydrolyysillä; P4O6 tai fosforikloridilla (PCl3) on hydrolyysi höyryllä	Fosforihappo valmistetaan märkäprosessilla tai lämpöprosessilla.

Yhteenveto – Fosfori vs fosforihappo

Fosforihappo ja fosforihappo ovat fosforia sisältäviä happoja, joilla on monia teollisia sovelluksia, kuten lannoitteiden valmistuksessa. Ero fosforin ja fosforihapon välillä on, että fosforihappo on diproottinen, kun taas fosforihappo on kolmiproottinen.