Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Фосфаты

Фосфаты, соли и эфиры фосфорных кислот. Из солей различают ортофосфаты и полимерные (или конденсированные) фосфаты. Последние делят на полифосфаты, имеющие линейное строение фосфат-анионов, метафосфаты с кольцеобразным (циклическим) фосфат-анионом и ультрафосфаты с сетчатой, разветвленной структурой фосфат-аниона. К фосфатам относят также весьма стойкие соединения – фосфаты бора BPO4 и алюминия AlPO4 (хотя правильнее было бы считать их смешанными ангидридами P2O5 и B2O3; P2O5 и Al2O3).

  Ортофосфатысоли ортофосфорной кислоты H3PO4 – известны одно-, двух- и трёхзамещённые. Однозамещённые ортофосфаты, содержащие анион H2PO4, растворимы в воде, из двух- и трёхзамещённых ортофосфатов, содержащих соответственно анионы HPO42- и PO43-, растворимы только соли щелочных металлов и аммония. Трёхзамещённые ортофосфаты, за исключением триаммоний фосфата (NH4)3PO4×3H2O, термически устойчивы; трикальцийфосфат заметно диссоциирует лишь при температурах выше 2000 °С (диссоциация улучшается под вакуумом): Ca3(PO4)2 = 3CaO + P2O5. При нагревании одно- и двухзамещённых ортофосфатов происходит их дегидратация с выделением структурной воды и образованием полимерных (линейных или кольцевых) фосфатов по схеме:

(n-2) MeH2PO4 (2Me2HPO4 (Men + 2PnO3n + 1 + (n-1) H2O

(где n – степень полимеризации).

  Все встречающиеся в природе соединения фосфора представляют собой ортофосфаты (см. Фосфаты природные). В промышленности растворимые в воде ортофосфаты получают по следующей схеме: 1) производство из природных фосфатов (главным образом апатитов) ортофосфорной кислоты (см. Фосфорные кислоты); 2) взаимодействие ортофосфорной кислоты с гидроокисями, аммиаком, хлоридами или карбонатами, например:

H3PO4 + NH3 = NH4H2PO4

H3PO4 + KCl = KH2PO4 – HCl

  Труднорастворимые ортофосфаты тяжелых металлов (например, Ag, Cu) образуются в результате обменных реакций, например:

2Na2HPO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3NaNO3 + NaH2PO4

  Полимерные фосфаты различных структурных типов могут быть описаны формулами: линейные полифосфаты Men + 2PnO3n + 1, или

кольцевые метафосфаты MenPnO3n, или

(где n – степень полимеризации).

  Свойства полимерных фосфатов зависят от характера катиона, строения фосфат-аниона, степени полимеризации, структуры фосфата и др. Так, например, растворимость линейных полифосфатов, как правило, падает с увеличением степени полимеризации, но может быть увеличена путём модифицирования полифосфатов, например изменением скорости охлаждения расплава.

  Получают полимерные фосфаты (линейные и кольцевые) в основном термической дегидратацией одно- и двухзамещённых ортофосфатов или нейтрализацией соответствующих поли- или мета- (циклических) фосфорных кислот:

Hn + 2PnO3n + 1 + nNH3 = (NH4) n H2PnO3n + 1

(иногда эти процессы совмещаются, как, например, при высокотемпературной аммонизации ортофосфорной кислоты для получения полифосфатов аммония). В промышленных масштабах эти способы используют для получения пиро-, триполифосфатов натрия (соответственно Na4P2O7, Na5P3O10) и в меньшей степени – калия, а также полимерных метафосфатов (натрий-фосфатные стекла, метафосфат калия и др.).

  Из циклических метафосфатов наиболее изучены тримета-, тетрамета-, гексамета- и октаметафосфаты.

  Ультрафосфаты – соединения общей формулы MenRPnOn (5 + R)/2, где R = Me2O/P2O5, как правило, аморфные, стеклообразные вещества, гигроскопичные, легко гидролизующиеся на воздухе с образованием поли- и метафосфатов. Последние в присутствии большого количества воды могут гидролизоваться за счёт полного расщепления Р–О–Р-связей вплоть до ортофосфатов. Выделенные в кристаллическом виде ультрафосфаты кальция, магния, марганца и некоторых лантаноидов, как правило, не гигроскопичны. Ультрафосфаты образуются в результате термической дегидратации смеси ортофосфатов с фосфорными кислотами или с фосфорным ангидридом, т. е. при наличии условия

О < Me2O/P2O5 < 1.

  Фосфаты кальция, аммония, калия и др. широко применяются в качестве фосфорных удобрений. В 70-е гг. 20 в. выросло производство кормовых фосфатов [например, обесфторенные фосфаты, преципитат, динатрийфосфат, фосфаты мочевины – H3PO4×(NH2)2CO и др.]. Фосфаты натрия и калия (особенно триполифосфаты) применяют в качестве компонентов жидких и порошкообразных моющих средств и поверхностно-активных веществ при буровых работах, в цементной, текстильной промышленности при подготовке шерсти, хлопка к белению и крашению. Фосфаты используют в пищевой промышленности в качестве рыхлителей теста, например (NH4)2HPO4. Некотоpые фосфаты (например, BPO4) применяют в качестве катализаторов в реакциях органического синтеза. Фосфаты преимущественно щелочных металлов входят в состав эмалей, глазурей, стекол, огнестойких материалов (как антипирены), а также мягких абразивов; они используются при фосфатировании металлов (Mg, Fe, Zn). Кристаллы однозамещённых фосфатов калия, аммония применяются как сегнетоэлектрики и пьезоэлектрические материалы. Фосфаты используются в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарственных препаратов (например, фосфакол, АТФаденозинтрифосфат и др.), зубных паст и порошков.

  Л. В. Кубасова.

  Из эфиров фосфорных кислот наиболее известны одно-, двух- и трёхзамещённые ортофосфаты, соответственно ROP (O)(OH)2, (RO)2P (O) OH и (KO)3PO (где R – алкил, арил или гетероциклический остаток). Получаются при взаимодействии POCl3 со спиртами:

POCl3 + 3ROH ® (RO)3PO

POCl3 + 2ROH ® (RO)2P (O) Cl  (RO)2P (O) OH

и др. способами.

  Применяются как пестициды, присадки к маслам, экстрагенты и т.д. Некоторые органические фосфаты (нуклеиновые кислоты, аденозинфосфорные кислоты) выполняют важные функции в живых организмах.

  Э. Е. Нифантьев.

 

  Лит.: Продан Е. А., Продан Л. И., Ермоленко Н. Ф., Триполифосфаты и их применение, Минск, 1969; см. также лит. при ст. Фосфор.


Фосфаты.



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн