Phương trình hóa học HNO3 ra H3PO4

Phương trình hóa học

Điều kiện phản ứng

Nhiệt độ: nhiệt độ

Cách thực hiện phản ứng

cho P tác dụng với dd axit HNO₃ đậm đặc

Hiện tượng nhận biết

Cho P tác dụng với dung dịch axit HNO₃ đậm đặc, chất rắn màu trắng Photpho (P) tan dần và xuất hiện khí nâu đó Nito dioxit (NO₂).

Cùng Top lời giải tìm hiểu về  Axit Photphoric H₃PO₄  nhé.

i. Axit photphoric là gì?

Axit Photphoric thường có hai tên gọi là acid phosphoric và axit orthophosphoric công thức hóa học H₃PO₄, nó là một axit yếu thường được gặp dưới dạng sirô không màu, không mùi, khó bay hơi.

Dạng thô của axit này được chiết xuất từ ​​đá phốt phát, trong khi dạng tinh khiết hơn được sản xuất công nghiệp từ phốt pho trắng. Acid phosphoric tinh khiết thường ở trạng thái rắn kết tinh và ở dạng ít cô đặc.

I. Cấu tạo phân tử

Công thức cấu tạo:

II. Tính chất vật lí

Là chất rắn dạng tinh thể trong suốt, không màu, nóng chảy ở 42,5ºC. Dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.

III. Tính chất hóa học

a. Tính oxi hóa – khử

Trong H₃PO₄, P có mức oxi hóa +5 là mức oxi hóa cao nhất nhưng H₃PO₄ không có tính oxi hóa như HNO₃ vì nguyên tử P có bán kính lớn hơn so với bán kính của N dẫn đến mật độ điện dương trên P nhỏ nên khả năng nhận e kém.

b. Tính axit: Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:

H₃PO₄ ⇋ H+ + H₂PO_4- ⇒ k₁ = 7, 6.10^-3

H₃PO₄- ⇋ H⁺ + HPO₄²- ⇒ k₂ = 6,2.10^-8

HPO₄^2- ⇋ H⁺ + PO₄^3- ⇒ k₃ = 4,4.10^-13

⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3.

⇒ Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.

⇒ Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

c. Axit Photphoric dưới tác dụng của nhiệt còn xảy ra các phản ứng nhiệt phân như:

Dưới tác dụng của nhiệt độ trong khoảng từ 200 – 250 độ C. H₃PO₄ sẽ nhiệt phân theo phương trình sau đây:  2H₃PO₄ → H₄P₂O₇ + H₂O

Dưới tác dụng của nhiệt độ trong khoảng từ 400 – 500 độ C. H₃PO₄sẽ nhiệt phân theo phương trình sau đây:  H₄P₂O₇ → 2HPO₃ + H₂O.

IV. Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng

Một lượng lớn axit photphoric dùng để điều chế các muối photphat và sản xuất phân lân.

2. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + H₂O + 5NO₂

b. Trong công nghiệp

Axit photphoric trong công nghiệp được sản xuất chủ yếu qua hai phương pháp đó là quá trình nhiệt và quá trình ẩm ướt. Cụ thể như sau

Quá trình nhiệt hay còn gọi là phương pháp khô: H₃PO₄ thu được bằng cách đốt phospho nguyên tố để tạo phospho pentaoxit, sau đó được hòa tan trong axit phosphoric loãng.  Qua quá trình đốt phospho trong lò điện thì mọi tạp chất đã bị loại bỏ vì vậy ta sẽ thu được H₃PO₄  vô cùng tinh khiết.

P → P₂O₅ → H₃PO₄

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp trích ly: Đây là cách dùng axit sunfuric để phân huỷ khoáng calcium phosphate, thường được tìm thấy trong tự nhiên như quặng apatit. Phản ứng là:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ đặc → 3CaSO₄ + 2H₃PO₄ (t⁰)