Với bài viết về Công thức hidroxit (hydroxide) cao nhất của Photpho (P) bao gồm nội dung về công thức hidroxit cao nhất, kiến thức mở rộng và bài tập vận dụng. Mời các bạn đón xem:

Công thức hidroxit (hydroxide) cao nhất của Photpho (P)

I. Công thức hidroxit cao nhất của P

Công thức hydroxide cao nhất của phosphorus là: H₃PO₄.

Giải thích:

P (Z = 15) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

⇒ Phosphorus thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn, có hoá trị cao nhất trong hợp chất hydroxide là V. Ta có:

P(OH)₅ ↔ H₅PO₅ ↔ H₃PO₄.H₂O

Do đó, công thức hydroxide cao nhất của phosphorus là: H₃PO₄.

II. Mở rộng kiến thức về H₃PO_4­

1. Tính chất vật lý

- Có 2 dạng tồn tại đó là phosphoric acid chất rắn tinh thể không màu và chất lỏng trong suốt không màu.

- Phosphoric acid có vị chua.

- Phosphoric acid thường tan vô hạn trong nước và etanol.

2. Tính chất hóa học

- H₃PO₄ là acid trung bình, làm quỳ tím chuyển đỏ.

- Trong dung dịch H₃PO₄ sẽ phân ly thuận nghịch theo 3 nấc:

H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄^-

H₂PO₄^- ⇌ H⁺ + HPO₄^2-

HPO₄^2- ⇌H⁺ + PO₄^3-

- H₃PO₄ tác dụng với basic oxide để tạo thành muối và nước

2H₃PO₄ + 3Na₂O → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

- H₃PO₄ tác dụng với base sẽ tạo thành muối và nước (tùy theo tỉ lệ phần ứng có thể tạo thành các muối khác nhau).

KOH + H₃PO₄ →KH₂PO₄ + H₂O

- H₃PO₄ tác dụng với kim loại đứng trước H sẽ tạo thành muối và giải phóng khí hydrogen.

6Na + 2H₃PO₄ → 2Na₃PO₄ + 3H₂

- Phosphoric acid khi chịu tác dụng của nhiệt còn xảy ra các phản ứng nhiệt phân như:

+ Nhiệt độ từ 200°C đến 250°C sẽ nhiệt phân theo phương trình sau đây:

2H₃PO₄ → H₄PO₇ + H₂O

+ Nhiệt độ từ 400°C đến 500°C sẽ nhiệt phân theo phương trình sau đây:

H₄P₂O₇ → 2HPO₃ + H₂O

3. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm

- Trong phòng thí nghiệm phosphoric acid được điều chế bằng cách dùng HNO₃ đặc oxi hoá phosphorus ở nhiệt độ cao:

P + 5HNO₃ $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

b. Trong công nghiệp

- Phosphoric acid trong công nghiệp được sản xuất chủ yếu bằng 02 phương pháp đó là quá trình nhiệt và quá trình ẩm ướt.

- Trong đó, quá trình nhiệt hay còn gọi là phương pháp khô và phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp trích ly.

+ Phương pháp ướt:

Đây là cách dùng sulfuric acid đặc tác dụng với quặng apatite hoặc quặng phosphorite:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ đặc $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$3CaSO₄ (↓) + 2H₃PO₄

Sau đó, H₃PO₄ tạo thành được tách khỏi kết tủa bằng cách lọc và được cô đặc. Tuy nhiên, acid H₃PO₄ thu được bằng phương pháp này không tinh khiết. Để thu được acid tinh khiết với nồng độ cao hơn, người ra thường sử dụng phương pháp khô.

+ Phương pháp khô:

Người ta đốt cháy phospho để tạo diphosphorus pentoxide P₂O₅, sau đó cho P₂O₅ tiếp tục phản ứng với nước, sản phẩm thu được là H₃PO₄ tinh khiết.

4P + 5O₂ $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

4. Ứng dụng

- Phosphoric acid được dùng để sản xuất phân bón. H₃PO₄ đậm đặc có thể chứa tới 70%-75% P₂O₅ - một nguyên liệu vô cùng quan trọng trong việc điều chế muối photphat, sản xuất phân lân, hợp chất photpho (trong thuốc trừ sâu), thức ăn cho gia súc.

- Phosphoric acid là một loại chất phụ gia trong các loại đồ uống, mứt, thạch rau câu, pho mát… Bên cạnh đó, nó còn có thể tạo hương thơm, tạo thêm vị ngọt, sự đậm đà cho thực phẩm.

- Đây còn là chất tẩm gỗ chống cháy và chất chống ăn mòn kim loại. Phosphoric acid là nguyên liệu sản xuất thuỷ tinh gạch men, xử lý nước, công nghiệp xi mạ, sản xuất các chất giặt tẩy.

- H₃PO₄ có khả năng làm chậm sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc trong công thức đường nên được sử dụng để làm chất bảo quản.

- H₃PO₄ cũng được sử dụng trong công nghệ dược phẩm.

III. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Thành phần chính của quặng phosphorite là

A. CaHPO₄.

B. Ca₃(PO₄)₂.

C. NH₄H₂PO₄.

D. Ca(H₂PO₄)₂.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Thành phần chính của quặng photphorit là Ca₃(PO₄)₂.

Câu 2: Trong công nghiệp, để sản xuất acid H₃PO₄ có độ tinh khiết và nồng độ cao, người ta làm cách nào sau đây?

A. Cho phosphorus tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng.

B. Cho dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng tác dụng với quặng apatite.

C. Đốt cháy phosphorus trong oxygen dư, cho sản phẩm tác dụng với nước.

D. Cho dung dịch acid H2SO4 đặc, nóng tác dụng với quặng phosphorite.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Để thu được acid H₃PO₄ có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy phosphorus để thu được P₂O₅, rồi cho P₂O₅ tác dụng với nước:

4P + 5O₂ $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$ 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ 

Câu 3: Phosphoric acid không thể được điều chế trực tiếp từ

A.Phosphorus.

B.Diphosphorus pentaoxide.

C.Phosphine.

D.Calcium phosphate.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Các cách điều chế H₃PO₄ là

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO_{4 đặc, nóng} → 3CaSO₄ ↓+ 2H₃PO₄

Không điều chế được H₃PO₄ từ PH₃ (phosphine).