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PhosphorsÀure

Strukturformel
Strukturformel der ortho-PhosphorsÀure
Allgemeines
Name PhosphorsÀure
Andere Namen
  • ortho-PhosphorsĂ€ure
  • Phosphor(V)-sĂ€ure
  • E 338
Summenformel H3PO4
CAS-Nummer 7664-38-2
PubChem 1004
Kurzbeschreibung

farb- und geruchloser Feststoff oder FlĂŒssigkeit[1]

Eigenschaften
Molare Masse 98,00 g·mol−1
Aggregatzustand

fest (oft flĂŒssig, da eine unterkĂŒhlte Schmelze recht lange lagerbar ist)[2]

Dichte

1,87 g·cm−3 (25 Â°C)[1]

Schmelzpunkt

42,35 °C[1]

Siedepunkt

Zersetzung: 213 Â°C (Wasserabspaltung)[1]

Dampfdruck

3,8 Pa (20 Â°C)[1]

pKs-Wert
Löslichkeit

vollstÀndig mischbar mit Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
05 – Ätzend

Gefahr

H- und P-SĂ€tze H: 314
EUH: keine EUH-SĂ€tze
P: 280-​301+330+331-​305+351+338-​309+310 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-SĂ€tze R: 34
S: (1/2)-26-45
MAK

2 mg·m−3 (einatembarer Aerosolanteil)[1]

Soweit möglich und gebrÀuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Die „normale“ oder ortho-PhosphorsĂ€ure ist die wichtigste SauerstoffsĂ€ure des Phosphors. Sie ist eine dreiprotonige SĂ€ure und reagiert bezĂŒglich der ersten Deprotonierung als mittelstarke SĂ€ure. Ihre Salze und Ester heißen Phosphate. Der Phosphor hat in diesen Verbindungen die Oxidationsstufe V. Wichtige Arbeiten zur AufklĂ€rung der Struktur leistete Thomas Graham.

Von der PhosphorsĂ€ure leiten sich außerdem die Kondensate DiphosphorsĂ€ure, Meta- und PolyphosphorsĂ€uren ab.

Als Lebensmittelzusatzstoff wird PhosphorsĂ€ure als E 338 deklariert.

Inhaltsverzeichnis

Gewinnung und Darstellung

PhosphorsĂ€ure kann aus Rohphosphat (meistens Apatit, Ca5(PO4)3X mit X = F, OH oder Cl) und SchwefelsĂ€ure, SalzsĂ€ure oder SalpetersĂ€ure hergestellt werden. Als Nebenprodukte fallen dabei CaSO4 (Phosphorgips, verunreinigter Gips) und H2[SiF6] (HexafluorokieselsĂ€ure) an. Alternativ lĂ€sst sich PhosphorsĂ€ure durch Verbrennung elementaren Phosphors zu Phosphorpentoxid, P4O10, und anschließende Hydrolyse herstellen (sogenannte thermische PhosphorsĂ€ure). Ein hochreines Produkt erhĂ€lt man durch aufkonzentrieren einer handelsĂŒblichen PhosphorsĂ€urelösung auf einen Gehalt von ĂŒber 90 Prozent und anschließende Kristallisation in einem genau eingehaltenen Temperaturbereich.[4]

Eigenschaften

Die wasserfreie Substanz ist stark hygroskopisch.

Die PhosphorsĂ€ure ist eine dreiprotonige SĂ€ure, die ihren Protonen in drei Stufen an WassermolekĂŒle unter Bildung von Oxonium (H3O+) und unter Bildung von Dihydrogenphosphat-, Hydrogenphosphat- bzw. Phosphat-Anionen abgeben kann. Die zugehörigen pKs-Werte betragen pKs1 = 2,161; pKs2 = 7,207 und pKs3 = 12,325.[2]

<math>\mathrm{H_3PO_{4(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + H_2PO^-_{4(aq)}}</math> <math>\mathrm{K_{s1} = 6,9 \cdot 10^{-3}}</math>
<math>\mathrm{H_2PO^-_{4(aq)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + HPO^{2-}_{4(aq)}}</math> <math>\mathrm{K_{s2} = 6,2 \cdot 10^{-8}}</math>
<math>\mathrm{HPO^{2-}_{4(aq)}+ H_2O_{(l)} \rightleftharpoons}</math> <math>\mathrm{H_3O^+_{(aq)} + PO^{3-}_{4(aq)}}</math> <math>\mathrm{K_{s3} = 4,7 \cdot 10^{-13}}</math>

Verwendung

PhosphorsĂ€uren dienen als Ausgangsstoff zur Herstellung phosphathaltiger DĂŒnger (in den USA >90 % der Produktion), von Waschmitteln, Rostentfernern bzw. von Rostumwandler sowie zur Passivierung von Eisen und Zink zum Schutz vor Korrosion. In der Zahnmedizin findet Zinkphosphatzement Verwendung.

PhosphorsĂ€ure ist in hoher Konzentration Ă€tzend, verdĂŒnnt wird sie in der Lebensmittelindustrie als Konservierungsmittel, SĂ€uerungsmittel (z. B. in Cola-GetrĂ€nken) und als SĂ€ureregulator eingesetzt (E 338). PhosphorsĂ€ure ist bis auf ihre Ă€tzende Wirkung fĂŒr den menschlichen Organismus ungiftig.

PhosphorsÀure wird zur Herstellung von Pufferlösungen (siehe Phosphatpuffer) eingesetzt.

Biologische Bedeutung

PhosphorsĂ€ureester und PhosphorsĂ€ureanhydride spielen im Stoffwechsel eine zentrale Rolle, insbesondere als Energie- und GruppenĂŒbertrĂ€ger (siehe z. B. ATP bzw. GTP). Sie sind unter anderem integraler Bestandteil der DNA, der RNA und vieler Coenzyme.

Nachweis

Die PhosphorsÀure und lösliche Phosphate lassen sich durch FÀllung mit Ammoniumheptamolybdat zu gelbem Ammoniummolybdatophosphat, oder durch FÀllung mit Magnesiumionen in ammoniakalischer Lösung zu MgNH4PO4 nachweisen.

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g h Eintrag zu CAS-Nr. 7664-38-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. MĂ€rz 2007 (JavaScript erforderlich).
  2. ↑ a b c d e  Thieme Chemistry (Hrsg.): RÖMPP Online - Version 3.5. Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart 2009.</span>
  3. ↑ a b Eintrag zu CAS-Nr. 7664-38-2 im European chemical Substances Information System ESIS (ergĂ€nzender Eintrag)
  4. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbuch der PrĂ€parativen Anorganischen Chemie 3. Ausgabe, Band 1, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1975, S. 528-529.

Literatur

  • A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin u. New York 1995, S. 764.

Siehe auch

Weblinks

 Commons: PhosphorsĂ€ure â€“ Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary Wiktionary: PhosphorsĂ€ure â€“ BedeutungserklĂ€rungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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