磷酸或正磷酸,化學式H3PO4,分子量為97.994,是一種常見的無機酸,是中強酸。由五氧化二磷溶于熱水中即可得到。正磷酸工業上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會失水得到焦磷酸,再進一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業,包括作為防銹劑,食品添加劑,牙科和矯形,EDIC腐蝕劑,電解質,助焊劑,分散劑,工業腐蝕劑,肥料的原料和組件家居清潔產品。也可用作化學試劑,磷酸鹽是所有生命形形式的營養。
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c為電荷分離率,即注入到TiO2導帶中的電子有可能與膜內的雜質復合或以其他方式消耗:激發態的染料分子與TiO2導帶中的電子重新復合;電解液中的I3-在光陽極上就被TiO2導帶中的電子還原;所激發的染料分子直接與表面敏化劑分子復合。在整個過程中,各反應物總狀態不變,只是光能轉化為電能。電池的開路電壓(Voc)取決于二氧化鈦的費米能級(Efermi)TiO2和電解質中氧化還原電勢的能斯特電勢差(ER/R-),用公式可表示為Voc=1/q[Efermi)TiO2-ER/R-],其中q為完成一個氧化還原過程所需電子數。
物質結構
正磷酸是由一個單一的磷氧四面體構成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3雜化的,3個雜化軌道與氧原子間形成3個σ鍵,另一個P—O鍵是由一個從磷到氧的σ配鍵和兩個由氧到磷的d-p配鍵組成的。σ配鍵是磷原子上的一對孤對電子向氧原子的空軌道配位而形成。d←p配鍵是氧原子的py、pz軌道上的兩對孤對電子和磷原子的dxz、dyz空軌道重疊而成。由于磷原子3d能級比氧原子的2p能級能量高很多,組成的分子軌道不是很有效的,所以P—O鍵從數目上來看是三重鍵,但從鍵能和鍵長來看是介于單鍵和雙鍵之間。純H3PO4和它的晶體水合物中都有氫鍵存在,這可能是磷酸濃溶液之所以粘稠的原因。
安全防護磷酸無強氧化性,無強腐蝕性,屬于較為安全的酸,屬低毒類,有刺激性。
LD50:1530mg/kg(經口);2740mg/kg(兔經皮)
刺激性:兔經皮595mg/24小時,嚴重刺激;兔眼119mg嚴重刺激。
接觸時防止入眼,防止接觸,防止入口即可。
遇H發孔劑可燃; 受熱排放有毒磷氧化物煙霧。 [1]
磷酸蒸氣能引起鼻黏膜萎縮;對有相當強的腐蝕作用,可引起炎癥性疾患;能造成全身中毒現象。
若有磷酸蒸氣入眼,應立即用大量生理鹽水沖洗,隨后送救治
空氣中容許濃度為1mg/m。生產人員工作時應穿戴防護用具,如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料圍裙、長筒膠靴。保護呼吸器官和,如不慎濺到,應立即用大量清水沖洗,把磷酸洗凈后,一般可用紅汞溶液或龍膽紫溶液涂抹患處,嚴重時應立即送治。 [1]
應用領域
農業:磷酸是生產重要的磷肥(過磷酸鈣、磷酸二氫鉀等)的原料,也是生產飼料營養劑(磷酸二氫鈣)的原料。
工業:磷酸是一種重要的化工原料,主要作用如下:
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處理金屬表面,在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜,以保護金屬免受腐蝕。
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和硝酸混合作為化學拋光劑,用以提高金屬表面的光潔度。
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生產洗滌用品、殺蟲劑的原料磷酸酯。
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生產含磷阻燃劑的原料。
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Ebert等[46]在經過O2/CF4等離子刻蝕的PDMS表面,分別采用C4F8等離子改性和常溫氣相沉積PFOTCS進行改性制備了超疏水表面,并對其超疏水性能進行了鑒定。綜上所述,采用常溫常壓CVD改性制得的超疏水膜層相較于sol-gel法等液相法改性制得的膜層疏水性、均勻性、化學穩定性和環境耐久性均更優異。但該方法制得的超疏水膜層的疏水層很薄,通常為單分子或幾個分子層厚度,耐沖擊和磨損能力弱,僅能用于不受力的場合。離子增強化學氣相沉積PECVD是指借助外部所加電場的作用引起放電,使原料氣體成為等離子體狀態,變為化學上非常活潑的激發分子、原子、離子和原子團等,促進化學反應,在基材表面形成薄膜。PECVD具有常溫常壓CVD的絕大多數優點,并且由于等離子體的作用及等離子體參與反應,使反應物和基材表面均產生大量離子、自由基和亞穩態物質等活性基團,降低反應發生的溫度,縮短反應時間,使熱力學上難以發生的反應變為可能,促進化學反應的進行。
食品:磷酸是食品添加劑之一,在食品中作為酸味劑、酵母營養劑,可樂中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑,可作為營養增強劑。
醫學:磷酸可用于制取含磷,例如甘油磷酸鈉等。磷酸主產區
磷酸的生產過程一直受原材料的地域影響,我國磷酸的生產主要集中在云南、四川、貴州、湖北,而磷酸的精細化應用主要集中在沿海地區,根據磷交所的一份調查顯示,我國磷酸生產主要以熱法磷酸為主,提純高純度的磷酸,以滿足工業需求。生物學影響
飲料添加物
磷酸用在食品添加劑,素來有骨質疏松癥的疑慮。以往的調查是借由問卷選填飲用可樂及其他碳酸飲料的頻率,發現飲用碳酸飲料的受試者較易有骨質疏松癥的。研究指出,飲用碳酸飲料者沒有比其他人攝取更多的磷,但身體的鈣磷比卻顯著的降低。《美國臨床營養學雜志》(American Journal of Clinical Nutrition)中的有項研究在1996年至2001年使用雙倍能量的X光去探測1672位女性及1148位男性的骨密度,發現磷酸確實會降低骨密度,此研究了比以往使用問卷調查更有利的證據。
另一項臨床研究指出,磷的攝取會降低骨密度。但此實驗以磷的總攝取量為主,并未明確證明使骨密度降低的主因是磷酸。
但在Heaney及Rafferty使用鈣平衡的方法對于20至40歲的女人一日習慣飲用三杯以上(680 mL)碳酸飲料進行的臨床研究,卻發現含磷酸的碳酸飲料與鈣流失無關。研究比較了水、奶以及各種非酒精飲料(兩種含,兩種不含,兩種含磷酸,兩種含檸檬酸)。他們發現,相較于水,只有奶以及另外兩項含有的飲品會增加尿液中的鈣含量,而添加有磷酸的飲料和含的飲料鈣量流失速度差不多,并沒有擴大造成流失鈣質的影響。由于研究顯示所造成的鈣質流失會逐漸補回來,而磷酸在實驗中又沒有對鈣質流失造成影響。Heaney及Rafferty認為前面實驗受試者骨質疏松的原因是受試者飲用碳酸飲料,造成奶攝取量的漸少,造成鈣攝取量不足。
也是被認為造成骨質疏松的元兇之一。
:鶴崗磷酸,品牌一方面是由于天然氣中含有硫,在燃燒后會產生微量硫化物,為防止煙氣中硫化物的析出對鍋爐末級冷卻系統等設備的腐蝕,余熱鍋爐廠家在設計時一般將排煙溫度控制在9℃左右;另一方面,由于鍋爐回水溫度較高,鍋爐排煙溫度很難降低,這部分熱量基本上沒有得到有效利用,直接排入大氣后冷凝,造成冒白煙現象,導致熱能的浪費,對環境保護和企業收益的增加具有不利影響。目前,不少學者也對這部分能量的深度回收進行了研究。水蒸氣氣化潛熱在內的煙氣余熱對節省能源和減少污染物排放量都有重要意義。