Метафосфатні кислоти

Шаблон:Речовина Шаблон:About Ме́тафосфа́тні кисло́ти — неорганічні сполуки, циклічні фосфоровмісні кислоти олігомерного складу (HPO₃)_n, де n≥3. Утворюють ряд солей — метафосфатів. Найпоширенішими представниками є цикло-тетраметафосфатна і цикло-триметафосфатна кислоти.

Отримання

Метафосфатні кислоти утворюються при розчиненні оксиду фосфору(V) у воді за низької температури (за високої утворюватиметься ортофосфатна кислота). Основним продуктом взаємодії є циклічна тетраметафосфатна кислота, однак може відбуватися частковий гідроліз оксиду із розривом одного зі зв'язків P—O, що веде до утворення цикло-триметафосфатної та ортофосфатної кислот:

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{0^{o}C}{\to }\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}$

${\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{0^{o}C}{\to }\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Іншим способом отримання метафосфатних кислот є взаємодія P₄O₁₀ із сильними кислотами типу перхлоратної або нітратної (безводними):

$\mathrm{n}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{n}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{-25^{o}C,O_3}{\to }\mathrm{4}\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{n}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}$

$\mathrm{n}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{n}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{0^{o}C}{\to }\mathrm{4}\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{n}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{5}}$

Хімічні властивості

У гарячій воді метафосфатні кислоти гідратуються з утворенням ортофосфатної кислоти:

$\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{n}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{n}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Сполуки проявляються слабкі кислотні властивості. При обережній обробці їх лугами (за низької температури) утворюються олігомерні метафосфати:

$\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{n}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{0^{o}C}{\to }\mathrm{(}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{n}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

При слабкому нагріванні луги взаємодіють з утворенням суміші поліфосфатів (зокрема, пірофосфатів та трифосфатів):

$\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\stackrel{40^{o}C,-H_{2}O}{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}$

Заходи безпеки

При контакті зі шкірою метафосфатні кислоти залишають опіки, також можуть подразнювати очі. У випадку потрапляння на шкіру, одяг або в очі необхідно терміново промити місце контакту великою кількістю води; при проковтуванні речовини необхідно промити рот, забороняється викликати нудоту.

При використанні кислот у роботі слід користуватися захисними окулярами, гумовими рукавичками та кислотостійким одягом.

Застосування

Метафосфатні кислоти застосовуються у фармацевтиці, біохімічному аналізі, клінічній хімії та ветеринарії.

Див. також

• Оксид фосфору(V)
• Ортофосфатна кислота

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru