Пірофосфатна кислота

Шаблон:Речовина Шаблон:About Пі́рофосфа́тна кислота́, дифосфа́тна кислота́ — неорганічна сполука, чотириосновна кислота складу H₄P₂O₇. За звичайних умов є білою кристалічною речовиною у двох формах: стійкій з температурою плавлення 71,5 °C та нестійкій із 54,3 °C. Дуже добре розчиняється у воді.

При взаємодії з основами утворює ряд солей пірофосфатів.

Отримання

Пірофосфатна кислота утворюється при нагріванні ортофосфатної кислоти, внаслідок міжмолекулярної дегідратації:

$\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{150^{o}C}{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Іншим способом є насичення ортофосфатної кислоти оксидом фосфору(V). Дана реакція застосовується у виробництві H₃PO₄ для її концентрування:

$\mathrm{8}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{P}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}\stackrel{80-100^{o}C}{\to }\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}$

Хімічні властивості

Пірофосфатна кислота є чотириосновною кислотою. При дисоціації за першим ступенем, вона навіть є сильнішою за ортофосфатну кислоту:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{\rightleftarrows }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$ (pK₁ = 0,91)

${\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftarrows }{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$ (pK₂ = 2,10)

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{H}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{3}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$ (pK₃ = 6,70)

$\mathrm{H}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{3}\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftarrows }{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{4}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}$ (pK₃ = 9,32)

При взаємодії з насиченими розчинами лугів реакція нейтралізації проходить повністю, а з розведеними — переважно за двома ступенями:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

При кип'ятінні у розведених розчинах відбувається зворотнє концентрування — пірофосфатна кислота розкладається з утворенням ортофосфатної:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{t}{\to }\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Взаємодіє із деякими солями, якщо реакція веде до утворення малорозчинних пірофосфатів:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\to }\mathrm{A}{\mathrm{g}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Пероксодифосфатна кислота

Із концентрованим розчину пероксидом водню H₄P₂O₇ окиснюється до пероксодифосфатної кислоти H₄P₂O₈, яка є нестійкою сполукою і при розведенні зворотньо розкладається на фосфатну та пероксофосфатну кислоти:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{8}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{P}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{8}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftarrows }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{5}}$

Див. також

• Пірофосфати
• Аденозиндифосфат

Джерела

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