Фосфаты

Фосфат керченит на почтовой марке, 2009

Фосфа́ты — соли фосфорных кислот, например ортофосфат калия K3PO4. Различают ортофосфаты и конденсированные фосфаты, содержащие более одного атома P, образующие связи P—O—P.

Содержание

Ортофосфаты

Соли фосфорной кислоты называются фосфатами. Фосфорная кислота образует одно-, двух- и трехзамещенные соли.

  (дигидрофосфат натрия)
  (гидрофосфат натрия)
  (фосфат натрия)

Дигидрофосфаты обычно хорошо растворимы в воде, почти все гидрофосфаты и фосфаты растворимы мало. Прокаливание солей приводит к следующим превращениям:

 
 

Органические фосфаты играют очень важную роль в биологических процессах. Фосфаты сахаров участвуют в фотосинтезе. Нуклеиновые кислоты также содержат остаток фосфорной кислоты.

Получение

Ортофосфаты можно получить действием ортофосфорной кислоты на щёлочь:

 

Химические свойства

У всех ортофосфатов есть свойство: безводные соли стабильны при нагревании до температуры плавления, которая для разных солей колеблется в диапазоне от 830 °C (у фосфата свинца) до 1605 °C (у фосфата бария)[1].

Фосфаты в основном плохо растворимы, в отличие от дигидрофосфатов. Растворимы только фосфаты щелочных металлов, начиная с натрия (фосфат лития — малорастворим) и аммония[2][3]. Фосфаты обладают общими свойствами солей:

  • Взаимодействуют с сильными кислотами (они превращают нерастворимый фосфат в растворимый дигидрофосфат):
 
  • Взаимодействуют с другими растворимыми солями:
 
  • При нагревании выше 2000C° разлагаются на оксиды[4]:
 

Дигидрофосфаты (однозамещенные фосфаты) имеют кислую среду, гидрофосфаты (двузамещенные фосфаты) — слабощелочную, средние (трехзамещенные фосфаты, или просто фосфаты) — щелочную.

Гидроортофосфаты — неорганические соединения, кислые соли ортофосфорной кислоты, например, гидроортофосфат бериллия. Дигидроортофосфаты — неорганические соединения, кислые соли ортофосфорной кислоты, например, дигидроортофосфат аммония. Существуют также метафосфаты, например, метафосфат калия.

Применение

Основное применение — фосфорные удобрения. Фосфаты широко используются для уменьшения жесткости воды (т.е. связывания ионов кальция и магния в нерастворимые фосфаты) — в синтетических моющих средствах, в системах водоподготовки и т.д. Также применяется в производстве некоторых лекарственных веществ[2].

Физиологическая роль

Важное место фосфаты занимают и в биохимии, а именно в синтезе множества биологически активных веществ, а также в энергетике всех живых организмов. Фосфорные эфиры аденозина - АМФ, АДФ и АТФ являются важнейшими веществами энергетического обмена. Фосфатная группа - неотъемлемая часть РНК и ДНК.

Экологические аспекты

Фосфаты, попадающие в окружающую среду, наряду с некоторыми другими веществами приводят к эвтрофикации водоёмов[5][6][7]. Споры об использовании фосфатов в стиральных порошках ведутся с 1970-х годов[8], такое их применение запрещено во многих странах. С начала 2010-х годов в странах Европейского союза постепенно вводятся ограничения на использование фосфатов в бытовых стиральных порошках на уровне не более 0,3—0,5 г фосфора на цикл стирки[9]. Помимо удобрений и стиральных порошков, антропогенным источником фосфатов в окружающей среде являются необработанные сточные воды.

См. также

Примечания

  1. Фосфаты неорганические XuMuK.ru — фосфаты
  2. 1 2 Капуцкий Ф. Н., Тикавый В. Ф. Пособие по химии для поступающих в вузы.—Минск: Вышейшая школа, 1979.—С.218
  3. http://www.chemport.ru/data/data6.shtml
  4. [1] Фосфаты / Большая советская энциклопедия
  5. Eutrophication Definition Page
  6. Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems | Learn Science at Scitable
  7. About Eutrophication | World Resources Institute
  8. Historical Perspecitve Of The Phosphate Detergent Conflict (недоступная ссылка). Дата обращения 2 октября 2015. Архивировано 28 мая 2010 года.
  9. EU-wide ban on phosphates in household detergents adopted

Литература

  • Химия 9. — М.: Вентана-Граф, 2010. — С. 287.
  • Ф.Н. Капуцкий, В.Ф.Тикавый. Пособие по химии для поступающих в вузы. — Минск: Выш. школа, 1979. — С. 384.
  • Г.П.Хомченко. Химия для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа, 1994. — С. 447.