ความแตกต่างที่สำคัญ – ฟอสฟอรัสกับกรดฟอสฟอริก
ฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกเป็นกรดสองรูปแบบที่มีองค์ประกอบทางเคมีฟอสฟอรัส (P) โครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลทั้งสองมีความคล้ายคลึงกัน แต่คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพต่างกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกรดฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกคือ กรดฟอสฟอรัส (ชื่อ IUPAC: กรดฟอสโฟนิก) เป็นไดโปรติกในขณะที่กรดฟอสฟอริก (ชื่อ IUPAC: Trihydroxidooxidophosphorus) เป็นไตรโปรติก
กรดฟอสฟอรัสคืออะไร
กรดฟอสฟอรัสเป็นกรดที่มีฟอสฟอรัสและสูตรเคมีคือ H3PO3ชื่อ IUPAC ของกรดฟอสฟอรัสคือกรดฟอสโฟนิก แม้ว่าโครงสร้างทางเคมีนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนสามอะตอม แต่ก็เป็นกรดไดโปรติก กรดไดโปรติกเป็นกรดที่สามารถปล่อยไฮโดรเจนไอออน (โปรตอน) สองตัวไปยังตัวกลางที่เป็นน้ำ กรดฟอสฟอรัสเรียกอีกอย่างว่ากรดออร์โธฟอสฟอรัส
มวลโมลาร์ของกรดฟอสฟอรัสคือ 81.99 กรัม/โมล ที่อุณหภูมิห้อง จะเป็นของแข็งสีขาวที่มีลักษณะเป็นของเหลว (ดูดซับน้ำจากอากาศเมื่อสัมผัสและละลาย) จุดหลอมเหลวของกรดฟอสฟอรัสคือ 73.6◦C และจุดเดือดคือ 200◦C ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือด สารประกอบมีแนวโน้มที่จะสลายตัว เมื่อพิจารณาโครงสร้างทางเคมีของกรดฟอสฟอรัส มีอะตอมของฟอสฟอรัสเป็นอะตอมกลางที่เชื่อมกับกลุ่ม –OH สองกลุ่มและออกซิเจนหนึ่งอะตอมถูกพันธะด้วยพันธะคู่และอะตอมของไฮโดรเจนที่ถูกพันธะด้วยพันธะเดี่ยว โครงสร้างนี้เรียกว่าโครงสร้างจัตุรมุขเทียม
รูปที่ 01: โครงสร้างทางเคมีของกรดฟอสฟอรัส
กรดฟอสฟอรัสทำโดยการไฮโดรไลซิสของแอนไฮไดรด์ของกรด ป4O6.
P4O6 + 6 H2O → 4 H 3PO3
แต่ในระดับอุตสาหกรรม ฟอสฟอรัสคลอไรด์ (PCl3) ถูกไฮโดรไลซ์ด้วยไอน้ำ
PCl3 + 3 H2O → H3PO 3 + 3 HCl
กรดฟอสฟอรัสใช้เป็นสารรีดิวซ์ในการวิเคราะห์ทางเคมี กรดนี้แปลงเป็นกรดฟอสฟอริกได้อย่างง่ายดายเมื่อถูกความร้อนที่ประมาณ 180◦C เกลือที่เกิดจากกรดฟอสฟอรัสเรียกว่าฟอสไฟต์ การใช้กรดฟอสฟอรัสที่พบมากที่สุดคือ ใช้ในการผลิตตะกั่วฟอสไฟต์พื้นฐาน (สารทำให้คงตัวใน PVC)
กรดฟอสฟอริกคืออะไร
กรดฟอสฟอริกเป็นกรดที่มีฟอสฟอรัสซึ่งมีสูตรทางเคมี H3PO4 ชื่อ IUPAC ของสารประกอบนี้คือไตรไฮดรอกซิโดออกซิโดฟอสฟอรัส เป็นกรดไตรโพรติกเพราะสามารถปล่อยโปรตอน (ไฮโดรเจนไอออน) ได้ 3 ตัวในตัวกลางที่เป็นน้ำ
มวลโมลาร์ของกรดฟอสฟอริกเท่ากับ 97.99 กรัม/โมล กรดฟอสฟอริกมีอยู่ในรูปของแข็งสีขาวที่มีลักษณะเป็นของเหลวหรือเป็นของเหลวที่มีความหนืดสูง อย่างไรก็ตามสารนี้ไม่มีกลิ่น จุดหลอมเหลวของสารประกอบนี้คือ 42.35◦C และจุดเดือดคือ 213◦C แต่ที่อุณหภูมิสูงจะสลายตัว
รูปที่ 02: โครงสร้างทางเคมีของกรดฟอสฟอริก
การผลิตกรดฟอสฟอริกทำได้สองวิธีหลัก กระบวนการเปียกและกระบวนการทางความร้อน กระบวนการเปียกเกี่ยวข้องกับการผลิตกรดฟอสฟอริกจากฟลูออราพาไทต์ เป็นที่รู้จักกันในชื่อหินฟอสเฟตและองค์ประกอบทางเคมีคือ 3Ca3(PO4)2CaF 2 หินฟอสเฟตนี้ถูกบดละเอียดเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่ให้กรดฟอสฟอริกและยิปซั่ม (CaSO42H2O) เป็นสินค้า
Ca5(PO4)3F + 5H 2SO4 + 10H2O → 3H3PO 4+ 5CaSO4·2H2O + HF
กระบวนการทางความร้อนของการผลิตกรดฟอสฟอริกรวมถึงการเผาไหม้ของธาตุฟอสฟอรัสเพื่อให้ได้กรดฟอสฟอริกที่บริสุทธิ์มาก การเผาไหม้ของธาตุฟอสฟอรัสให้ฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์ (P2O5) สารประกอบนี้จะถูกไฮเดรทเพื่อผลิตกรดฟอสฟอริก
P4 + 5O2→ 2P2O5
P2O5 + 3H2O → 2H 3PO4
การใช้กรดฟอสฟอริกที่สำคัญในการผลิตปุ๋ย กรดฟอสฟอริกใช้ในการผลิตปุ๋ยฟอสฟอรัสสามประเภท ทริปเปิ้ลซูเปอร์ฟอสเฟต ไดแอมโมเนียมไฮโดรเจนฟอสเฟต และโมโนแอมโมเนียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต
ความคล้ายคลึงกันระหว่างกรดฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกคืออะไร
- ทั้งกรดฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกเป็นกรดที่มีฟอสฟอรัส
- ทั้งฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกสามารถปล่อยโปรตอนเมื่ออยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ
ความแตกต่างระหว่างฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกคืออะไร
ฟอสฟอรัสกับกรดฟอสฟอริก |
|
| กรดฟอสฟอรัสเป็นกรดที่มีฟอสฟอรัสและสูตรเคมีคือ H3PO3. | กรดฟอสฟอริกเป็นกรดที่มีฟอสฟอรัสซึ่งมีสูตรทางเคมี H3PO4. |
| โปรตอน | |
| กรดฟอสฟอรัสเป็นไดโปรติก | กรดฟอสฟอริกเป็นไตรโปรติก |
| มวลฟันกราม | |
| มวลโมเลกุลของกรดฟอสฟอรัสเท่ากับ 81.99 กรัม/โมล | มวลโมเลกุลของกรดฟอสฟอริกเท่ากับ 97.99 กรัม/โมล |
| ชื่อ IUPAC | |
| ชื่อ IUPAC ของกรดฟอสฟอรัสคือกรดฟอสโฟนิก | ชื่อ IUPAC ของกรดฟอสฟอริกคือไตรไฮดรอกซิโดออกซิโดฟอสฟอรัส |
| จุดหลอมเหลว | |
| จุดหลอมเหลวของกรดฟอสฟอรัสคือ 73.6◦C และจุดเดือด 200◦C | จุดหลอมเหลวของสารประกอบนี้คือ 42.35◦C และจุดเดือด 213◦C แต่ที่อุณหภูมิสูงจะสลายตัว |
| การผลิต | |
| กรดฟอสฟอรัสทำโดยการไฮโดรไลซิสของแอนไฮไดรด์ของกรด P4O6 หรือโดยฟอสฟอรัสคลอไรด์ (PCl3) ถูกไฮโดรไลซิสด้วยไอน้ำ | กรดฟอสฟอริกทำมาจากกระบวนการเปียกหรือกระบวนการทางความร้อน |
สรุป – ฟอสฟอรัสกับกรดฟอสฟอริก
กรดฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกเป็นกรดที่มีฟอสฟอรัสซึ่งมีการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายอย่าง เช่น ในการผลิตปุ๋ย ความแตกต่างระหว่างกรดฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกคือกรดฟอสฟอรัสเป็นแบบไดโปรติกในขณะที่กรดฟอสฟอริกเป็นไตรโพรติก