Tóm tắt lý thuyết A- Axít photphoric 1. Cấu tạo phân tử Hình 1: Cấu tạo phân tử H3PO4 Photpho có số oxi hóa là +5 2. Tính chất vật lí Tinh thể trong suốt, nóng chảy ở 42,50C. Rất háo nước nên dễ chảy rữa, tan trong nước ở bất kì tỉ lệ nào. Dung dịch axit sunfuric là dung dịch đặc, sánh, không màu, có nồng độ 85%. 3. Tính chất hóa học 3.1. Tính axít Trong nước H3PO4 phân li theo 3 nấc: H3PO4 \(\leftrightarrows\) H+ + H2PO4- H2PO4- \(\leftrightarrows\) H+ + HPO42- HPO4 2- \(\leftrightarrows\) H+ + PO43- Dung dịch H3PO4 có tính chất chung của 1 axít và có độ mạnh TB: Nấc 1 > nấc 2 > nấc 3 3.2. Tác dụng với bazơ Tuỳ theo tỉ lệ chất tham gia phản ứng mà H3PO4 sinh ra muối axít hoặc muối trung hoà H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2 NaOH → Na2HPO4+ 2H2O (2) H3PO4 + 3 NaOH → Na3PO4 + 3H2O (3) \(a = \frac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}\) Nếu a \(\leq\) 1 → NaH2PO4 (1) Nếu a = 2 → Na2HPO4 (2) Nếu a \(\geq\) 3 → Na3PO4 (3) Nếu 1< a < 2 xảy ra (1) và (2) Nếu 2< a < 3 xảy ra (2) và (3) 3.3. H3PO4 không có tính oxi hóa Mặc dù Photpho có số oxi hóa cao nhất +5 nhưng H3PO4 không có tính oxi hoá như HNO3 vì trong ion PO43- rất bền vững. H3PO4 là axít 3 nấc có độ mạnh trung bình và không có tính oxi hoá. 4. Điều chế Từ quặng photphorit hoặc apatit: Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 (đ) → 2H3PO4 + 3CaSO4 → H3PO4 thu được không tinh khiết. Từ photpho: 4 P + 5O2 → 2 P2O5 P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4 → Phương pháp này H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn. 5. Ứng dụng Điều chế muối photphat Sản xuất phân lân, thuốc trừ sâu Dược phẩm B. Muối photphat 1. Tính tan Muối trung hoà và muối axit của kim loại Na, K đều tan trong nước Với các kim loại khác: Chỉ muối đihiđrophotphat tan, còn lại đều không tan hoặc ít tan 2. Nhận biết ion photphat Thuốc thử: Dung dịch AgNO3 Hiện tượng: Kết tủa màu vàng Phương trình hóa học: 3Ag+ + PO4 3- → Ag3PO4 (màu vàng) Video 2: Nhận biết ion photphatBài tập minh họa Bài 1: Chia dung dịch H3PO4 thành 3 phần bằng nhau: Trung hoà phần một vừa đủ bởi 300ml dung dịch NaOH 1,5M. Trộn phần hai với phần ba rồi cho tiếp vào một lượng dung dịch NaOH như đã dùng ở phần một, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối. Giá trị m là: Hướng dẫn: \(\\ P1 : n_{NaOH}.\frac{1}{3} = n_{H_{3}PO_{4}} = 0,15 \ mol \\ P2 + P3 : n_{H_{3}PO_{4}} = 0,3 \ mol \Rightarrow n_{NaOH} = 1,5n_{H_{3}PO_{4}}\) ⇒ Tạo muối: NaH2PO4: x mol và Na2HPO4: y mol ⇒ nNaOH = x + 2y = 0,45; x + y = 0,3 ⇒ x = y = 0,15 mol ⇒ Muối gồm 0,15 mol NaH2PO4 và 0,15 mol Na2HPO4 ⇒ m = 39,3g Bài 2: Cho sơ đồ phản ứng sau: Ca3(PO4)2 → P → P2O5 → H3PO4. Để điều chế được 5 lít H3PO4 2M cần dùng hết bao nhiêu kg quặng photphorit? Biết hiệu suất của cả quá trình là 80%, hàm lượng Ca3(PO4)2 trong quặng chiếm 95%. Hướng dẫn: Giả sử cần mg quặng ⇒ \(m_{Ca_{3}(PO_{4})_{2}}= 0,95m \ (g)\) ⇒ Thực tế chỉ có 0,8.0,95m = 0,76m (g) Ca3(PO4)2 phản ứng Ca3(PO4)2 → 2H3PO4 310g 2.98g 0,76m(g) 980g ⇒ m = 2040g = 2,04 kg Bài 3: Cho H3PO4 tác dụng hết với dung dịch chứa m gam NaOH, sau phản ứng thu được dung dịch X có chứa 2,51m gam chất tan. Các chất tan trong dung dịch X là: Hướng dẫn: Các phản ứng có thể xảy ra: (1) 3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O (2) 2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O (3) NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O Ta thấy: \(n_{NaOH} = n_{H_{2}O} = 0,025m \ (mol)\) Bảo toàn khối lượng: \(m_{H_{3}PO_{4}} + m_{NaOH}= m\)chất tan \(+ \ m_{H_{2}O}\) \(\Rightarrow m_{H_{3}PO_{4}} = 1,61m \ (g) \Rightarrow n_{H_{3}PO_{4}} = 0,016m \ (mol)\) \(\Rightarrow n_{NaOH}: n_{H_{3}PO_{4}} = 0,025m : 0,016m = 1,52 \ ( 1 < 1,52 < 2)\) ⇒ Xảy ra phản ứng (2) và (3) Chất tan là Na2HPO4 và NaH2PO4
