Степень окисления фосфора равна +5.

Оксид фосфора (V), взаимодействуя с водой, образует метафосфорную кислоту, последняя при кипячении переходит в ортофосфорную, при нагревании ортофосфорной кислоты образуется пирофосфорная кислота.

Метафосфорная кислота HPO3 неустойчива и в чистом виде не выделена, так же как не выделены из растворов её соли. Существует в виде полимеров. Относится к сильным кислотам, ей не свойственны окислительные и восстановительные свойства.

Ортофосфорная кислота

Среди оксокислот фосфора наибольшее значение имеет ортофосфорная кислота Н3РО4, она является наиболее устойчивой из всех кислот фосфора.

Строение молекулы

В газовой фазе молекула имеет форму тетраэдра с атомом фосфора в центре, в вершинах тетраэдра находятся атом кислорода и три гидроксогруппы. Поэтому фосфорная кислота является трехосновной.

В кристаллическом виде она построена из молекул РО(ОН)3, связанных водородными связями в двухмерные слои. Твердую фосфорную кислоту получить очень сложно: благодаря большому числу водородных связей концентрирование растворов приводит к образованию вязких сиропов, которые кристаллизуются лишь со временем.

Физические свойства

Бесцветные гигроскопичные кристаллы моноклинной сингонии, плотность 1,88 г/см3, температура плавления 42,5 °С. Расплывается на воздухе, смешивается с водой в любых соотношениях. Не ядовита.

Химические свойства

При комнатной температуре довольно инертна, при нагревании проявляет свойства кислот, относится к кислотам средней силы.

  1. Диссоциация в водном растворе:

      Н3РО4 = Н2РО4- + Н+

      Н2РО4- = НРО42- + Н+

      НРО42- = РО43-+ Н+

    Суммарное уравнение:

      Н3РО4 = РО43- + 3Н+.

  2. Свойства кислоты

    Реагирует с металлами, стоящими в ряду напряжений металлов до водорода:

      3Zn + 2H3PO4 = Zn3(PO4)2 + 3H2.

    С оксидами металлов:

      3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3H2O.

    С основаниями:

      3Ca(OН)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6Н2О;

      Ca(OН)2 + H3PO4 = CaНPO4 + 2Н2О;

      Ca(OН)2 + 2H3PO4 = Ca(Н2PO4)2 + 2Н2О.

    Не проявляет ни окислительных, ни восстановительных свойств.

Получение

Термический способ получения фосфорной кислоты основан на окислении элементарного фосфора в избытке воздуха с последующей гидратацией и образующегося оксида фосфора (V) и конденсацией фосфорной кислоты:

Суммарное уравнение:

Также ортофосфорную кислоту получают при переработке апатитов: