Фосфати, солі і ефіри фосфорних кислот. З солей розрізняють ортофосфати і полімерні (або що конденсують) Ф. Последніє ділять на поліфосфати, що мають лінійну будову фосфату-аніонів, метафосфати з кільцеподібним (циклічним) фосфатом-аніоном і ультрафосфати з сітчастою, розгалуженою структурою фосфату-аніона. ДО Ф. відносять також вельми стійкі з'єднання – фосфати бору Bpo 4 і алюмінію Alpo 4 (хоча правильніше було б вважати їх змішаними ангидрідамі P 2 O 5 і B 2 O 3 ; P 2 O 5 і Al 2 O 3 ).
Ортофосфати – соли ортофосфорной кислоти H 3 Po 4 – відомі одно-, двух- і тризаміщені. Однозаміщені ортофосфати, що містять аніон H 2 Po 4 , растворіми у воді, з двух- і тризаміщених ортофосфатов, що містять відповідно аніони Hpo 4 2- і Po 4 3- , растворіми лише солі лужних металів і амонія. Тризаміщені ортофосфати, за винятком тріаммоній фосфату (Nh 4 ) 3 Po 4 ×3H 2 O, термічно стійкі; трікальцийфосфат помітно диссоціює лише при температурах вище 2000 °С (дисоціація покращується під вакуумом): Ca 3 (Po 4 ) 2 = 3cao + P 2 O 5 . При нагріванні одно- і двохзаміщених ортофосфатов відбувається їх дегідратація з виділенням структурної води і утворенням полімерних (лінійних або кільцях) фосфатів за схемою:
( n -2) Meh 2 Po 4 (2me 2 Hpo 4 (Me n + 2 P n O 3 n + 1 + ( n -1) H 2 O
(де n – міра полімеризації).
з'єднання фосфору, що Все зустрічаються в природі, є ортофосфати (див. Фосфати природні ) . В промисловості розчинні у воді ортофосфати отримують за наступною схемою: 1) виробництво з природних Ф. (головним чином апатітов ) ортофосфорной кислоти (див. Фосфорні кислоти ) ; 2) взаємодія ортофосфорной кислоти з гідроокисами, аміаком, хлоридами або карбонатами, наприклад:
H 3 Po 4 + Mh 3 = Nh 4 H 2 Po 4
H 3 Po 4 + Kcl = Kh 2 Po 4 – Hcl
Труднорастворімиє ортофосфати важких металів (наприклад, Ag, Cu) утворюються в результаті обмінних реакцій, наприклад:
2na 2 Hpo 4 + 3agno 3 = Ag 3 Po 4 + 3nano 3 + Nah 2 Po 4
Полімерні Ф. різних структурних типів можуть бути описані формулами: лінійні поліфосфати Me n + 2 P n O 3 n + 1 , або
кільця метафосфати Me n P n O 3 n , або
(де n – міра полімеризації).
Властивості полімерних Ф. залежать від характеру катіона, будови фосфату-аніона, міри полімеризації, структури фосфату і ін. Так, наприклад, розчинність лінійних поліфосфатов, як правило, падає із збільшенням міри полімеризації, але може бути збільшена шляхом модифікування поліфосфатов, наприклад зміною швидкості охолоджування розплаву.
Отримують полімерні Ф. (лінійні і кільця) в основному термічною дегідратацією одно- і двохзаміщених ортофосфатов або нейтралізацією відповідних полі- або мета- (циклічних) фосфорних кислот:
H n + 2 P n O 3 n + 1 + nn H 3 = (Nh 4 ) n H 2 P n O 3 n + 1
(інколи ці процеси поєднуються, як, наприклад, при високотемпературній аммонізациі ортофосфорной кислоти для здобуття поліфосфатов амонія). У промислових масштабах ці способи використовують для здобуття піро-, тріполіфосфатов натрію (відповідно Na 4 P 2 O 7 , Na 5 P 3 O 10 ) і у меншій мірі – калія, а також полімерних метафосфатов (фосфатні для натрію стекла, метафосфат калія і ін.).
З циклічних метафосфатов найбільш вивчені трімета-, тетрамета-, гексамета- і октаметафосфати.
Ультрафосфати – з'єднання загальної формули Me nr P n O n (5 + R ) /2 , де R = Me 2 O/p 2 O 5 , як правило, аморфні, стеклообразниє речовини, гігроскопічні, легко гидролізующиеся на повітрі з утворенням полі- і метафосфатов. Останні у присутності великого кількості води можуть гидролізоваться за рахунок повного розщеплювання Р–О–Р-связей аж до ортофосфатов. Виділені в кристалічному вигляді ультрафосфати кальцію, магнію, марганцю і деяких лантаноїдів, як правило, не гігроскопічні. Ультрафосфати утворюються в результаті термічної дегідратації суміші ортофосфатов з фосфорними кислотами або з фосфорним ангідридом, тобто за наявності умови
Про < Me 2 O/p 2 O 5 < 1.
Ф. кальцію, амонія, калія і ін. широко застосовуються як фосфорних добрив . В 70-і рр. 20 ст виросло виробництво кормових фосфатів [наприклад, обесфторенниє Ф., преципітат, дінатрійфосфат, фосфати сечовини – H 3 Po 4 ×(Nh 2 ) 2 CO і ін.]. Ф. натрію і калія (особливо тріполіфосфати) застосовують як компоненти рідких і порошкоподібних миючих засобів і поверхнево-активних речовин при бурових роботах, в цементній, текстильній промисловості при підготовці шерсті, бавовни до білення і фарбування. Ф. використовують в харчовій промисловості в якості розпушувачів тесту, наприклад (Nh 4 ) 2 Hpo 4 . Деякі Ф. (наприклад, Bpo 4 ) застосовують як каталізаторів в реакціях органічного синтезу. Ф. переважно лужних металів входять до складу емалей, глазурі, стекол, вогнестійких матеріалів (як антіпірени ) , а також м'яких абразивів; вони використовуються при фосфатуванні металів (Mg, Fe, Zn). Кристали однозаміщених фосфатів калія, амонія застосовуються як сегнетоелектріки і п'єзоелектричні матеріали . Ф. використовуються у фармацевтичній промисловості при виготовленні лікарських препаратів (наприклад, фосфакол, АТФ – аденозинтрифосфат і ін.), зубних паст і порошків.
Л. Ст Кубасова.
З ефірів фосфорних кислот найбільш відомі одно-, двух- і тризаміщені ортофосфати, відповідно ROP (O)(ВІН) 2 , (RO) 2 P (O) ВІН і (KO) 3 PO (де R – алкіл, арил або гетероциклічний залишок). Виходять при взаємодії Pocl 3 із спиртами:
Літ.: Проданий Е. А., Проданий Л. І., Ермоленко Н. Ф., Тріполіфосфати і їх вживання, Мінськ, 1969; див.(дивися) також літ.(літературний) при ст. Фосфор .
