磷酸或正磷酸,化学式H3PO4,分子量为97.9724,是一种常见的无机酸,是中强酸.由十氧化四磷溶于热水中即可得到.正磷酸工业上用硫酸处理磷灰石即得.磷酸在空气中容易潮解.加热会失水得到焦磷酸,再进一步失水得到偏磷酸.磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业,也可用作化学试剂.

　　中文名磷酸

　　英文名Phosphoricacid

　　别称正磷酸

　　化学式H3PO4

　　分子量98

　　CAS登录号7664-38-2

　　EINECS登录号231-633-2

　　熔点42.35℃（316K）

　　沸点158℃（431K）

　　水溶性可与水以任意比互溶

　　密度1.685g/mL（液态）

　　外观白色固体,大于42℃时为无色粘稠液体

　　应用主要用于制药、食品、肥料等工业,也可用作化学试剂

　　危险品运输编号UN34538/PG3

　　继德国商人波兰特发现磷、德国化学家孔克尔制出磷后,英国化学家波义耳也独立制出了磷,他也是最早研究磷性质及化合物的化学家,他在1682年发表的论文《一种观察到的冷光的新实验》中写到“磷在燃烧后生成白烟,白烟与水作用后生成的溶液具有酸性.”其中的白烟正是磷酸酐（五氧化二磷）,而与水作用生成的溶液即为磷酸,然而他并未对磷酸进行进一步的研究.

　　研究磷酸最早的化学家是法国化学家拉瓦锡.1772年,他做这样的实验：将磷放在以汞密封的钟罩里使其燃烧.实验结果而得出这样的结论：一定量的磷能燃烧于某容量的空气中；磷燃烧时生成无水磷的白色粉片,如细雪一般；燃烧后瓶中的空气约剩原来容量的80%；磷燃烧后较燃烧前约重2.5倍；白色粉片溶于水即成磷酸.拉瓦锡还证明磷酸可用浓硝酸和磷反应制得.

　　大约过了一百多年,德国化学家李比希做了许多农业化学的实验,揭开磷和磷酸对植物生命的价值.1840年李比希著的《有机化学在农业和生理学上的作用》中,科学地论证了土壤的肥力问题,并指出磷对植物的作用.同时,他还进一步探究了磷酸及磷酸盐作为肥料的应用,从此磷酸的生产进入大规模化时代.

　　2物质结构

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　　正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸.在磷酸分子中P原子是sp3杂化的,3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键,另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-pπ键组成的.σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成.d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成.由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多,组成的分子轨道不是很有效的,所以P—O键从数目上来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间.纯H3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在,这可能是磷酸浓溶液之所以粘稠的原因.

　　3物理性质

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　　熔点：42.35℃（316K）

　　沸点：158℃（431K）（分解,磷酸受热逐渐脱水,因此没有自身的沸点）

　　市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠状浓溶液.从浓溶液中结晶,则形成半水合物2H3PO4·H2O（熔点302.3K）.

　　4化学性质

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　　磷酸是三元中强酸,分三步电离,不易挥发,不易分解,几乎没有氧化性.具有酸的通性.

　　pKa1：2.12

　　pKa2：7.21

　　pKa3：12.67

　　（1）浓磷酸可以和氯化钠共热生成氯化氢气体（与碘化钾、溴化钠等也有类似反应）,属于弱酸制强酸：

　　NaCl+H3PO4(浓)==△==NaH2PO4+HCl↑

　　原理：难挥发性酸制挥发性酸

　　（2）磷酸根离子具有很强的配合能力,能与许多金属离子生成可溶性的配合物.如Fe3+与PO43-可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-,利用这一性质,分析化学上常用PO43-掩蔽Fe3+离子,浓磷酸能溶解钨、锆、硅、硅化铁等,并与他们形成配合物.

　　（3）磷酸受强热时脱水,依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸.三磷酸是链状结构,多聚的偏磷酸是环状结构.

　　2H3PO4==473-573K==H4P2O7+H2O

　　3H3PO4==573K以上==H5P3O10+2H2O

　　4H3PO4==高温==(HPO3)4+4H2O

　　（4）需要特别注意的是,浓热的磷酸能腐蚀二氧化硅,生成杂多酸.但由于反应原理过于复杂,因此中学课程将其简化为氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的酸.浓热磷酸还能分解绝大部分矿物,如铬铁矿、金红石、钛铁矿等.

　　酸根离子

　　盐类

　　磷酸盐有三类：正盐（含PO43－）,酸式盐磷酸一氢盐（含HPO42－）和磷酸二氢盐（含H2PO4－）.

　　三类盐之间的关系为：

　　（1）溶解性

　　正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外,其余都难溶于水,但能溶于强酸.

　　二氢盐：都易溶于水.

　　（2）相互转化

　　向磷酸中滴加碱液,随着碱液的增多,先后生成磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、磷酸盐.

　　向磷酸盐溶液中滴加强酸,随着酸的增多,先后生成磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸.

　　（3）离子共存的问题

　　①H2PO4－、HPO42－、PO43－与H+不能共存.

　　②H2PO4－、HPO42－与OH－不能共存.

　　③H2PO4－与PO43－不能共存（化合生成HPO42-）.

　　④H2PO4－与HPO42－可共存,HPO42－和PO43－可共存.

　　检验

　　磷酸盐与过量钼酸铵在浓硝酸溶液中反应有淡黄色磷钼酸铵晶体析出,这是鉴定磷酸根离子的特征反应：

　　PO43-+12MoO42-+3NH4++24H+====(NH4)3[P(Mo12O40)]·6H2O↓+6H2O

　　5制备方法

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　　磷酸的原料主要是磷矿（主要成分为氟磷酸钙Ca10F2(PO4)6）和以硫酸为主的无机酸.

　　实验室制法：实验室可用强酸+磷酸盐制备磷酸.

　　3H++PO43-====H3PO4（原理：强酸制弱酸）

　　湿法：工业上常用浓硫酸跟磷酸钙、磷矿石反应制取磷酸,滤去微溶于水的硫酸钙沉淀,所得滤液就是磷酸溶液.或让白磷与硝酸作用,可得到纯的磷酸溶液.