Ácido fosfórico

El ácido fosfórico (a veces llamado ácido ortofosfórico) es un compuesto químico ácido (más precisamente un compuesto ternario que pertenece a la categoría de los oxácidos) de fórmula H3PO4.[2] Es un ortofosfato cuyo código en el Sistema Internacional de Numeración es E-338. No se debe usar agua para eliminar este químico, puesto que esta produce su activación.

Ácido fosfórico
Nombre IUPAC
Ácido tetraoxofosfórico (V)
General
Otros nombres Ácido ortofosfórico
Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno
Fórmula estructural Ver imagen
Fórmula molecular H3PO4
Identificadores
Número CAS 7664-38-2[1]
Número RTECS TB6300000
ChEBI 26078
ChEMBL CHEMBL1187
ChemSpider 979
DrugBank 09394
PubChem 1004
UNII E4GA8884NN
KEGG C00009 D05467, C00009
InChI=InChI=1S/H3O4P/c1-5(2,3)4/h(H3,1,2,3,4)
Key: NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Densidad 1685 kg/m³; 1,685 g/cm³
Masa molar 98.00 g/mol
Punto de fusión 315 K (42 °C)
Punto de ebullición 431 K (158 °C)
Presión crítica Q atm
Propiedades químicas
Acidez 2.12, 7.21, 12.67 pKa
Solubilidad en agua Miscible
Peligrosidad
SGA
NFPA 704

0
2
0
COR
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Propiedades químicas

El anión asociado al ácido fosfórico se llama ion fosfato, muy importante en la biología, especialmente en los compuestos derivados de los azúcares fosforilados, como el ADN, el ARN y la adenosina trifosfato (ATP).

En su forma pura, este ácido es un sólido cristalino de color blanco, higroscópico y delicuescente. Con mayor frecuencia, el ácido fosfórico se almacena y distribuye en solución: en esta presentación, tiene un aspecto líquido transparente, ligeramente amarillento.

Se obtiene mediante el tratamiento de rocas de fosfato de calcio con ácido sulfúrico, filtrando posteriormente el líquido resultante para extraer el sulfato de calcio. Otro modo de obtención consiste en quemar vapores de fósforo y tratar el óxido resultante con vapor de agua.

El ácido fosfórico es un ácido triprótico. Esto significa que puede disociarse en agua hasta tres veces, liberando cada vez un protón al agua como se muestra en las siguientes reacciones:

H3PO4(s)   + H2O(l) H3O+(aq) + H2PO4−(aq)       Ka1= 7.25×10−3 [pKa1 = 2,14]
H2PO4−(aq)+ H2O(l) H3O+(aq) + HPO42−(aq)       Ka2= 6.31×10−8 [pKa2 = 7,2]
HPO42−(aq)+ H2O(l) H3O+(aq) +  PO43−(aq)        Ka3= 3.98×10−13 [pKa3 = 12,4]

Usos

No es un ácido fuerte ya que su menor pKa es 2,14. El ácido es muy útil en el laboratorio debido a su resistencia a la oxidación, a la reducción, a la evaporación (comparado con HCl) y a la carbonizacion (comparado con el ácido sulfúrico). Entre otras aplicaciones se utiliza como catalizador en la deshidratación de alquenos,[3] esterificación,[4] o reacción de Friedel-Craft[5]. El ácido fosfórico se emplea como ingrediente de bebidas no alcohólicas como por ejemplo de las gaseosas, así como (aditivo alimentario E-338), de un modo particular en las de tipo cola; como elemento acondicionador de la superficie del esmalte dental, pues al desmineralizar la superficie del mismo genera microtenciones en su estructura lo cual facilita la adhesión de los materiales de restauración dental ; como catalizador, para proteger aleaciones ferrosas, por formación de fosfatos de hierro insolubles, y para fabricar el tripolifosfato de sodio utilizado como ablandadores de agua, fertilizantes y detergentes. Muy utilizado en laboratorios químicos en la preparación de disoluciones tampón o reguladoras del pH.

La neutralización del ácido fosfórico con el amoniaco produce Fosfato Monoamónico (MAP), un fertilizante complejo altamente concentrado que contiene nitrógeno y fósforo aprovechable.[6]

También se usa para aditivo al mezclar con aceite urea, brea, betún, piedrilla con arena para crear un asfalto para pavimento en suelos de carreteras y reparaciones de roturas en suelo con solo agregar agua para activar, derretir el asfalto y compactar mediante aplanadora.

Propiedades físicas
  • Densidad relativa (agua = 1): 1,68
  • Solubilidad en agua: Muy elevada
  • Presión de vapor a 20 °C: 4 Pa
  • Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3,4
  • Masa Molar: 97,995182 [g/mol]

Véase también

Referencias
  1. Número CAS
  2. Äcido fosfórico, también llamado ácido ortofosfórico
  3. «Phosphoric catalysis of alcohol dehydration».
  4. Hayashi, Hiroyuki; Yasukochi, Shotaro; Sakamoto, Tatsuhiro; Hatano, Manabu; Ishihara, Kazuaki (2 de abril de 2021). «Insight into the Mechanism of the Acylation of Alcohols with Acid Anhydrides Catalyzed by Phosphoric Acid Derivatives». The Journal of Organic Chemistry (en inglés) 86 (7): 5197-5212. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/acs.joc.1c00102. Consultado el 22 de septiembre de 2022.
  5. Wu, Shaofeng; Dong, Jianyu; Zhou, Dan; Wang, Wan; Liu, Long; Zhou, Yongbo (20 de noviembre de 2020). «Phosphorous Acid-Catalyzed Alkylation of Phenols with Alkenes». The Journal of Organic Chemistry (en inglés) 85 (22): 14307-14314. ISSN 0022-3263. doi:10.1021/acs.joc.9b03028. Consultado el 22 de septiembre de 2022.
  6. «Copia archivada». Archivado desde el original el 18 de enero de 2012. Consultado el 27 de febrero de 2012.

Enlaces externos
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