Фóсфорная кислотá (óртофóсфорная кислотá; формула HзPO4) — неорганическая кислота средней силы, отвечающая высшей степени окисления фосфора (+5), самая известная и распространённая из кислот фосфора. При стандартных условиях представляет собой твёрдые бесцветные гигроскопичные кристаллы. По умолчанию ортофосфорной (или просто фосфорной) кислотой называют 85% водный раствор (бесцветная сиропообразная жидкость без запаха). Растворима в воде, этаноле и других растворителях.
Фосфорная кислота не оказывает специфического токсического действия. Системная токсичность низкая. Её растворы могут раздражать глаза, дыхательные пути и слизистые оболочки. Фосфорная кислота имеет очень широкое применение в пищевой и авиационной промышленности, сельском хозяйстве и медицине.
Фосфорная кислота в определениях и коротких цитатах[править]
...можно считать, что вся свободная фосфорная кислота золы в безмиозиновом мышечном пучке является фосфорной кислотой лецитина.[3]
— Александр Данилевский, «О природе анизотропных веществ поперечнополосатой мышцы и их пространственном распределении в мышечном пучке», 1881
Без помощи сильных окислительных средств фосфор на воздухе никогда не переходит в фосфорную, а только лишь в фосфористую кислоту; выше этой ступени самоокисление фосфора не идёт.[4]
— Лев Бразоль, примечания к публикации лекции «О гомеопатических дозах», 1887
Еще обширнее область применения фосфорной кислоты; подкормка для скота, медикаменты, моющие и противопожарные средства и многое другое.[5]
— Сергей Владимиров, «Богатства бедных руд», 1965
В растительных и животных организмах магний служит активатором многих ферментов, участвующих в образовании и расщеплении соединений глюкозы с фосфорной кислотой, и, таким образом, играет большую роль в углеводном обмене.[6]
Фосфорная кислота в научной и научно-популярной литературе[править]
Формула фосфорной кислоты
Для окисления я употреблял сначала смесь двухромокислого калия и более или менее разведенной серной кислоты, но <...> подозревая, что продукты эти могут появляться вследствие полимеризующего влияния серной кислоты на изодибутилен — я перешел к другому методу окисления, а именно к употреблению смеси растворов перекристаллизованного (очищенного от присутствия H2SO4) хромового ангидрида и фосфорной кислоты. Последняя назначалась для насыщения могущей образоваться окиси хрома и для облегчения этим путем отделения кислорода. Для того чтобы узнать, может ли фосфорная кислота вызывать полимеризацию изодибутилена, сделан был отдельный опыт: 5 гр. углеводорода подвергнуты с обратно поставленным холодильником довольно продолжительному кипячению с 15 гр. стекловидной фосфорной кислоты и, приблизительно, 40 гр. воды; — углеводород оказался неизмененным. Позже, убедившись, что продукты совершенно одинаковы при употреблении как той, так и другой окисляющей смеси, я опять возвратился к двухромокислому калию с серной кислотой, с которыми окисление совершается значительно быстрее.[7]
Мышьяковая кислота Н3Аs04, соответствующая ортофосфорной кислоте, образуется при окислении мышьяковистого ангидридаазотною кислотою и при испарении полученного раствора до того, чтобы он имел уд. вес 2,2; при охлаждении его выделяются кристаллы вышеприведённого состава. <...>
Мышьяковая кислота образует 3 ряда солей, сходных с 3 рядами солей ортофосфорной кислоты.[1]
...говоря об искусственных туках, мы можем говорить только о минеральных туках, между которыми самую важную роль играет фосфорная кислота. Действительно, при культуре хлебов извлекается из почвы фосфорная кислота, запасы которой в почвах не особенно велики. Эта фосфорная кислота накопляется в зернах, при продаже которых вывозится из хозяйств, через что почва истощается. Это, несомненно, верно и понятно, что для пополнения извлеченной из почвы фосфорной кислоты следует употреблять искусственные туки, приготовленные из костей, фосфоритов и тому подобных богатых фосфорной кислотой материалов. Немцы так и делают, и у них искусственные туки, именно фосфорнокислые туки, получили громадное значение, употребляются в громадном количестве, как подсобное удобрение, что, однако, не исключает употребления и навоза. Нет сомнения, придет время, и у нас будут употреблять фосфорнокислые туки.[2]
Часть кальция связана в миозине с органическими атомными группами. Если сжечь пучковую массу, свободную от миозина и хорошо прокалить золу, а затем прокипятить ее с водой, то получится кислый раствор, который не только вызывает покраснение лакмуса, но, кроме того, так изменяет тропеолин 00, как это делает свободная минеральная кислота. Этот водный раствор в действительности содержит довольно значительное количество фосфорной кислоты. Нерастворимая в воде часть золы растворяется в разведенной азотной или соляной кислоте и состоит из кальция, магния и опять же из фосфорной кислоты. Следовательно, вещество содержит большое количество фосфорной кислоты, связанной с органическими атомными группами. Это обстоятельство тотчас же напоминает о лецитине, который как таковой был открыт в составе мышцы Дьяконовым, а в виде продукта своего превращения — глицеринфосфорной кислоты — Валенсиеном и Фреми. Действительно теплым алкоголем или лучше смесью эфира со спиртом из мышечного пучка, полностью лишенного миозина и освобожденного от кислоты, удается извлечь относительно очень большое количество жироподобного вещества, которое, судя по своему отношению к горячему едкому кали (образование резко щелочных паров), по своему большому содержанию фосфорной кислоты, по своей способности разлагаться (побурение) при нагревании, является лецитином.[3]
— Александр Данилевский, «О природе анизотропных веществ поперечнополосатой мышцы и их пространственном распределении в мышечном пучке», 1881
Если мышечную массу по возможности полнее извлечь теплой смесью эфира со спиртом, то оставшееся вещество при сожжении дает уже лишь следы свободной фосфорной кислоты, а большая часть ее оказывается связанной с кальцием и магнием. Следовательно, можно считать, что вся свободная фосфорная кислота золы в безмиозиновом мышечном пучке является фосфорной кислотой лецитина.[3]
— Александр Данилевский, «О природе анизотропных веществ поперечнополосатой мышцы и их пространственном распределении в мышечном пучке», 1881
При 200° эта <пиромышьяковая> кислота снова теряет воду и превращается в метамышьяковую кислоту AsO3H. Обе эти кислоты, растворяясь в воде, тотчас превращаются в ортомышьяковую кислоту. Мышьяковая кислота поэтому вполне аналогична фосфорной кислот. <...>
Ортомышьяковая кислота легко растворяется в воде и имеет сильно кислый характер, <представляя собой полный аналог ортофосфорной кислоты>. Она трёхосновна и даёт три ряда солей. Соли её изоморфны с аналогичными фосфорными солями <(орто)фосфатами>.[8]
— Виктор Рихтер, «Учебник неорганической химии: по новѣйшим воззрѣниям», 1887
После всей этой длинной и тягостной серии обработок получается серовато-желтоватый тонкий порошок, который можно считать чистым мозговым глобулином. В первый раз полученное нами такое тело было подвергнуто испытанию на его чистоту, а именно на примесь лецитина. Для этой цели небольшое количество вещества было сожжено со смесью соды и селитры, совершенно не содержавшей фосфорной кислоты, сплав растворен в разведенной азотной кислоте, жидкость профильтрована через беззольный фильтр и подвергнута пробам на фосфорную кислоту. К удивлению нашему, жидкость дала положительные реакции как с молибденовой солью, так и с магнезиальной смесью, так и с урановым раствором. Контрольные опыты показали, что полученная фосфорная кислота принадлежала исключительно белковому веществу.[3]
...миозин мышц как большая часть белковых веществ при сжигании всегда дает небольшое количество фосфорной кислоты. Эта последняя не удаляется никакими очищениями кипящими водой, алкоголем и эфиром. В миозине эта фосфорная кислота находится, как я уже показал в другой работе, в непосредственной связи с неорганическими основаниями, кальцием и магнием. В нуклеине же фосфорная кислота находится в непосредственной связи с органическими атомными группами, а именно в форме лецитина. В нуклеине же фосфорная кислота находится в непосредственной связи с органическими атомными группами, а именно в форме лецитина. По всей вероятности, в глобулине мозга фосфор находится в том же состоянии, как и в нуклеинах. Этот вопрос, впрочем, составляет предмет особого исследования. Во всяком случае фосфорная кислота, находящаяся в белковой частице в форме неорганической группы, присутствует только в ничтожном количестве, тогда как фосфорная кислота в форме органического соединения существует в нуклеинах или вообще в фосфористых белках от 0,5 до 4 % и более.[3]
Фосфористая, азотистая и мышьяковистая кислоты все сильно ядовиты, когда они вводятся в организм; они поглощают атомистический кислород и действуют в это время как интенсивные яды, разрушая клеточки и уничтожая жизнь; сами они в то же время превращаются в фосфорную, азотную и мышьяковую кислоты. Если же ввести эти последние кислоты в организм, то наблюдается следующее: ортофосфорная кислота не восстанавливается, азотная образует при определённых неблагоприятных условиях нитрит, причём наступает отравление; мышьяковая быстро восстанавливается в мышьяковистую кислоту. Из этого следует, что мышьяково-кислый натр должен действовать ядовито, азотно-кислый может при известных условиях обнаружить ядовитое действие, а фосфорно-кислый вовсе не ядовит.[9]
— Ненки и Ботми, «О влиянии карбоксильной группы на токсическое действие ароматических соединений», 1892
Демидовит <...> был известен под названием голубого малахита, хотя и не представлял углекислого соединения. Встречается он обычно на почках малахита очень тонкими слоями, от 1 до 2 мм толщиной, или чередующимся с прослойками тагилита и другими минералами, содержащими фосфорную кислоту. <...>
Фосфорная кислота в минерале была определена приблизительно, т. е., как выражается автор, предварительным экспериментом, поэтому в полученном им результате анализа количество фосфорной кислоты было получено не прямым определением, а путем расчёта за счет потери при анализе, что и составило 10,22%.[10]:107-108
— Николай Сумин, Надежда Лашева, «Новые разновидности хризоколлы типа планшеита на Урале», 1949
Мышьяковая кислота Н3Аs04 при обычных условиях находится в твёрдом состоянии; она хорошо растворима в воде. По силе мышьяковая кислота почти равна фосфорной. Соли её — арсенаты — очень похожи на соответствующие фосфаты. <...>
Будучи трёхосновной, мышьяковая кислота образует <аналогично фосфорной> средние (арсенаты) и кислые (гидро- и дигидроарсенаты) соли, например Na3AsO4, Na2HAsO4, NaH2AsO4.[11]:412-413
Одному и тому же кислотному оксиду (например, Р2О5) могут соответствовать несколько кислот, содержащих по одному атому данного элемента в молекуле (например, НРО3 и Н3Р04). В подобных случаях к названню кислоты, содержащей наименьшее число атомов кислорода, добавляется приставка мета, а к названию кислоты, содержащей наибольшее число атомов кислорода — приставка орто (НРО3 — метафосфорная кислота, Н3РО4 — ортофосфорная кислота). Если же молекула кислоты содержит несколько атомов кислотообразующего элемента, то название кислоты снабжается соответствующей русской числительной приставкой; например, Н4Р2О7 — двуфосфорная кислота, 2В407 — четырёхборная кислота.[11]:39
Количество хлоридов оказывается повышенным в моче паралитиков и маниакальных больных и пониженным — у депрессивных и кататоников. Содержание фосфорной кислоты в моче душевнобольных как правило понижено почти при всех заболеваниях.[12]
...этим функции магния в жизнедеятельности растения не ограничиваются. Он участвует в процессах передвижения фосфора: при созревании семян растений фосфор передвигается в них из листьев в виде фосфата магния. В растительных и животных организмах магний служит активатором многих ферментов, участвующих в образовании и расщеплении соединений глюкозы с фосфорной кислотой, и, таким образом, играет большую роль в углеводном обмене. Вместе с фосфором магний содержится в тканях, из которых построены органы плодоношения.[6]
Небольшие добавки производных фосфорной и фосфористой кислот служат активными выравнивающими агентами, или, как говорят, блескообразователями. Оптические осветлители увеличивают количество синих лучей в отражённом свете и устраняют поэтому желтизну покрытия. Пластификаторы предохраняют покрытия от растрескивания. Коалесценты способствуют слиянию частиц полимеров, восков, пластификаторов…[13]
— Алексей Козловский, «Как зеркало...», 1970
Фосфорная кислота в публицистике и документальной прозе[править]
Фосфорная кислота (85%)
На новях, как известно, урожаи гораздо меньше зависят от погоды; на старых неурожаи происходят от того, что в почве стало недоставать какого-либо из питательных ее составов. Между ними же одним из необходимых считается, например, фосфорная кислота. Для того чтобы возвратить ее земле, стоит удобрить ее костяною мукой, приготовляемой из костей животных, разбитых на простых и недорогих толчеях. А между тем кость мы стали продавать за границу даже в Америку, но зато в нынешние голодные времена стали получать хлеб.[14]
Наше земледелие навсегда обеспечено в этом отношении, и мы имеем неисчерпаемые источники для удобрения, так что бояться истощения нам нечего. Громаднейшие залежи фосфоритов у нас тянутся на сотни верст, и эти драгоценные в будущем для хозяйства камни употребляются для мощения дорог (Брянское шоссе, шоссе между Орлом и Курском вымощены фосфоритами), для мощения улиц, для бута при постройках, для фундаментов, сельских построек. Пыль на некоторых шоссе, уличная пыль в Курске есть порошок фосфорной кислоты.[2]
...к тому же второму разряду химических явлений, на заводах совершающихся, относится и много таких случаев, когда целью служит не теплота горения, а продукт, образующийся после него. Так, сжигая кости, получают иногда золу их, служащую для добычи фосфора. Так, сжигая этот фосфор, получают фосфорную кислоту.[15]
Но г. Гольдштейн говорит об окисляемости фосфора в фосфорную кислоту не в крупинках, а именно в растворе, и утверждает, будто достаточно открыть на один момент бутылочку с фосфором, чтобы его там не существовало. Это неверно. Без помощи сильных окислительных средств фосфор на воздухе никогда не переходит в фосфорную, а только лишь в фосфористую кислоту; выше этой ступени самоокисление фосфора не идёт. Если бы наш фосфор находился в водном растворе, который заключает в себе воздух, то и тогда нужно было бы не одно-, а многократное откупоривание бутылочки для того, чтобы вызвать окисление фосфора; скорее наоборот, это самоокисление происходит от содержание воздуха в воде...[4]
— Лев Бразоль, примечания к публикации лекции «О гомеопатических дозах», 1887
От паров фосфорной и фосфористой кислот рабочие страдают при добывании фосфора из костей и главным образом на спичечных фабриках. Самым опасным приёмом в спичечном производстве считается приготовление зажигательной массы (состоящей из клея, фосфора и различных окисей металлов) и особенно примешивание фосфора к горячему раствору клея, причем развитие фосфорных паров достигает крайней степени; также опасно обмакивание спичек в зажигательную массу. Рабочие главным образом страдают хроническими бронхиальными катарами, легочной чахоткой (25-30% всех заболевших), расстройствами пищеварения и питания; кроме того, часто у рабочих обнаруживается хронический периостит, преимущественно на нижней челюсти, ведущий к омертвению кости, происхождение которого до сих пор не выяснено; странно, что рабочие, занимающиеся добыванием фосфора, остаются нетронутыми этой болезнью.[16]
Размалывание томассовых шлаков, состоящих из соединений фосфорной кислоты с известью, железом и магнезией, а также из едкой извести и железа, также ведет к образованию пыли, которая вызывает катары дыхательных путей и воспаление легких. Известковая, гипсовая и цементная пыль, по-видимому, менее вредна, чем вышеупомянутые виды пыли.[16]
...необходимо было извлечь из бедных фосфорных руд технически чистый жёлтый (или, как его иначе называют, белый) фосфор, затем сжечь его и получить фосфорную кислоту, которую уже легко переработать в удобрения. Впрочем, и чистый фосфор и фосфорная кислота находят и другие применения. Фосфор из бедных руд получают возгонкой при высоких температурах. Поэтому и сам способ назван термическим, и фосфорную кислоту, полученную из жёлтого фосфора, тоже называют термической.[5]
— Сергей Владимиров, «Богатства бедных руд», 1965
...фосфорит в печах восстанавливается, фосфор возгонкой превращается в газ. Он смешивается с другими газообразными продуктами, поступает в электрофильтры, очищающие газы от пыли, и далее в конденсаторы газообразного фосфора, попросту говоря, охладители. В огромных емкостях вращающимися дисками разбрызгивается вода. Из газа выпадает фосфорный «дождь»... Его накапливают в приемнике, а оттуда перекачивают в жидком виде на склад или подают на переработку — на сжигание в цехе фосфорной кислоты. Кроме фосфора, шлака и газообразных продуктов, в печах образуется некоторое количество фосфида железа (феррофосфор), который используют в металлургии. Газы же после осаждения фосфора, сжигают и используют для сушки сырья. Завод перерабатывает не весь фосфор в фосфорную кислоту, а затем в фосфорные соли и удобрения. Фосфор нужен не только для удобрений — достаточно вспомнить о спичках. Еще обширнее область применения фосфорной кислоты; подкормка для скота, медикаменты, моющие и противопожарные средства и многое другое.[5]
— Сергей Владимиров, «Богатства бедных руд», 1965
Генрих Струве посвятил себя «земной» науке — химии. В частности, именно он предложил использовать для определения фосфорной кислоты очень чуткий реактив — азотнокислый раствор молибденовокислого аммония...[17]
— Сергей Владимиров, «Кто первый решил спор об атомных весах элементов», 1966
Минеральная часть кости по составу очень сходна с минералами апатитом и фосфоритом, а также с фосфатами, рассеянными в почвенном слое и подстилающих почву отложениях. Переработанные на заводах минеральных удобрений с помощью кислот в водно- и лимоннорастворимые соединения ортофосфорной кислоты, природные фосфаты начинают свое длительное путешествие через почву в корневую систему растений, распределяются в злаках между зерном и соломой, проникают в стебли кормовых трав на удобренных лугах и затем усваиваются органами пищеварения животных. По этой сложившейся в природе цепи мигрируют соединения фосфора и кальция, обусловливая возможность формирования еще в материнской утробе скелета телёнка. Разумеется, химия фосфатных соединений в почве и живом организме очень сложна, но схематических представлений, изложенных здесь, достаточно, чтобы понять значение ребрышка в пище.[18]
— Пётр Трофименко, «Химия в кастрюле», 1967
В 1856 году Бородин окончил курс Академии. Его назначают ординатором в военно-сухопутный госпиталь. Александр Порфирьевич публикует две небольшие работы по органической химии, готовит диссертацию: «Об аналогии мышьяковой кислоты с фосфорною в химическом и токсикологическом отношении». Диссертация была защищена 3 мая 1858 года. Бородину присваивается степень доктора медицины.[19]
...чтобы придать перекиси водорода устойчивость, используют особые вещества, так называемые стабилизаторы. Эти вещества способны приостанавливать процесс разложения. Как говорится, клин клином вышибают — с примесями борются другими примесями. Говорят, был такой случай. На одной железнодорожной станции в цистерне начала разлагаться перекись водорода. Температура быстро поднималась, грозил взрыв. Цистерну начали охлаждать, поливая водой из шланга, но это не помогало. К счастью, поблизости нашёлся химик, который знал что надо делать. Он вылил в цистерну несколько литров раствора фосфорной кислоты (а это как раз и есть один из стабилизаторов), и авария была предотвращена.[20]
— Клавдия Севастьянова, «Уж эта перекись водорода...», 1970
Фосфорная кислота в мемуарах, письмах и дневниковой прозе[править]
Почвы наши истощены относительно фосфорной кислоты, вследствие постоянного вывоза хлебов, думалось мне, поэтому удобрение фосфорнокислыми туками должно быть полезно и необходимо для поправления наших истощенных почв.[2]
Много лет и много труда положил я на разработку вопроса о фосфорнокислых туках. Откуда взять фосфорной кислоты? Прежде всего — кости. Костей у нас много, кости пропадают без пользы, кости вывозятся за границу. Для того, чтобы кость вошла в употребление, нужно было изыскать практические способы приготовления костяного удобрения и притом такие, которые бы давали каждому возможность приготовлять удобрение из костей у себя дома.[2]
Я исследовал действие щелочей на кости при различных условиях и нашел удобный способ разложения костей посредством поташа или золы и извести для приготовления тука, богатого фосфорною кислотой и, кроме того, содержащего известь, щёлочи, азотистые вещества, аммиак.[2]
Я произвел целый ряд опытов, добился практического способа приготовления костяного удобрения, способа особенно пригодного для мелких хозяйств, всеми силами старался пропагандировать этот способ, но время еще не пришло, и способ мой остался без применения. Но костей вообще нельзя собрать много, костями нельзя восполнить ту убыль фосфорной кислоты в почвах, которая происходит от постоянного вывоза из хозяйств хлебов. Природа представляет нам другой источник фосфорной кислоты — это залежи фосфорнокислых минералов — апатитов, фосфоритов и т.п., которые могут заменить кости для приготовления фосфорнокислых туков.[2]
Профессор Васильев особенно интересовался влиянием различных минеральных вод на обмен веществ. Он предложил мне заняться исследованием влияния воды Вильдунген на выделение мочевой и фосфорной кислот у здоровых и больных. Я с увлечением просиживал все вечера в лаборатории.[21]
↑ 12Л. Е. Бразоль. Публичная лекция, читанная в Большой аудитории Педагогического музея 17 ноября 1887 г.
↑ 123С. Владимиров, Богатства бедных руд. — Москва: «Химия и жизнь», № 2, 1965 год
↑ 12Ф. Кащенко. Доломитовые удобрения. — М.: «Химия и жизнь», № 11, 1966 г.
↑А.М.Бутлеров. Сочинения в 3 томах (том второй). — М.: Издательство Акдемии Наук СССР, 1953-1958 гг.
↑Рихтеръ В. Ю.. Учебник неорганической химии: по новѣйшим воззрѣниям. — СПб.: в типографии Димакова, 1887 г. — стр.247-248
↑Архив биологических наук. 1892 г. Том первый. — М.: Всесоюзный институт экспериментальной медицины им. А.М.Горького, Медгиз, 1935 г.
↑Сумин Н. Г., Лашева Н. К. Новые разновидности хризоколлы типа планшеита на Урале. — Москва: АН СССР, Труды минералогического музея. Выпуск 3. 1949 г.
↑ 12Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 23-е, исправленное и дополненное). ― Л.: Химия, 1983 г. ― 720 стр.
↑В. А. Гиляровский. Психиатрия. Руководство для врачей и студентов. — М.: Медгиз, 1954 г.
↑А. Козловский. Как зеркало... — М.: «Химия и жизнь», № 8, 1970 год
↑С. В. Максимов. Куль хлеба и его похождения. — М.: «Молодая гвардия», 1982 г.
↑Д. И. Менделеев. Письма о заводах. — СПб., «Новь». № 10, 1885 г. № 1 и №21, 1886 г.
↑ 12Ф.Ф.Эрисман. Избранные произведения: в 2 т. — М.: Медгиз, 1959 г.
↑С. Владимиров, Кто первый решил спор об атомных весах элементов. — Москва: «Химия и жизнь», № 6, 1966 год
↑П. Трофименко, Химия в кастрюле. — Москва: «Химия и жизнь», № 7, 1967 год
↑С. А. Погодин. <Александр Порфирьевич> Бородин. — М.: «Химия и жизнь», № 8, 1967 г.
↑К. Севастьянова, Уж эта перекись водорода... ― М.: «Химия и жизнь», №5, 1970 г.
↑Вересаев В. В. «Воспоминания». — М., Госполитиздат, 1946 г.
