Фосфат

Генерална хемијска структура органофосфата.

Структурна формула фосфатне функционалне групе као што се налази у слабо киселим воденим растворима. У базним воденим растворима, група донира два атома водоника и јонизована је као фосфатна група са негативним наелектрисањем од 2.

Фосфат, је у неорганској хемији со фосфорне киселине. У органској хемији, фосфат, или органофосфат, је естар фосфорне киселине. Органски фосфати су важни у биохемији и биогеохемији или екологији. Неорганиски фосфати се ископавају да би се добио фосфор за употребу у агрикултури и индустрији. На повишеним температурама у чврстом стању, фосфати могу да се кондензују и формирају пирофосфате.

Хемијске особине

Фосфатни јон је полиатомски јон са емпиријском формулом PO₄³⁻ и моларном масом од 94.973 г/мол. Он се састоји од једног централног атома фосфора атом окруженог са четири атома кисеоника у тетраедарској конфигурацији. Фосфатни јон носи три негатива формална наелектрисања и он је коњугована база хидроген фосфатног јона, HPO₄^2-, који је коњугована база H₂PO₄^-, дихидроген фосфатног јона, који је коњугована база H₃ПО₄, фосфорне киселине. Он је хипервалентни молекул (атом фосфора има 10 електрона у својој валентној љуски). Фосфат је такође органофосфорно једињење са формулом OP(OR)₃.

Фосфатне соли се формирају кад се позитивно-наелектрисани јон веже за негативно-наелектрисане атоме кисеоника, формирајући јонско једињење. Многи фосфати нису растворни у води на стандардној температури и притиску. Натријум, калијум, рубидијум, цезијум и амонијум фосфати су растворни у води. Већина других фосфата су веома мало растворни или нерастворни у води. Као правило, хидроген и дихидроген фосфати су нешто растворнији од кореспондирајућих фосфата. Пирофосфати су углавном растворни у води.

У разређеним воденим растворима, фосфат постоји у четири облика. У јако-базној средини, фосфатни јон (PO₄³⁻) предоминира, док у слабо-базним условима, хидроген фосфатни јон (HPO₄²⁻) је превалентан. У слабо-киселим условима, дихидроген фосфатни јон (H₂PO₄⁻) је најзаступљенији. У јако-киселој средини, фосфорна киселина (H₃PO₄) је главна форма.

• 

  H₃PO₄
• 

  H₂PO₄⁻
• 

  HPO₄²⁻
• 

  PO₄³⁻

Прецизнији, полазећи од следеће три равнотежне реакције:

H₃PO₄ H⁺ + H₂PO₄⁻

H₂PO₄⁻ H⁺ + HPO₄²⁻

HPO₄²⁻ H⁺ + PO₄³⁻

кореспондирајуће константе дисоцијације на 25°C (у мол/L) су:

$К_{а1}=\фрац{[\мбоx{Х}^+][\мбоx{Х}_2\мбоx{ПО}_4^-]}{[\мбоx{Х}_3\мбоx{ПО}_4]}\симеq 7.5\тимес10^{-3}$(пК_а1 2.12)

$К_{а2}=\фрац{[\мбоx{Х}^+][\мбоx{ХПО}_4^{2-}]}{[\мбоx{Х}_2\мбоx{ПО}_4^-]}\симеq 6.2\тимес10^{-8}$(пК_а2 7.21)

$К_{а3}=\фрац{[\мбоx{Х}^+][\мбоx{ПО}_4^{3-}]}{[\мбоx{ХПО}_4^{2-}]}\симеq 2.14\тимес10^{-13}$(пК_а3 12.67)