« Acide phosphorique » : différence entre les versions
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L’'''acide phosphorique''' est un [[composé chimique]] de [[Formule chimique|formule]] {{formule chimique|H|3|PO|4}}. C'est un [[oxoacide]] trifonctionnel ([[triacide]]) important en [[chimie inorganique]] et fondamental en [[biochimie]]. Il s'agit d'un [[acide minéral]] obtenu par traitement de [[roche phosphatée|roches phosphatées]] ou par combustion du [[phosphore]]. |
L’'''acide phosphorique''' (ou acide orthophosphorique) est un [[composé chimique]] de [[Formule chimique|formule]] {{formule chimique|H|3|PO|4}}. C'est un [[oxoacide]] trifonctionnel ([[triacide]]) important en [[chimie inorganique]] et fondamental en [[biochimie]]. Il s'agit d'un [[acide minéral]] obtenu par traitement de [[roche phosphatée|roches phosphatées]] ou par combustion du [[phosphore]]. |
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À température ambiante, l'acide phosphorique est un solide cristallin de densité 1,83 |
À température ambiante, l'acide phosphorique est un solide cristallin de densité 1,83 qui fond à {{tmp|42.35|°C}}<ref group=alpha name=ngb/>. Il constitue la matière première de base pour la production de [[phosphate]]s (ou sels phosphatés). |
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Via les [[terril| |
Via les [[terril|crassiers]] de [[phosphogypse]], la production de l'acide phosphorique est source d'une importante accumulation de [[déchets faiblement radioactifs]] et « Radioactivité naturelle technologiquement renforcée »<ref>Association Robin des bois (2005)[http://www.robindesbois.org/dossiers/rad_nat_techno.pdf ''Radioactivité naturelle technologiquement renforcée'']), décembre 2005.</ref>. |
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== Chimie == |
== Chimie == |
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⚫ | Il s'agit d'un triacide minéral capable de céder trois protons en formant successivement trois bases conjuguées : l'ion [[dihydrogénophosphate]] {{formule chimique|H|2|PO|4|<sup>−</sup>}}, l'ion [[hydrogénophosphate]] {{formule chimique|HPO|4|<sup>2−</sup>}} et l'ion [[phosphate]] {{formule chimique|PO|4|<sup>3−</sup>}}, avec les [[Constante d'équilibre|constantes d'équilibres]] suivantes (à {{tmp|25|°C}}) : |
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⚫ | Il s'agit d'un triacide minéral capable de céder trois protons en formant successivement trois bases conjuguées : l'ion [[dihydrogénophosphate]] {{formule chimique|H|2|PO|4|<sup> |
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== Biologie == |
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== Production industrielle == |
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Les carbonates donnent du [[dioxyde de carbone]] et de l'eau au lieu d'une partie de l'acide phosphorique. |
Les carbonates donnent du [[dioxyde de carbone]] et de l'eau au lieu d'une partie de l'acide phosphorique. |
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Après un certain temps de séjour dans le réacteur (variable selon le type de réacteur utilisé et le minerai traité), il est procédé à une opération de filtration de la bouillie résultante (le liquide et le solide) afin de séparer l'acide phosphorique ainsi fabriqué des cristaux de sulfate de calcium dihydraté ({{formule chimique|CaSO|4|,2H|2|O}}) ou semi-hydraté ({{formule chimique|CaSO|4|,1/2H|2|O}}) appelé ''[[phosphogypse]]. |
Après un certain temps de séjour dans le réacteur (variable selon le type de réacteur utilisé et le minerai traité), il est procédé à une opération de filtration de la bouillie résultante (le liquide et le solide) afin de séparer l'acide phosphorique ainsi fabriqué des cristaux de sulfate de calcium dihydraté ({{formule chimique|CaSO|4|,2H|2|O}}) ou semi-hydraté ({{formule chimique|CaSO|4|,1/2H|2|O}}) appelé ''[[phosphogypse]]''. |
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On peut également le préparer par [[calcination]] à haute température de l'apatite avec de la [[silice]] et du [[carbone]] (sable et charbon). La vapeur de [[phosphore]] produite est oxydée en [[pentoxyde de phosphore]] qui réagit avec de la [[vapeur d'eau]]. |
On peut également le préparer par [[calcination]] à haute température de l'apatite avec de la [[Dioxyde de silicium|silice]] et du [[carbone]] (sable et charbon). La vapeur de [[phosphore]] produite est oxydée en [[pentoxyde de phosphore]] qui réagit avec de la [[vapeur d'eau]]. |
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== Utilisations == |
== Utilisations == |
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L'acide phosphorique est très utilisé en laboratoire, car il résiste à l'[[oxydation]], à la réduction et à l'évaporation. |
L'acide phosphorique est très utilisé en laboratoire, car il résiste à l'[[oxydation]], à la réduction et à l'évaporation. |
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L'acide phosphorique est employé dans les boissons non alcoolisées comme [[régulateur alimentaire de pH|régulateur de pH]] ({{NrE|E338}}) : principalement dans les [[soda]]s au [[cola]] ([[Coca-Cola]], [[Pepsi Cola]], [[Dr Pepper]]) |
L'acide phosphorique est employé dans les boissons non alcoolisées comme [[régulateur alimentaire de pH|régulateur de pH]] ({{NrE|E338}}) : principalement dans les [[soda]]s au [[cola]] ([[Coca-Cola]], [[Pepsi Cola]], [[Dr Pepper]]){{refsou}}. |
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|titre=Pas de coca, c'est mieux pour les reins ! |
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|auteur=Isabelle Eustache |
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L'acide phosphorique est employé comme composant des [[engrais]], des [[détergent]]s, ciments dentaires comme [[catalyseur]] ou dans les métaux inoxydables, et dans la production des [[phosphate]]s — utilisés dans les adoucisseurs d'eau. |
L'acide phosphorique est employé comme composant des [[engrais]], des [[détergent]]s, ciments dentaires comme [[catalyseur]] ou dans les métaux inoxydables, et dans la production des [[phosphate]]s — utilisés dans les adoucisseurs d'eau. |
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L'acide phosphorique est souvent utilisé en solution dans des produits utilisés en mécanique pour dérouiller les pièces métalliques. Il sert aussi à la [[phosphatation]] de pièces métalliques pour les protéger de l'oxydation à l'air libre. |
L'acide phosphorique est souvent utilisé en solution dans des produits utilisés en mécanique pour dérouiller les pièces métalliques. Il sert aussi à la [[phosphatation]] de pièces métalliques pour les protéger de l'oxydation à l'air libre. |
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L'acide phosphorique est aussi utilisé comme un électrolyte dans les piles à |
L'acide phosphorique est aussi utilisé comme un [[électrolyte]] dans les [[Pile à combustible à acide phosphorique|piles à combustible PAFC]]. |
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== Risques == |
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L'ingestion d'une quantité importante d'acide phosphorique peut entraver le fonctionnement des reins et favoriser les [[calculs rénaux]]. Des chercheurs américains ont interrogé 465 personnes pour lesquelles une insuffisance rénale avait été récemment diagnostiquée et ils ont constaté à partir de la description de leur régime alimentaire qu'à partir de deux verres de [[Coca-Cola]] journalier, le risque d'insuffisance rénale est multiplié par deux. Il en est de même avec le Coca |
L'ingestion d'une quantité importante d'acide phosphorique peut entraver le fonctionnement des reins et favoriser les [[calculs rénaux]]. Des chercheurs américains ont interrogé {{nobr|465 personnes}} pour lesquelles une insuffisance rénale avait été récemment diagnostiquée et ils ont constaté à partir de la description de leur régime alimentaire qu'à partir de deux verres de [[Coca-Cola]] journalier, le risque d'insuffisance rénale est multiplié par deux. Il en est de même avec le [[Coca-Cola light]] alors qu'aucune association n'a été trouvée avec les autres sodas<ref>{{Lien web|langue=en |
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|titre=Carbonated beverages and chronic kidney disease |
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|auteur=Saldana T.M. |
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|jour=18 |mois=juillet |
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== Notes et références == |
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=== Liens externes === |
=== Liens externes === |
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* [ |
* [https://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_37 « Acide phosphorique - Fiche toxicologique {{n°|37}} »], [[Institut national de recherche et de sécurité|INRS]], novembre 2020 |
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* [https://www.cdc.gov/niosh/ |
* {{en}} [https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0506.html « Phosphoric acid »] [[National Institute for Occupational Safety and Health|NIOSH]], 30 octobre 2019 |
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{{Palette|Acides du phosphore|Références en spectroscopie RMN|Composés de l'hydrogène}} |
{{Palette|Acides du phosphore|Références en spectroscopie RMN|Composés de l'hydrogène}} |
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[[Catégorie:Saveur acide|Phosphorique, Acide]] |
[[Catégorie:Saveur acide|Phosphorique, Acide]] |
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[[Catégorie:Oxoacide|phosphorique]] |
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[[Catégorie:Séquestrant]] |
[[Catégorie:Séquestrant]] |
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[[Catégorie:Triacide]] |
[[Catégorie:Triacide]] |
Dernière version du 23 mars 2024 à 15:05
Acide phosphorique | |
Structure de l'acide phosphorique. | |
Identification | |
---|---|
Nom UICPA | acide orthophosphorique |
Synonymes |
acide phosphorique |
No CAS | |
No ECHA | 100.028.758 |
No CE | 231-633-2 |
PubChem | 1004 |
No E | E338 |
FEMA | 2900 |
SMILES | |
InChI | |
Apparence | Solide blanc ou liquide visqueux incolore (T>42 °C) |
Propriétés chimiques | |
Formule | H3PO4 |
Masse molaire[1] | 97,995 2 ± 0,001 4 g/mol H 3,09 %, O 65,31 %, P 31,61 %, |
pKa | à 25 °C : 2,148 ; 7,198 ; 12,319[réf. souhaitée] |
Propriétés physiques | |
T° fusion | 42,35 °C[a],[3] |
T° ébullition | Se décompose au-dessous du point d'ébullition à 213 °C[4] |
Solubilité | Sol. dans l'alcool, sol. dans 8 vol. d'un mélange éther:alcool à 3:1, |
Masse volumique | 1,834 g cm−3 à 18 °C[3] |
Pression de vapeur saturante | à 20 °C : 4 Pa[4] |
Viscosité dynamique | 3,86 mPa s (solution à 40 %, 20 °C)[3] |
Précautions | |
SGH[5] | |
H314 |
|
SIMDUT[6] | |
E, |
|
NFPA 704 | |
Transport | |
Inhalation | Sensation de brûlure. Toux. Essoufflement. Mal de gorge. |
Peau | Rougeur. Douleur. Brûlures cutanées. Ampoules. |
Yeux | Douleur. Rougeur. Brûlures profondes graves. |
Ingestion | Douleurs abdominales. Sensation de brûlure. Choc ou collapsus. |
Composés apparentés | |
Autres composés |
Acide hypophosphoreux, Acide phosphoreux, Acide pyrophosphorique |
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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L’acide phosphorique (ou acide orthophosphorique) est un composé chimique de formule H3PO4. C'est un oxoacide trifonctionnel (triacide) important en chimie inorganique et fondamental en biochimie. Il s'agit d'un acide minéral obtenu par traitement de roches phosphatées ou par combustion du phosphore.
À température ambiante, l'acide phosphorique est un solide cristallin de densité 1,83 qui fond à 42,35 °C[a]. Il constitue la matière première de base pour la production de phosphates (ou sels phosphatés).
Via les crassiers de phosphogypse, la production de l'acide phosphorique est source d'une importante accumulation de déchets faiblement radioactifs et « Radioactivité naturelle technologiquement renforcée »[8].
Chimie[modifier | modifier le code]
Il s'agit d'un triacide minéral capable de céder trois protons en formant successivement trois bases conjuguées : l'ion dihydrogénophosphate H2PO4−, l'ion hydrogénophosphate HPO42− et l'ion phosphate PO43−, avec les constantes d'équilibres suivantes (à 25 °C) :
H3PO4 (s) + H2O(l) H2PO4−(aq) + H3O+(aq) | Ka1 = 7,13 × 10−3 | pKa1 = 2,15 ; |
H2PO4−(aq) + H2O(l) HPO42−(aq) + H3O+(aq) | Ka2 = 6,38 × 10−8 | pKa2 = 7,20 ; |
HPO42−(aq) + H2O(l) PO43−(aq) + H3O+(aq) | Ka3 = 3,79 × 10−13 | pKa3 = 12,32. |
Biologie[modifier | modifier le code]
Les dimères et trimères de l'acide phosphorique interviennent dans de nombreux domaines en biologie comme les transporteurs d'énergie ADP/ATP, l'ADN et dans les os.
Production industrielle[modifier | modifier le code]
L'acide phosphorique est généralement obtenu par l'attaque dans un réacteur de l'apatite (principal minerai de phosphate) par de l'acide sulfurique H2SO4. L'apatite est souvent un mélange de :
- chlorapatite Ca5(PO4)3Cl ;
- fluorapatite Ca5(PO4)3F ;
- hydroxyapatite Ca5(PO4)3(OH).
et aussi les carbonate-apatites où un groupe CO3OH ou CO3F remplace un tétraèdre PO4.
Les réactions sont :
- Ca5(PO4)3Cl + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 (CaSO4,2H2O) + HCl ;
- Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 (CaSO4,2H2O) + HF ;
- Ca5(PO4)3OH + 5 H2SO4 + 9 H2O → 3 H3PO4 + 5 (CaSO4,2H2O).
Les carbonates donnent du dioxyde de carbone et de l'eau au lieu d'une partie de l'acide phosphorique.
Après un certain temps de séjour dans le réacteur (variable selon le type de réacteur utilisé et le minerai traité), il est procédé à une opération de filtration de la bouillie résultante (le liquide et le solide) afin de séparer l'acide phosphorique ainsi fabriqué des cristaux de sulfate de calcium dihydraté (CaSO4,2H2O) ou semi-hydraté (CaSO4,1/2H2O) appelé phosphogypse.
On peut également le préparer par calcination à haute température de l'apatite avec de la silice et du carbone (sable et charbon). La vapeur de phosphore produite est oxydée en pentoxyde de phosphore qui réagit avec de la vapeur d'eau.
Utilisations[modifier | modifier le code]
L'acide phosphorique est très utilisé en laboratoire, car il résiste à l'oxydation, à la réduction et à l'évaporation.
L'acide phosphorique est employé dans les boissons non alcoolisées comme régulateur de pH (E338) : principalement dans les sodas au cola (Coca-Cola, Pepsi Cola, Dr Pepper)[réf. souhaitée].
L'acide phosphorique est employé comme composant des engrais, des détergents, ciments dentaires comme catalyseur ou dans les métaux inoxydables, et dans la production des phosphates — utilisés dans les adoucisseurs d'eau.
L'acide phosphorique est souvent utilisé en solution dans des produits utilisés en mécanique pour dérouiller les pièces métalliques. Il sert aussi à la phosphatation de pièces métalliques pour les protéger de l'oxydation à l'air libre.
L'acide phosphorique est aussi utilisé comme un électrolyte dans les piles à combustible PAFC.
Risques[modifier | modifier le code]
L'ingestion d'une quantité importante d'acide phosphorique peut entraver le fonctionnement des reins et favoriser les calculs rénaux. Des chercheurs américains ont interrogé 465 personnes pour lesquelles une insuffisance rénale avait été récemment diagnostiquée et ils ont constaté à partir de la description de leur régime alimentaire qu'à partir de deux verres de Coca-Cola journalier, le risque d'insuffisance rénale est multiplié par deux. Il en est de même avec le Coca-Cola light alors qu'aucune association n'a été trouvée avec les autres sodas[9].
Commerce[modifier | modifier le code]
La France, en 2014, est nette importatrice d'acide phosphorique, d'après les douanes françaises. Le prix moyen au kilogramme à l'import était de 0,9 €[10].
Notes et références[modifier | modifier le code]
Notes[modifier | modifier le code]
- Ce point de fusion est celui de l'acide phosphorique pur. Cependant, lorsque l'acide phosphorique est chauffé à une température proche de cette valeur, il se décompose partiellement suivant la réaction : 2 H3PO4 ⇌ H2O + H4P2O7. Le point d'ébullition du mélange diminue progressivement avec l'avancée de cette décomposition jusqu'à 34,6 °C à l'équilibre[2].
Références[modifier | modifier le code]
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) N. N. Greenwood, Chemistry of the elements, Oxford Boston, Butterworth-Heinemann, (ISBN 0-7506-3365-4, OCLC 37499934), p. 518.
- « Phosphoric Acid », sur Hazardous Substances Data Bank (consulté le ).
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Annexes[modifier | modifier le code]
Articles connexes[modifier | modifier le code]
Liens externes[modifier | modifier le code]
- « Acide phosphorique - Fiche toxicologique no 37 », INRS, novembre 2020
- (en) « Phosphoric acid » NIOSH, 30 octobre 2019