[科普中國]-偏磷酸

偏磷酸化學(xué)式HPO3，分子量80，無色玻璃狀體，易潮解，密度2.2～2.5g/cm3，易溶于水并生成正磷酸（H3PO4）。常見的偏磷酸是三聚偏磷酸（HPO3）3和四聚偏磷酸（HPO3）4，其化學(xué)式均寫簡為HPO3。用作化學(xué)試劑、脫水劑、催化劑。由磷酸高溫脫水或由五氧化二磷跟適量冷水反應(yīng)制得。

簡述偏磷酸化學(xué)式HPO3，分子量80，無色玻璃狀體，易潮解，密度2.2～2.5g/cm3，易溶于水并生成正磷酸（H3PO4）。常見的偏磷酸是三聚偏磷酸（HPO3）3和四聚偏磷酸（HPO3）4，其化學(xué)式均寫簡為HPO3。用作化學(xué)試劑、脫水劑、催化劑。由磷酸高溫脫水或由五氧化二磷跟適量冷水反應(yīng)制得。白色或淡黃色結(jié)晶，有蒜味，易潮解；沸點(diǎn) 200℃（分解）；熔點(diǎn) 73.6℃；易溶于水、醇；相對密度(水=1)1.65；穩(wěn)定性：穩(wěn)定；危險(xiǎn)標(biāo)記：20(酸性腐蝕品)；

為了防止污染呼吸道，一定要用水去吸收酸性的五氧化二磷?；瘜W(xué)性質(zhì)制取的方式P2O5+H2O══冷水══2HPO3

偏磷酸的化學(xué)式常簡單寫成HPO3，但是實(shí)際上沒有這樣的分子的，實(shí)際存在的是多聚偏磷酸，常見的有三偏磷酸和四偏磷酸。

一般是硬而透明的玻璃狀物質(zhì)，易溶于水，較快轉(zhuǎn)變成磷酸H3PO4，所以酸性就沒有辦法確定了。但理論上偏磷酸屬于強(qiáng)酸。

其鹽中，鉀、鈉的鹽是可溶的，多聚偏磷酸根離子也可以與Ca2+、Mg2+離子形成配合物，也是可溶的，但是Ag+的鹽是白色沉淀。1

主要用途用作化學(xué)試劑、脫水劑、催化劑，制造塑料穩(wěn)定劑的原料，也用于合成纖維和亞磷酸鹽制造。1

偏磷酸鹽應(yīng)用磷酸鈉鹽是精細(xì)磷化工產(chǎn)品中產(chǎn)量最大、消費(fèi)量最多的產(chǎn)品，其技術(shù)開發(fā)與市場發(fā)育都比較成熟，主要有正磷酸鈉鹽、焦磷酸鈉鹽、聚磷酸鈉鹽、偏磷酸鈉鹽。其中六偏磷酸鈉是市場用量最大的功能性磷酸鹽，可應(yīng)用于洗滌、水處理、食品、選礦、冶金等工業(yè)生產(chǎn)中。

1、在洗滌和水處理中的應(yīng)用

由于六偏磷酸鈉對金屬離子尤其是鈣、鎂等堿土金屬離子具有極強(qiáng)的絡(luò)合阻垢能力。因此它可防止水中溶解的鐵、錳因氧化而使水發(fā)紅、發(fā)黑，同時(shí)阻止鈣、鎂離子析出生成水垢而降低傳熱效率。

2、在食品工業(yè)中的應(yīng)用

六偏磷酸鈉在食品工業(yè)中可用作食品品質(zhì)改良劑、pH調(diào)節(jié)劑、金屬離子鰲合劑、黏著劑和膨脹劑等。六偏磷酸鈉用于肉制品、魚肉腸、火腿等，能提高持水性，增高結(jié)著性，防止脂肪氧化；用于豆醬、醬油能防止變色，增加黏稠性，縮短發(fā)酵期，調(diào)節(jié)口味；用于水果飲料、清涼飲料，可提高出汁率和黏度，抑制維生素C分解；用于冰淇淋可提高膨脹能力，增大容積，增強(qiáng)乳化作用， 防止膏體破壞， 改善口感和色澤；用于乳制品、飲料可防止凝膠沉淀；加入啤酒中能澄清酒液，防止渾濁；用于豆類、果蔬罐頭可穩(wěn)定天然色素，保持食品色澤。此外，六偏磷酸鈉水溶液噴涂于腌制肉上，可提高防腐性能。

3、在選礦和油田工業(yè)中的應(yīng)用

六偏磷酸鈉是浮選中常用的一種抑制劑，主要用于抑制石英和硅酸鹽礦物，以及方解石、石灰石等碳酸鹽礦物。關(guān)于六偏磷酸鈉的抑制機(jī)理主要有：首先，六偏磷酸鈉在浮選抑制鈉長石、鋯英石、霞石、燒綠石和多水高嶺石時(shí)，根據(jù)示蹤原子試驗(yàn)可知，六偏磷酸鈉能無選擇性地降低油酸鈉在上述礦物中的吸附，并與礦物表面的多價(jià)金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。其次，六偏磷酸鈉在水溶液中容易電離, 并且能與礦物表面和液相中的鈣離子反應(yīng)。此外，六偏磷酸鈉在浮選過程中還起到分散劑的作用。在鎳礦浮選過程中，蛇紋石泥化后覆蓋在鎳黃鐵礦表面，對浮選過程非常不利。因此添加一定量的六偏磷酸鈉對鎳黃鐵礦的浮選回收非常有利，這主要是六偏磷酸鈉的添加使得浮選礦漿分散，減少了蛇紋石在鎳黃鐵礦表面的覆蓋。它的分散機(jī)理主要現(xiàn)為：使礦物表面電位降低，使礦物顆粒間的靜電排斥力增加。因?yàn)榱姿徕c是一種直鏈狀聚合化合物，其鏈長最少能達(dá)到20 ～100個(gè)單位，當(dāng)它吸附在礦物表面時(shí)，會(huì)使顆粒之間的空間位阻效應(yīng)增大。在油田工業(yè)中，六偏磷酸鈉作為鉆井泥漿添加劑可以避免多價(jià)金屬離子沉淀，提高泥漿的抗鹽能力，降低泥漿失水。此外將一定量的六偏磷酸鈉溶解后注入水管中，可以在管壁形成一層薄膜，以防止管道腐蝕。

4、在冶金和金屬防腐中的應(yīng)用

將六偏磷酸鈉加入部分添加劑在一定溫度和壓力下對煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行噴補(bǔ)，可以大大延長轉(zhuǎn)爐壽命。六偏磷酸鈉和溶液中的二價(jià)金屬離子螯合，形成帶正電的聚電解質(zhì)，當(dāng)它被吸附在金屬表面時(shí)形成致密、連續(xù)的薄膜。該膜可將腐蝕微電池完全覆蓋，降低或阻止腐蝕電流通過而起到防腐作用。

5、在彩色片沖洗、放印中的應(yīng)用

六偏磷酸鈉是優(yōu)良的軟水劑，在配置彩色顯影液時(shí)必須加入，以降低水的硬度，防止生成鈣質(zhì)網(wǎng)紋，確保彩色清晰艷麗，而且對顯影液的氧化、還原沒影響。

6、在纖維和造紙工業(yè)中的應(yīng)用

六偏磷酸鈉應(yīng)用于纖維工業(yè)中，在精煉工序中能抑制金屬皂的生成，使原棉中膠質(zhì)容易去除，提高精煉效率；在漂白工序中能防止過氧化氫分解，減少漂白劑的損失從而提高漂白效率；在染色中可防止染色物的色澤變化，保持染料的本色，防止出現(xiàn)染斑、手感變差、白布變黃及纖維強(qiáng)度降低等現(xiàn)象。在造紙中六偏磷酸鈉和磺化苯甲醛混合可用于鋼板紙涂料的分散劑，以分散碳酸鉛顏料。2

生產(chǎn)工藝目前，六偏磷酸鈉的生產(chǎn)工藝主要有一步法和兩步法。

兩步法

該法又稱為液相中和、干燥(結(jié)晶)熔聚法，先將生成的磷酸二氫鈉溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶或噴霧干燥脫去游離水分，制成無水磷酸二氫鈉和結(jié)晶磷酸二氫鈉，再送入熔聚爐進(jìn)行脫水熔聚，制成六偏磷酸鈉。由于進(jìn)入熔聚爐的是無水磷酸二氫鈉或結(jié)晶磷酸二氫鈉，因此進(jìn)入爐內(nèi)的水分較少，可大大減少熔料表面的水蒸氣分壓和物料中的水分，從而使物料在較短時(shí)間內(nèi)制得聚合度較高的產(chǎn)品。此法熔體出爐后，用連續(xù)式雙輥內(nèi)冷卻驟冷機(jī)冷卻，冷卻效果好，能保證產(chǎn)品不結(jié)晶化而成玻璃狀，并且為連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于物料在密閉反應(yīng)器和管道內(nèi)反應(yīng)運(yùn)輸，因此勞動(dòng)環(huán)境衛(wèi)生條件好。

一步法

六偏磷酸鈉一步法工藝是以液體黃磷為原料，經(jīng)氧化直接與純堿在高溫下化合、聚合，所制得熔融六偏磷酸鈉于爐缸直接流入冷卻圓盤中驟冷，即得六偏磷酸鈉。該法也稱為固相反應(yīng)、坩堝熔聚法，此法將黃磷加熱熔融后，送入氧化燃燒爐中，用干燥空氣中的氧進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物五氧化二磷。再將五氧化二磷與純堿混合后，經(jīng)高溫聚合反應(yīng)，驟冷制片狀即得片狀六偏磷酸鈉，經(jīng)粉碎可得六偏磷酸鈉。該工藝具有工序少、流程短、可連續(xù)式生產(chǎn)等特點(diǎn)，黃磷燃燒的熱能可為六偏磷酸鈉提供生產(chǎn)過程中干燥及聚合過程中所需的熱源，能有效地節(jié)約能源。2

健康危害對呼吸道有刺激性。眼接觸或致灼傷，造成永久性損害。皮膚接觸可致嚴(yán)重灼傷。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大學(xué)