Дифосфорная кислота

Дифосфорная кислота — неорганическое соединение, четырёхосновная кислородсодержащая кислота с формулой H4P2O7, бесцветные кристаллы, растворимые в воде, образует кристаллогидраты.

Получение

• Растворение оксида фосфора (в избытке) в воде:

P 2 O 5 + 2 H 2 O   →   H 4 P 2 O 7 {displaystyle {mathsf {P_{2}O_{5}+2H_{2}O {xrightarrow {}} H_{4}P_{2}O_{7}}}}

• Нагревание ортофосфорной кислоты:

2 H 3 P O 4   → 150 o C   H 4 P 2 O 7 + H 2 O {displaystyle {mathsf {2H_{3}PO_{4} {xrightarrow {150^{o}C}} H_{4}P_{2}O_{7}+H_{2}O}}}

• Реакция ортофосфорной кислоты с оксидом фосфора:

8 H 3 P O 4 + P 4 O 10   → 100 o C   6 H 4 P 2 O 7 {displaystyle {mathsf {8H_{3}PO_{4}+P_{4}O_{10} {xrightarrow {100^{o}C}} 6H_{4}P_{2}O_{7}}}}

Физические свойства

Дифосфорная кислота — белое аморфное или кристаллическое вещество, очень гигроскопично. Существует в двух кристаллических модификациях с температурами плавления 54,3 и 71,5°С, смесь плавится при 61°С.

Хорошо растворяется в воде, этаноле, эфире.

Является четырёхосновной кислотой с константами диссоциации p K1 = 1, p K2 = 2, p K3 = 6,6, p K4 = 9,6.

Образует кристаллогидраты вида H4P2O7•n H2O, где n = 1, 5 и 6.

Химические свойства

• При нагревании в вакууме разлагается:

H 4 P 2 O 7   → 300 o C   2 H P O 3 + H 2 O {displaystyle {mathsf {H_{4}P_{2}O_{7} {xrightarrow {300^{o}C}} 2HPO_{3}+H_{2}O}}}

• При кипячении водных растворов, в присутствии сильных кислот, переходит в ортофосфорную кислоту:

H 4 P 2 O 7 + H 2 O   → H N O 3 100 o C   2 H 3 P O 4 {displaystyle {mathsf {H_{4}P_{2}O_{7}+H_{2}O {xrightarrow[{HNO_{3}}]{100^{o}C}} 2H_{3}PO_{4}}}}

• Реагирует с щелочами с образованием средних или кислых солей:

H 4 P 2 O 7 + 4 N a O H   →   N a 4 P 2 O 7 + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {H_{4}P_{2}O_{7}+4NaOH {xrightarrow {}} Na_{4}P_{2}O_{7}+4H_{2}O}}} H 4 P 2 O 7 + 2 N a O H   →   N a 2 H 2 P 2 O 7 + 2 H 2 O {displaystyle {mathsf {H_{4}P_{2}O_{7}+2NaOH {xrightarrow {}} Na_{2}H_{2}P_{2}O_{7}+2H_{2}O}}}

• Вступает в обменные реакции:

H 4 P 2 O 7 + 4 A g N O 3   →   A g 4 P 2 O 7 ↓ + 4 H N O 3 {displaystyle {mathsf {H_{4}P_{2}O_{7}+4AgNO_{3} {xrightarrow {}} Ag_{4}P_{2}O_{7}downarrow +4HNO_{3}}}}

• Соли называются пирофосфатами или дифосфатами (по номенклатуре IUPAC).