偏磷酸

偏磷酸化學式HPO₃，分子量80，無色玻璃狀體，易潮解，密度2.2～2.5g/cm³，易溶於水並生成正磷酸（H₃PO₄）。常見的偏磷酸是三聚偏磷酸（HPO₃）₃和四聚偏磷酸（HPO₃）₄，其化學式均寫簡為HPO₃。用作化學試劑、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製得。

基本介紹

• 中文名：偏磷酸
• 英文名：metaphosphoric acid
• 化學式：(HPO3)n
• 分子量：80
• CAS登錄號：10343-62-1
• 熔點：73.6℃
• 沸點：200℃(分解)
• 水溶性：易溶於水並生成正磷酸
• 密度：2.2～2.5g/cm3
• 外觀：無色玻璃狀體
• 套用：用作化學試劑、脫水劑、催化劑
• 危險性符號：20(酸性腐蝕品)
• 危險性描述：有強腐蝕性，對呼吸道有刺激性

簡述

偏磷酸化學式HPO₃，分子量80，無色玻璃狀體，易潮解，密度2.2～2.5g/cm³，易溶於水並生成正磷酸（H₃PO₄）。常見的偏磷酸是三聚偏磷酸（HPO₃）₃和四聚偏磷酸（HPO₃）₄，其化學式均寫簡為HPO₃。用作化學試劑、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製得。白色或淡黃色結晶，有蒜味，易潮解；沸點 200℃（分解）；熔點 73.6℃；易溶於水、醇；相對密度(水=1)1.65；穩定性：穩定；危險標記：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。化學性質製取的方式P₂O₅+H₂O══^冷水══2HPO₃

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

偏磷酸結構式圖

一般是硬而透明的玻璃狀物質，易溶於水，較快轉變成磷酸H₃PO₄，所以酸性就沒有辦法確定了。但理論上偏磷酸屬於強酸。

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⁺的鹽是白色沉澱。

主要用途

用作化學試劑、脫水劑、催化劑，製造塑膠穩定劑的原料，也用於合成纖維和亞磷酸鹽製造。

偏磷酸鹽

套用

磷酸鈉鹽是精細磷化工產品中產量最大、消費量最多的產品，其技術開發與市場發育都比較成熟，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，可套用於洗滌、水處理、食品、選礦、冶金等工業生產中。

1、在洗滌和水處理中的套用

由於六偏磷酸鈉對金屬離子尤其是鈣、鎂等鹼土金屬離子具有極強的絡合阻垢能力。因此它可防止水中溶解的鐵、錳因氧化而使水發紅、發黑，同時阻止鈣、鎂離子析出生成水垢而降低傳熱效率。

2、在食品工業中的套用

六偏磷酸鈉在食品工業中可用作食品品質改良劑、pH調節劑、金屬離子鰲合劑、黏著劑和膨脹劑等。六偏磷酸鈉用於肉製品、魚肉腸、火腿等，能提高持水性，增高結著性，防止脂肪氧化；用於豆醬、醬油能防止變色，增加黏稠性，縮短發酵期，調節口味；用於水果飲料、清涼飲料，可提高出汁率和黏度，抑制維生素C分解；用於冰淇淋可提高膨脹能力，增大容積，增強乳化作用， 防止膏體破壞， 改善口感和色澤；用於乳製品、飲料可防止凝膠沉澱；加入啤酒中能澄清酒液，防止渾濁；用於豆類、果蔬罐頭可穩定天然色素，保持食品色澤。此外，六偏磷酸鈉水溶液噴塗於醃製肉上，可提高防腐性能。

3、在選礦和油田工業中的套用

六偏磷酸鈉是浮選中常用的一種抑制劑，主要用於抑制石英和矽酸鹽礦物，以及方解石、石灰石等碳酸鹽礦物。關於六偏磷酸鈉的抑制機理主要有：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，根據示蹤原子試驗可知，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，並與礦物表面的多價金屬離子形成穩定的絡合物。其次，六偏磷酸鈉在水溶液中容易電離, 並且能與礦物表面和液相中的鈣離子反應。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，蛇紋石泥化後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。它的分散機理主要現為：使礦物表面電位降低，使礦物顆粒間的靜電排斥力增加。因為六偏磷酸鈉是一種直鏈狀聚合化合物，其鏈長最少能達到20 ～100個單位，當它吸附在礦物表面時，會使顆粒之間的空間位阻效應增大。在油田工業中，六偏磷酸鈉作為鑽井泥漿添加劑可以避免多價金屬離子沉澱，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後注入水管中，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套用

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爐進行噴補，可以大大延長轉爐壽命。六偏磷酸鈉和溶液中的二價金屬離子螯合，形成帶正電的聚電解質，當它被吸附在金屬表面時形成緻密、連續的薄膜。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、放印中的套用

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

6、在纖維和造紙工業中的套用

六偏磷酸鈉套用於纖維工業中，在精煉工序中能抑制金屬皂的生成，使原棉中膠質容易去除，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，防止出現染斑、手感變差、白布變黃及纖維強度降低等現象。在造紙中六偏磷酸鈉和磺化苯甲醛混合可用於鋼板紙塗料的分散劑，以分散碳酸鉛顏料。

生產工藝

目前，六偏磷酸鈉的生產工藝主要有一步法和兩步法。

兩步法

該法又稱為液相中和、乾燥(結晶)熔聚法，先將生成的磷酸二氫鈉溶液經濃縮結晶或噴霧乾燥脫去游離水分，製成無水磷酸二氫鈉和結晶磷酸二氫鈉，再送入熔聚爐進行脫水熔聚，製成六偏磷酸鈉。由於進入熔聚爐的是無水磷酸二氫鈉或結晶磷酸二氫鈉，因此進入爐內的水分較少，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間內製得聚合度較高的產品。此法熔體出爐後，用連續式雙輥內冷卻驟冷機冷卻，冷卻效果好，能保證產品不結晶化而成玻璃狀，並且為連續生產，生產能力大，勞動強度低。由於物料在密閉反應器和管道內反應運輸，因此勞動環境衛生條件好。

一步法

六偏磷酸鈉一步法工藝是以液體黃磷為原料，經氧化直接與純鹼在高溫下化合、聚合，所製得熔融六偏磷酸鈉於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、坩堝熔聚法，此法將黃磷加熱熔融後，送入氧化燃燒爐中，用乾燥空氣中的氧進行氧化燃燒反應，生成中間產物五氧化二磷。再將五氧化二磷與純鹼混合後，經高溫聚合反應，驟冷製片狀即得片狀六偏磷酸鈉，經粉碎可得六偏磷酸鈉。該工藝具有工序少、流程短、可連續式生產等特點，黃磷燃燒的熱能可為六偏磷酸鈉提供生產過程中乾燥及聚合過程中所需的熱源，能有效地節約能源。

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。皮膚接觸可致嚴重灼傷。