Acido Fosforico Y Fosfatos

6-ÁCIDO FOSFÓRICO Y FOSFATOS

IntroducciÓn

El fósforo forma más oxoácidos que cualquier otro elemento y el número de sus oxoaniones probablemente sólo son superados por los del silicio. Muchos de ellos son de gran importancia tecnológica y otros desempeñan un papel relevante en diversos procesos biológicos. Consecuentemente, el conocimiento de la química de estos sistemas ha adquiridoun notable interés.
Pese a ser elevado el número de oxoácidos del fósforo, el hecho de que posean una serie de rasgos estructurales comunes facilita su estudio y sistematización. Básicamente, estos principios estructurales son:
a) En todos los oxoácidos el átomo de fósforo es tetracoordinado y contiene al menos una unidad P=O.
b) b) Todos los átomos de fósforo contienen al menosuna unidad P-OH, siendo tales grupos ionizables como dadores protónicos.
c) c) Algunas especies tiene uno (o más) grupos P-H; los hidrógenos unidos directamente al fósforo no son ionizables.
d) d) La concatenación puede producirse a través de uniones P-O-P ó P-P directamente. En el primer caso se obtienen cadenas de tetraedros tanto abiertas (lineales) como cerradas (cíclicas)mediante compartición de vértices, nunca de aristas o caras.
El ácido fosfórico forma varias series de sales en las que uno, dos o tres hidrógenos han sido reemplazados. Por condensación de los fosfatos simples pueden obtenerse los denominados polifosfatos, estructuralmente caracterizados por la concatenación de unidades “PO4” en cadenas abiertas (polifosfatos de cadena) o cíclicas (metafosfatoso ciclofosfatos, denominación esta última más recomendable). Los procesos de condensación (referidos a la condensación del ácido ortofosfórico) pueden representarse esquemáticamente mediante las ecuaciones.
n H3PO4 = Hn+2PnO3n+1 + (n-1)H2O (polifosfatos lineales)
n H3PO4 = (HPO3)n+ n H2O (ciclofosfatos)
Se han obtenido polifosfatos de cadena lineal de hasta 200 unidades “PO4”.Conforme aumenta la longitud de la cadena la relación O/P = (3n+1)/n se aproxima a 3, razón por la cual muchos de estos compuestos fueron denominados erróneamente metafosfatos.
Las aplicaciones del ácido fosfórico y los fosfatos son numerosas y muy diversas. En el esquema adjunto se incluyen, las más representativas en términos cuantitativos.


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OBJETIVOS

1-Examinar algunos de losaspectos más relevantes de los equilibrios del ácido fosfórico y sus sales en disolución. Realizando la valoración potenciométrica de una disolución de acido fosfórico y la preparación de una disolución tampón.
2-Obtener polifosfatos (lineales o cíclicos) mediante deshidratación por calefacción de algunos de estos fosfatos simples.

Cuestiones previas.

1. El ácido ortofosfórico seobtiene industrialmente por tratamiento de fosfatos minerales con ácido sulfúrico. a) Proponed un esquema del proceso de obtención. b) Calculad la masa de de ácido ortofosfórico que puede obtenerse por tratamiento de 1 tonelada de apatita del 80% de pureza si el rendimiento es del 60%.
2. Teniendo en cuenta el valor de las constantes de acidez del ácido ortofosfórico
pKa1 = 2,1; pKa2 =7,1; pKa3 = 12,4 ( a 25ºC) calculad el pH de una disolución 0,1 M de dihidrógenofosfato de sodio y de otra disolución de la misma concentración de monohidrógeno fosfato de sodio.
3. Describa los distintos oxoácidos del fósforo, incluyendo sus estructuras de Lewis y su carácter ácido-base.
http://es.scribd.com/doc/58134592/Fosforo
4. El hipotético primer miembro de la serie deciclofosfatos, el anión ciclodifosfato no se ha podido caracterizar. Discutid las posibles causas. ?¿???
5. Realizad una descripción comparativa de las estructuras de los siguientes aniones:
pirofosfato (P2O74-), tetrapolifosfato (P4O136-) y ciclotetrafosfato (P4O124-).
6. Describa de manera simplificada, las moléculas de ADP y ATP. ¿Qué relación hay entre ellas?...