Foszfátion

Sablon:ChemboxA foszfátion szervetlen, összetett anion, kémiai képlete Sablon:Chem. A foszfátok foszfátiont tartalmazó vegyületek, a foszforsav sói. A szerves kémiában foszfát alatt a foszforsav észtereit értjük. Ezek a vegyületek biológiai szempontból rendkívül jelentősek, például foszforsavészterek alkotják az RNS és DNS vázát, de foszforsav-észterek az alapjai számos növényvédőszernek és idegméregnek is.

Szerkezet és kémiai tulajdonságok

A foszfátion egy foszfor- és négy oxigénatomból áll, melyek a központi foszforatom körül szabályos tetraédert formálva helyezkednek el. A foszfátion töltése háromszorosan negatív, benne a foszfor oxidációs száma +5. Molekulatömege 94,97 g/mol. A foszfátion a hidrogén-foszfát anion (Sablon:Chem) konjugált bázisa, ami a dihidrogén-foszfát anion (Sablon:Chem) konjugált bázisa, amely pedig a foszforsav (Sablon:Chem) konjugált bázisa.

• 
  Sablon:ChemFoszforsav
• 
  Sablon:ChemDihidrogén-foszfát
• 
  Sablon:ChemHidrogén-foszfát
• 
  Sablon:ChemFoszfát

Vizes oldatban mind a négy formában jelen lehet a pH értékének függvényében.

Erősen bázikus közegben a foszfátion (Sablon:Chem) van jelen túlsúlyban, enyhén bázikus közegben a hidrogén-foszfát (Sablon:Chem), enyhén savas közegben a dihidrogén-foszfát a leggyakoribb, míg erősen savas közegben a foszforsav (Sablon:Chem) dominál. Az átalakulás az alábbi egyensúlyi reakciók szerint megy végbe:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}$

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}$

$\mathrm{H}\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}}\mathrm{-}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{P}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}\mathrm{-}}$

A reakciókhoz tartozó egyensúlyi állandók (standard körülmények között):

$K_{a1}=\frac{[{\text{H}}^{+}][{\text{H}}_2{\text{PO}}_4^{-}]}{[{\text{H}}_3{\text{PO}}_4]}\simeq 7,5\times 10^{-3}$ (pK_s1 2,12)

$K_{a2}=\frac{[{\text{H}}^{+}][{\text{HPO}}_4^{2-}]}{[{\text{H}}_2{\text{PO}}_4^{-}]}\simeq 6,2\times 10^{-8}$ (pK_s2 7,21)

$K_{a3}=\frac{[{\text{H}}^{+}][{\text{PO}}_4^{3-}]}{[{\text{HPO}}_4^{2-}]}\simeq 2,14\times 10^{-13}$ (pK_s3 12,67)

Ha a foszfátion valamely negatív töltésű oxigénatomjához kation csatlakozik, foszfátok keletkeznek. A foszfátok a foszforsavból származtatott sóknak tekinthetők. A legtöbb foszfát standard nyomáson és hőmérsékleten rosszul oldódik vízben, leszámítva a nátrium-, kálium-, rubídium-, cézium- és ammónium-foszfátot. A hidrogén- és dihidrogén-szulfátok rendszerint jobban oldódnak, mint a megfelelő foszfátok. A vízben oldódó foszfátok lúgosan hidrolizálnak, jól használhatók vízlágyításra, mivel a vízben oldható kalcium- és magnéziumvegyületeket oldhatatlan csapadékká alakítják.

Előfordulás

A foszfor a természetben leginkább foszfátok formájában található meg. A foszfátok számos ásvány alkotóelemei, melyek nagyobb mennyiségben találhatók Észak-Amerika déli partvidékén, főként Floridában, Nauru szigetén, Egyiptomban, Tunéziában, Marokkóban, Izraelben, Jordániában és Kongóban.

Források

• Bodor Endre: Szervetlen kémia I., Tankönyvkiadó, Budapest, 1983 Sablon:ISBN

Fordítás

• Sablon:Fordítás