ФОСФА́ТЫ

ФОСФА́ТЫ, со­ли и слож­ные эфи­ры кис­ло­род­ных ки­слот фос­фо­ра(V).

Из со­лей – не­ор­га­нич. Ф. – раз­ли­ча­ют ор­то­фос­фа­ты и по­ли­мер­ные (кон­ден­си­ро­ван­ные) Ф. По­след­ние под­раз­де­ля­ют на по­ли­фос­фа­ты с ли­ней­ным строе­ни­ем фос­фат-анио­на, ме­та­фос­фа­ты с коль­це­об­раз­ным (цик­ли­че­ским) строе­ни­ем фос­фат-анио­на и ульт­ра­фос­фа­ты с сет­ча­той раз­ветв­лён­ной струк­ту­рой фос­фат-анио­на. Ор­то­фос­фа­ты – со­ли ор­то­фос­фор­ной ки­сло­ты H₃PO₄. Од­но­за­ме­щён­ные или ди­гид­ро­ор­то­фос­фа­ты со­дер­жат ани­он H₂PO^-₄, рас­тво­ри­мы в во­де; из двух- и трёх­за­ме­щён­ных ор­то­фос­фа­тов, со­дер­жа­щих со­от­вет­ст­вен­но гид­ро­ор­то­фос­фат-ани­он HPO^-₄и ор­то­фос­фат-ани­он PO^3-₄, рас­тво­ри­мы толь­ко со­ли ще­лоч­ных ме­тал­лов и ам­мо­ния. Трёх­за­ме­щён­ные ор­то­фос­фа­ты тер­ми­че­ски ус­той­чи­вы (кро­ме Ф. с ка­тио­на­ми NH⁺₄, Hg²⁺); Ca₃(PO₄)₂ за­мет­но дис­со­ции­ру­ет при темп-ре вы­ше 2000 °С. При на­гре­ва­нии гид­ро- и ди­гид­ро­ор­то­фос­фа­тов про­ис­хо­дит их де­гид­ра­та­ция с об­ра­зо­ва­ни­ем по­ли­мер­ных (ли­ней­ных или коль­це­вых) фос­фа­тов.

Все ми­не­ра­лы фос­фо­ра пред­став­ля­ют со­бой ор­то­фос­фа­ты (см. Фос­фа­ты при­род­ные). В пром-сти рас­тво­ри­мые в во­де ор­то­фос­фа­ты по­лу­ча­ют взаи­мо­дей­ст­ви­ем H₃PO₄ с гид­ро­кси­да­ми, хло­ри­да­ми, кар­бо­на­та­ми ме­тал­лов или ам­миа­ком; труд­но­рас­тво­ри­мые ор­то­фос­фа­ты – с ис­поль­зо­ва­ни­ем ре­ак­ций об­ме­на.

По­ли­мер­ные Ф. разл. струк­тур­ных ти­пов мо­гут быть опи­са­ны фор­му­ла­ми: M_n+2P_nO_3n+1 (ли­ней­ные по­ли­фос­фа­ты) или M_nP_nO_3n (коль­це­вые, или цик­лич. ме­та­фос­фа­ты). Свой­ст­ва по­ли­мер­ных Ф. за­ви­сят от при­ро­ды ка­тио­на, строе­ния фос­фат-анио­на, зна­че­ния n, струк­ту­ры и др. Так, рас­тво­ри­мость ли­ней­ных по­ли­фос­фа­тов, как пра­ви­ло, па­да­ет с уве­ли­че­ни­ем сте­пе­ни по­ли­ме­ри­за­ции, но мо­жет быть уве­ли­че­на пу­тём мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния по­ли­фос­фа­тов, напр. из­ме­не­ни­ем ско­ро­сти ох­ла­ж­де­ния рас­пла­ва. По­ли­мер­ные Ф. (ли­ней­ные и коль­це­вые) по­лу­ча­ют в осн. тер­мич. де­гид­ра­та­ци­ей гид­ро- и ди­гид­ро­ор­то­фос­фа­тов или ней­тра­ли­за­ци­ей со­от­вет­ст­вую­щих по­ли- или ме­та­фос­фор­ных ки­слот. В пром. мас­шта­бах эти спо­со­бы ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния ди­фос­фа­та (пи­ро­фос­фа­та) на­трия Na₄P₂O₇, три­по­ли­фос­фа­та на­трия Na₅P₃O₁₀, а так­же по­ли­мер­ных ме­та­фос­фа­тов (на­трий-фос­фат­ные стёк­ла, ме­та­фос­фат ка­лия и др.). Сре­ди цик­лич. ме­та­фос­фа­тов хо­ро­шо изу­че­ны три­ме­та-, тет­ра­ме­та-, гек­са­ме­та- и ок­та­ме­та­фос­фа­ты. Ульт­ра­фос­фа­ты – как пра­ви­ло, аморф­ные, стек­ло­об­раз­ные ве­ще­ст­ва, гиг­ро­ско­пич­ные, лег­ко гид­ро­ли­зую­щие­ся на воз­ду­хе с об­ра­зо­ва­ни­ем по­ли- и ме­та­фос­фа­тов. По­след­ние в при­сут­ст­вии боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва во­ды мо­гут гид­ро­ли­зо­вать­ся за счёт пол­но­го рас­ще­п­ле­ния свя­зей Р─О─Р вплоть до об­ра­зо­ва­ния ор­то­фос­фа­тов. Ульт­ра­фос­фа­ты об­ра­зу­ют­ся в ре­зуль­та­те тер­мич. де­гид­ра­та­ции сме­си ор­то­фос­фа­тов с фос­фор­ны­ми ки­сло­та­ми ок­си­дом фос­фо­ра(V).

Ф. каль­ция, ам­мо­ния, ка­лия и др. ши­ро­ко при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве фос­фор­ных удоб­ре­ний и кор­мо­вых до­ба­вок в жи­вот­но­вод­ст­ве. Ф. на­трия и ка­лия – ком­по­нен­ты жид­ких и по­рош­ко­об­раз­ных мою­щих средств и ПАВ при бу­ро­вых ра­бо­тах, в це­мент­ной, тек­стиль­ной пром-сти при под­го­тов­ке шер­сти, хлоп­ка к бе­ле­нию и кра­ше­нию. Ф. ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве пи­ще­вых до­ба­вок, вхо­дят в со­став эма­лей, гла­зу­рей, стё­кол, ог­не­стой­ких ма­те­риа­лов (ан­ти­пи­ре­ны), мяг­ких аб­ра­зи­вов. Кри­стал­лич. гид­ро­ор­то­фос­фа­ты ка­лия и ам­мо­ния – сег­не­то- и пье­зо­элек­три­ки. Ф. при­ме­ня­ют в ме­тал­лур­гии при фос­фа­ти­ро­ва­нии по­верх­но­сти ме­тал­лич. из­де­лий с це­лью уве­ли­че­ния их кор­ро­зи­он­ной стой­ко­сти, в фар­ма­цев­тич. пром-сти при из­го­тов­ле­нии ле­кар­ст­вен­ных пре­па­ра­тов, зуб­ных паст и по­рош­ков.

Из эфи­ров фос­фор­ных ки­слот – ор­ганич. Ф. – наи­бо­лее из­вест­ны од­но-, двух- и трёх­за­ме­щён­ные ор­то­фос­фа­ты, со­от­вет­ст­вен­но пер­вич­ные ROP(O)(OH)₂, вто­рич­ные (RO)₂P(O)OH и тре­тич­ные (RO)₃PO (где R – ал­кил, арил или ге­те­ро­цик­лич. ра­ди­кал). Об­щий ме­тод по­лу­че­ния ор­га­нич. Ф. – взаи­мо­дей­ст­вие POCl₃ со спир­та­ми или фе­но­ла­ми (см. так­же Фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние). Ор­га­нич. Ф. при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве пес­ти­ци­дов, фло­то­реа­ген­тов, те­п­ло­но­си­те­лей, мо­ди­фи­ци­рую­щих до­ба­вок для пла­ст­масс, как при­сад­ки к мас­лам, экс­т­ра­ген­ты и др. Не­ко­то­рые ор­га­нич. Ф. (аде­но­зин­фос­фор­ные ки­сло­ты, глю­ко­зо­фос­фа­ты, нук­леи­но­вые ки­сло­ты, нук­лео­ти­ды, фос­фо­ли­пи­ды и др.) вы­пол­ня­ют важ­ные функ­ции в жи­вых ор­га­низ­мах.