Phosphate

Wässrige Lösungen von primären Phosphaten reagieren schwach sauer (pH = 4,5), von sekundären Phosphaten schwach basisch (pH = 9,5) und von tertiären Phosphaten stark basisch. Letztere sind nur in stark alkalischer Lösung ohne Hydrolyselösbar, in Wasser erfolgt weitgehende Hydrolyse zum Hydrogenphosphat:

Auf Grund der Dissoziationsgleichgewichte zwischen Phosphorsäure, Dihydrogenphosphat, Hydrogenphosphat und Phosphat bilden Mischungen primärer und sekundärer Phosphate gute Puffersysteme für den $\text{pH}$-Bereich 6-8.

Mit wenigen Ausnahmen sind bei den Phosphaten nur die Alkalisalze in Wasser löslich. Alle natürlich vorkommenden Phosphate gehören zur Gruppe der tertiären Phosphate.

Beim Glühen gehen primäre Phosphate durch intermolekulare Wasserabspaltung (Kondensation) über die Stufe der Diphosphate, ${{\text{H}}_2{\text{P}}_2{\text{O}}_7}^{2-}$, in Oligo-, Poly- und Cyclophosphate, (PO^3-)_n über:

Sekundäre Phosphate bilden beim Erhitzen lediglich Diphosphate (Pyrophosphate):

Von besonderer technischer Bedeutung unter den Phosphaten sind vor allem die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Calciumsalze. Natriumphosphate lassen sich durch Zugabe von Phosphorsäure zu Soda-Lösung, ${\text{Na}}_2\text{C}{\text{O}}_3$, oder Natronlauge, $\text{Na}\text{O}\text{H}$, gewinnen. Auf analogem Wege sind auch die teureren Kalium-Verbindungen darstellbar, die Ammoniumphosphate aus Phosphorsäure und Ammoniak. Calciumphosphate werden über die Umsetzung von Calciumoxid, $\text{Ca}\text{O}$, (durch Kalkbrennen zugänglich) und Phosphorsäure erhalten. Einen Überblick über die Anwendungsgebiete einiger Phosphate gibt :

Wie bei der Phosphonsäure spielen auch bei der Phosphorsäure die organischen Derivate in der Technik eine große Rolle. Insbesondere die Phosphorsäureester, u.a. $\text{O}\text{P}{\left(\text{O}\text{R}\right)}_3$, finden vielfältige Anwendung, z.B. als flammenhemmende Weichmacher in Kunststoffen, als Entschäumer in der Papierindustrie, als Hydraulikflüssigkeit sowie als Extraktionsmittel.

Weitere Gruppen von Phosphorsäure-Derivaten ergeben sich durch den formalen Ersatz von ein, zwei oder allen drei $\text{O}\text{H}$-Gruppen der Phosphorsäure durch Halogenatome oder Amino-Gruppen, z.B. die Halogenophosphorsäuren, $\text{O}\text{P}{\left(\text{O}\text{H}\right)}_2\text{X}$ und $\text{O}\text{P}\left(\text{O}\text{H}\right){\text{X}}_2$ ($\text{X}$ = Halogen) , die Phosphorsäureamide, OP(OH)_3-n(NH₂)_n, oder bei Austausch einzelner oder aller Sauerstoff-Atome gegen Schwefel-Atome die Thiophosphorsäuren. Als technisch bedeutsame Verbindungen seien dabei das vielseitig als nichtwässriges Lösungsmittel verwendete Hexamethylphosphorsäuretriamid (HMPT), $\text{O}\text{P}{\left(\text{N}{\left(\text{C}{\text{H}}_3\right)}_2\right)}_3$, sowie die unter der Bezeichnung E 605 als Kontaktinsektizide bekannten Ester der Monothiophosphorsäure, ${\text{H}}_3\text{P}{\text{O}}_3\text{S}$, erwähnt. Ester der Dithiophosphorsäure werden als Schmieröladditive und Flotationsmittel eingesetzt.

Zu den charakteristischen Eigenschaften von Monophosphorsäure, ${\text{H}}_3\text{P}{\text{O}}_4$, und primären Phosphaten, ${{\text{H}}_2\text{P}{\text{O}}_4}^{-}$, zählt deren Tendenz, sich beim Erhitzen unter intermolekularer Wasserabspaltung über die Stufe der Diphosphorsäure (Pyrophosphorsäure), ${\text{H}}_4{\text{P}}_2{\text{O}}_7$, bzw. Diphosphate in kettenförmige Oligo- und Polyphosphorsäuren und -phosphate umzuwandeln. Neben der intermolekularen Kondensation führt eine intramolekulare Wasser-Abspaltung zur Bildung ringförmiger Cyclophosphate (Metaphosphate), kettenverzweigende Kondensationen zu hochmolekularen Ultraphosphaten. Formales Endprodukt aller Kondensationen ist polymeres Phosphorpentoxid, ${\text{P}}_2{\text{O}}_5$. Strukturell erfolgt in allen höheren Phosphorsäuren und Phosphaten stets eine Eckenverknüpfung über ein oder mehre+re $\text{O}$-Atome der aufbauenden $\text{P}{\text{O}}_4$-Tetraeder. Die Anwendungsbereiche einiger Oligo- und Polyphosphate zeigt .