リン酸カリウム (K3PO4) は、カリウムとリンという元素を含む化合物です。溶解度が高く、植物の成長に必須の栄養素を提供する能力があるため、食品添加物や肥料として一般的に使用されています。
| IUPACの名称 | リン酸カリウム |
| 分子式 | K3PO4 |
| CAS番号 | 7778-53-2 |
| 同義語 | リン酸三カリウム、オルトリン酸カリウム、リン酸第三カリウム、一リン酸三カリウム、リン酸三カリウム |
| インチチ | InChI=1S/3K.H3O4P/c;;;1-5(2,3)4/h;;;(H3,1,2,3,4)/q3*+1;/p-3 |
リン酸カリウムの性質
リン酸カリウム配合
リン酸カリウムの化学式は K3PO4 です。これは、化合物が各式単位に 3 つの K+ イオンと 1 つの PO43- イオンを含むことを示しています。リン酸カリウムの式は、化合物に関係する反応の化学量論を決定するだけでなく、化合物の所定の質量に存在する各元素の量を特定するのに役立ちます。
リン酸カリウムのモル質量
K3PO4 のモル質量は 212.27 g/mol です。カリウム、リン、酸素の原子量を化合物に加えることによって計算されます。モル質量は、特定の質量の化合物中に存在する物質の量を決定するための重要なパラメータです。 K3PO4 が関与する反応の化学量論を計算するのにも役立ちます。
リン酸カリウムの沸点
K3PO4の沸点は1660℃です。この高い沸点は、化合物中の K+ イオンと PO43- イオン間の強いイオン結合によるものです。これは、高温における化合物の安定性の指標でもあります。 K3PO4 の沸点は、セラミックやガラスの製造など、さまざまな産業用途に役立ちます。
リン酸カリウムの融点
K3PO4の融点は1340℃です。これは、固体化合物が液体状態に変化する温度です。 K3PO4 の融点が高いのは、この化合物のイオン性によるもので、イオン間の引力に打ち勝つには大量のエネルギーが必要です。 K3PO4 の融点は、肥料や食品添加物の製造など、さまざまな用途に対する K3PO4 の適合性を判断するのに役立ちます。
リン酸カリウムの密度 g/mL
K3PO4 の密度は室温で 2.564 g/mL です。化合物の高密度は、各式単位に 3 つの K+ イオンと 1 つの PO43- イオンが存在するためです。 K3PO4 の密度は、肥料や食品添加物の製造など、さまざまな工業プロセスにおける K3PO4 の溶解度や挙動を決定するのに役立ちます。
リン酸カリウムの分子量
K3PO4 の分子量は 212.27 g/mol です。これは、化合物内のすべての原子の原子量の合計です。分子量は、特定の質量の化合物中に存在する物質の量を計算したり、K3PO4 が関与する反応の化学量論を決定したりするのに役立ちます。
リン酸カリウムの構造
K3PO4 は斜方晶系の結晶構造を持っています。これは PO4 四面体のセットで構成されており、各リン酸イオンは隣接するリン酸イオンと 2 つの酸素原子を共有しています。カリウムイオンはリン酸四面体の間に位置し、酸素原子に囲まれています。 K3PO4 の構造は、溶解性や熱安定性などの特性を理解するのに役立ちます。
| 外観 | 白色の結晶性粉末 |
| 比重 | 2,564g/mL |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 212.27 g/モル |
| 密度 | 2,564g/mL |
| 融合点 | 1340℃ |
| 沸点 | 1660℃ |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 100g/L(20℃) |
| 溶解性 | エタノール、アセトンに可溶、エーテルに不溶 |
| 蒸気圧 | 無視できる |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | pKa1 = 2.16、pKa2 = 7.21、pKa3 = 12.32 |
| pH | 1%溶液のpHは11.5です |
リン酸カリウムの安全性と危険性
K3PO4 は一般に、正しく取り扱われれば安全に使用できると考えられています。しかし、他の化学物質と同様に、取り扱いを誤ったり、大量に摂取したりすると危険が生じる可能性があります。この化合物は皮膚、目、呼吸器への刺激物として分類されており、高濃度で吸入または摂取すると重度の火傷や呼吸困難を引き起こす可能性があります。また、酸や酸化剤との相性が悪く、これらの物質にさらされると火災や爆発を引き起こす可能性があります。したがって、K3PO4 を慎重に取り扱い、適切な保護具を着用し、不適合物質から離れた涼しく乾燥した換気の良い場所に保管することが重要です。
| ハザードシンボル | シー（イライラする） |
| セキュリティの説明 | 皮膚や目との接触を避けてください。 |
| 国連識別番号 | UN 2833 (無水物)、UN 2423 (三水和物) |
| HSコード | 28352400 |
| 危険等級 | 6.1 (有毒) |
| 梱包グループ | Ⅲ |
| 毒性 | LD50 (経口、ラット): 2,340 mg/kg; LC50 (吸入、ラット): 50 mg/L |
リン酸カリウム (K3PO4) の合成方法
K3PO4 を合成するには、リン酸 (H3PO4)と水酸化カリウム (KOH)の反応や KH2PO4 の熱分解など、いくつかの方法が存在します。
1 つの方法では、等モル量のKOHとH3PO4を水中で約 60 ～ 80°C の温度で反応させます。この手順には、得られた混合物を蒸発させ、固体残留物を約 300°C に加熱して K3PO4 を生成することが含まれます。
別の方法は、KH2PO4 とKOHを高温 (400°C 以上) で反応させて K3PO4 と水を生成することです。特殊なオーブンを使用すると、熱分解と呼ばれるこのプロセスを実行できます。
リン酸と炭酸カリウム (K2CO3) の反応、および酸化カリウム (K2O) と五酸化リン (P2O5) の反応は、K3PO4 を生成する追加の方法です。
リン酸カリウムの用途
K3PO4 は、さまざまな業界で次のような実用的な用途があります。
- 肥料：リン含有量が高いため、肥料としてよく使用されます。農家は植物に必須の栄養素を提供するために土壌にそれを添加することがよくあります。
- 食品産業: 酸度レベルを調整し、変色を防ぎ、食感を改善するために食品添加物として使用されます。
- 緩衝剤: pH 校正緩衝液や生物学的研究など、さまざまな実験室用途で効果的な緩衝剤として使用されます。
- 洗剤: 水を軟化させ、鉱物沈着物の蓄積を防ぐ能力があるため、洗剤やクリーニング製品の製造に使用されます。
- 薬: 低血中リン酸濃度など、特定の病状を治療するための栄養補助食品として使用されます。
- 水処理：パイプや設備のスケールの形成や腐食を防ぐために水処理に使用されます。
- 難燃剤: 水蒸気を放出し、炎の延焼を防ぐ能力があるため、繊維やプラスチックなどのさまざまな材料に難燃剤として使用されます。
質問:
Q: リン酸カリウムは水に溶けますか?
A: はい、K3PO4 は水に溶けます。
Q: リン酸イオンに結合するにはカリウムイオンが何個必要ですか?
A: リン酸イオンと結合して K3PO4 を形成するには、3 つのカリウム イオンが必要です。
Q: 臭化カルシウムとリン酸カリウムの水溶液を混合すると、どのような沈殿が形成されますか?
A: 臭化カルシウムと K3PO4 の水溶液を混合すると、リン酸カルシウム (Ca3(PO4)2) の沈殿が形成されます。
Q: k3po4 は水に溶けますか?
A: はい、K3PO4 は水に溶けます。
Q: k3po4 は可溶性ですか?
A: はい、K3PO4 は水に溶けます。
Q: Ni(C2H3O2)2 (aq) と K3PO4 (aq) の水溶液を混合するとどのような生成物が得られますか?
A: Ni(C2H3O2)2 と K3PO4 の水溶液を混合すると、酢酸カリウム (KCH3COO) と酢酸 (CH3COOH) の水溶液と同様に、リン酸ニッケル(II) (Ni3(PO4)2) の沈殿が形成されます。
Q: この反応で酸化数を増加させる元素はどれですか? 3KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3H2O
A: リン元素は、その酸化数を H3PO4 の +5 から K3PO4 の +5 に増加させます。
Q: K3PO4とは何ですか?
A: K3PO4 は、肥料、食品添加物、洗剤などのさまざまな用途に使用される化合物であるリン酸カリウムの化学式です。