聚磷酸的结构及性质

聚磷酸英文名：polyphosphoric acid。简称“PPA”，也称“多聚磷酸”，是一种具有不同聚合度磷酸的混合物，一般指P2O5含量在68%~85%的磷酸，即是其组成介于正磷酸(H3PO4）和偏磷酸(HPO3）之间的一组磷酸。亚磷酸，次磷酸等低价态无机酸一般很难聚合，聚磷酸的结构及性质大致有如下几点。

理论上正磷酸含72.4%P2O5，实际上在含72.4%P2O5，磷酸中存在12.7%的H4P2O7，这是由于存在2H3PO4=H4P2O7+H2O式平衡所致。聚磷酸以焦磷酸（H4P2O7）为起点，接着就是三聚磷酸（H5P3O10）、四聚磷酸(H6P4O13）等，酸中的酸酐（P2O5）和水之比也随之逐渐递增。可用分子式Hn+2PnO3+1表示。纯净聚磷酸常温下为无色透明黏稠状液体，易吸湿，能与水混溶并水解为正磷酸，在特定浓度下不易结晶，有腐蚀性。其酸性较硫酸、盐酸和硝酸等强酸弱，但较热法磷酸、醋酸、硼酸等弱酸强。现已确定，在含P2O5大于69%的磷酸溶液中就有聚磷酸存在。在P2O5含量为76%（相当于105%H3PO4）的聚磷酸中大约有49%的P2O5以正磷酸形态存在，42%为焦磷酸，8%为三聚磷酸，1%为四聚磷酸。聚磷酸主要以105%H3PO4、116%H3PO4、117%H3PO4等不同浓度的产品进行商品生产和流通。

根据氧化程度，磷生成四种正酸型含氧酸：次聚磷酸（H3PO2），亚聚磷酸(H3PO3)，正磷酸（H3PO4)，过一聚磷酸（H3PO5)。聚磷酸的导电率在1~30℃的温度范围内和40%~60%的浓度有*值。聚磷酸在水溶液中不发生电化学还原，但溶于甘油时会发生还原，生成低氧化值的亚聚磷酸。多聚磷酸的水解速度与溶液的pH值和温度有关，多聚磷酸的水解稳定性均随pH值的增加而加强，并随链长度的增加或温度的上升而降低，pH值、链长、温度等因素对稳定性的影响极大。聚磷酸水溶液的酸度很高，但一代聚磷酸盐溶液呈弱酸性，二代聚磷酸盐溶液呈弱碱性，三代聚磷酸盐溶液呈强碱性。按缩合磷酸盐中以聚合物的次基团PO4四面体的配置可分为三大类一—线性聚磷酸、环状偏磷酸、交联磷酸。

1，多磷酸盐。以四面体的线性开链配置为基础，这一类的*种酸为单体，即正磷酸，其次是二磷酸（或称焦磷酸）、三磷酸等。

2，偏磷酸盐。这一名称仅限于环状聚合物。单体是HOPO2基团，其可能是热降解物和聚合反应的中间产物，其不稳定。三偏磷酸盐为该类的*个重要化合物，它非常稳定。

3，交联磷酸盐。所有有支链存在的聚合磷酸，其具有多种不同的支链结构。含五氧化二磷约68%以上但低于81%的多聚磷酸其五氧化二磷和水的平衡混合物由各种线型多聚磷酸的混合物组成，在五氧化二磷高达90%时线性多聚磷酸仍然是主要组成。要确定多聚磷酸的组分现阶段是困难的，至少从目前的研究情况来看，如果有支链存在，这些支链在分析时经稀释会发生分离，会使得“低聚”的比例增大，同时在某种条件下，长链状多聚磷酸会转化成环状多聚磷酸，以使确定多聚磷酸组分的难度增大。多聚磷酸的结构，可以认为是在链的不断生成、断裂和再生成的过程中建立平衡。

在H3PO4和H4P2O7之间有一种低共熔组成的液体酸，也称过磷酸(SuperphosphoricAcid)，含有约76%P2O5，相当于105%H3PO4。过磷酸中的P2O5含量要远高于正磷酸，且过磷酸的腐蚀性较小。在室温下过磷酸为液体，而且在较低的温度下储存时能保持液态，因为其具有过冷性质。