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Home Chimica

Fosfato

di Chimicamo
1 Gennaio 2022
in Chimica, Chimica Generale
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Fosfato-chimicamo

Fosfato-chimicamo

Lo ione fosfato è un anione poliatomico avente formula PO43- in cui il fosforo ha numero di ossidazione + 5 ed è ibridato sp3.

Sommario nascondi
1 Equilibrio acido-base
2 Solubilità
3 Tamponi biologici
4 Usi

Ha geometria tetraedrica e il fosforo è legato tramite doppio legame a un atomo di ossigeno e tramite legame semplice ai rimanenti tre e pertanto lo ione fosfato è stabilizzato per risonanza.

Poiché il fosfato è un sale derivante dall’acido fosforico vengono detti fosfati anche gli anioni idrogenofosfato HPO42- e diidrogenofosfato H2PO4–.

Il fosfato, sotto forma di PO43- e HPO42-, è un nutriente per le piante e per gli animali.

Fa parte del DNA e dell’RNA e delle molecole che forniscono energia come l’ATP sotto forma di fosfolipide nella membrana cellulare.

Tra i composti contenenti lo ione fosfato vi sono gli esteri fosforici aventi formula O=P(OR)3 in cui i tre atomi di ossigeno legati al fosforo tramite legame semplice sono legati a un gruppo R che può essere un alchile o un arile.

I fosfati o esteri fosforici hanno struttura generale O=P(OR)3. Non hanno legami diretti carbonio-fosforo, essendo esteri dell’acido fosforico.

Equilibrio acido-base

Lo ione fosfato è la base coniugata dell’idrogeno fosfato e in acqua idrolizza secondo l’equilibrio:

PO43- + H2O ⇄ HPO42- + OH–

regolato da una costante di equilibrio Kb3 = Kw/Ka3 = 10-14/4.8·10-13 = 0.021. Pertanto una soluzione contenente ioni fosfato dà idrolisi basica.

Solubilità

I fosfati sono in genere sali poco solubili ad eccezione del fosfato di sodio Na3PO4, di potassio K3PO4 e di ammonio (NH4)3PO4.

I fosfati meno solubili sono quelli di alluminio AlPO4, cadmio (II) Cd3(PO4)2, calcio Ca3(PO4)2, magnesio Mg3(PO4)2, cobalto (II) Co3(PO4)2, rame (II) Cu3(PO4)2, litio Li3PO4, nichel (II) Ni3(PO4)2, argento Ag3PO4 e di ferro (III) FePO4.

Tra i sali poco solubili del fosforo vi è la fluorapatite Ca5(PO4)3F e l’idrossiapatite Ca5(PO4)3OH principale costituente minerale del tessuto osseo che sono contenuti nelle rocce fosfatiche.

  Grado di dissociazione di un elettrolita. Esercizi svolti

Tamponi biologici

Negli organismi pluricellulari il fluido all’interno della cellula e i fluidi che circondano le cellule hanno un pH caratteristico e praticamente costante che viene mantenuto da sistemi tampone biologici come il tampone fosfato che è costituito da H2PO4– che funge da donatore di ioni H+ e dallo ione idrogeno fosfato HPO42- che funge da accettore di ioni H+. Tra questi ioni si stabilisce l’equilibrio:

H2PO4–(aq) ⇌ H+(aq) + HPO42-(aq)

Se a tale sistema, per il principio di Le Chatelier, si aggiungono ioni H+ essi reagiscono con lo ione HPO42- e l’equilibrio si sposta verso sinistra mentre l’aggiunta di OH– fa spostare l’equilibrio a destra in quanto lo ione diidrogeno fosfato dà luogo alla formazione di idrogeno fosfato e acqua secondo la reazione:

H2PO4–(aq)  + OH– (aq) ⇌ HPO42-(aq) + H2O(l)

Secondo l’equazione di Henderson-Hasselbalch il pH di una tale soluzione tampone è dato da:

pH = pKa + log [HPO42-]/[ H2PO4–]

La costante Ka2 dell’acido fosforico a cui si deve fare riferimento vale 6.23 ·10-8 quindi pKa = – log Ka = – log 6.23 ·10-8  = 7.21

Quando le concentrazioni di H2PO4– e HPO42- sono le stesse si ha che il loro rapporto vale 1 e poiché log 1 = 0 il pH coincide con il pKa.

Nei mammiferi il fluido cellulare ha un valore di pH che oscilla tra 6.9 e 7.4 e il tampone diidrogeno fosfato/ idrogeno fosfato è efficace nel mantenere il pH all’interno di questo range.

Usi

L’uso principale del fosfato è nel settore agricolo e le rocce fosfatiche sono di vitale importanza nell’industria dei fertilizzanti.

Il fosfato fornisce al terreno le sostanze nutritive vitali per le piante ed inoltre viene utilizzato nell’alimentazione animale e negli integratori.

Tags: acido fosforicobasi coniugatecostante di equilibriofertilizzantigeometria molecolareidrolisiintegratoritamponi biologici

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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