Название

Фосфорновольфрамовая кислота

Корректное химическое наименование: фосфовольфрамовая кислота, или 12-вольфрамофосфорная кислота. Товарный реактив чаще выпускается в виде гидрата переменного состава.

Описание

Фосфорновольфрамовая кислота — неорганическая гетерополикислота, содержащая фосфор, вольфрам, кислород и водород. Наиболее распространенная структура относится к типу Кеггина и включает центральный фосфатный фрагмент, окруженный вольфрам-кислородным каркасом.

В лабораторной практике вещество обычно применяют в гидратированной форме. Количество кристаллизационной воды зависит от условий получения, хранения и сушки, поэтому товарную формулу записывают как H3PW12O40·xH2O. Молярную массу часто указывают в пересчете на безводное вещество.

Фосфорновольфрамовая кислота относится к сильным кислотам и обладает каталитическими свойствами. Она растворяется в воде и ряде полярных органических растворителей. Реактив используют в аналитической химии, микроскопии, гистологии, биохимии и кислотном катализе.

Внешний вид

При комнатной температуре фосфорновольфрамовая кислота представляет собой твердое кристаллическое вещество. Товарный гидрат выпускается в форме порошка или кристаллов.

Основные внешние признаки:

• цвет — белый, почти белый или слабо-желтоватый;

• агрегатное состояние — твердое;

• форма — порошок или кристаллы;

• запах — отсутствует;

• водный раствор — прозрачный и бесцветный либо слабо-желтоватый.

Продукт гигроскопичен. Его хранят в плотно закрытой таре, защищая от влаги и загрязнений.

Токсичность

Фосфорновольфрамовая кислота является коррозионно-активным веществом. Концентрированный продукт способен вызывать тяжелые химические ожоги кожи и серьезное повреждение глаз. Пыль и аэрозоль кислоты опасны для дыхательных путей.

При работе используют:

• химически стойкие перчатки;

• защитные очки и лицевой щиток;

• закрытую рабочую одежду;

• местную вытяжную вентиляцию;

• средства защиты органов дыхания при образовании пыли или аэрозоля.

При попадании на кожу загрязненную одежду снимают, а участок немедленно промывают большим количеством воды. При контакте с глазами требуется длительное промывание и срочная медицинская помощь. При проглатывании нельзя вызывать рвоту.

Вещество хранят отдельно от сильных оснований и несовместимых реагентов.

Синонимы

Синонимы на русском языке:

• фосфорновольфрамовая кислота;

• фосфовольфрамовая кислота;

• вольфрамофосфорная кислота;

• 12-вольфрамофосфорная кислота;

• фосфорновольфрамовая кислота гидрат.

Синонимы на английском языке:

• Phosphotungstic acid;

• Phosphotungstic acid hydrate;

• Tungstophosphoric acid;

• 12-Tungstophosphoric acid;

• Phosphowolframic acid;

• PTA.

Для гидратированной товарной формы широко используется номер CAS 12501-23-4.

Физические данные

Фосфорновольфрамовая кислота хорошо растворяется в воде. Реактивные формы также растворимы в спирте и некоторых других полярных органических растворителях. Водные растворы имеют выраженную кислую реакцию.

Основные характеристики:

• состояние при 20 °C — твердое;

• растворимость в воде — высокая;

• растворимость в спирте — присутствует;

• реакция водного раствора — кислая;

• плотность одной из гидратных форм при 20 °C — около 2,85 г/см³;

• горючесть — не относится к горючим веществам.

Плотность и другие показатели зависят от содержания кристаллизационной воды, поэтому для точных расчетов используют паспорт партии.

Химическая формула

Формула безводной основы:

H3PW12O40

Для гидрата используют запись:

H3PW12O40·xH2O

Количество воды в товарном продукте зависит от степени гидратации.

Молекулярный вес

Молярная масса безводной фосфорновольфрамовой кислоты составляет:

2880,05 г/моль

Для гидрата фактическая молярная масса выше и зависит от содержания воды. При приготовлении точных растворов учитывают массовую долю основного вещества или потери при высушивании для конкретной партии.

Температура плавления

Для товарных гидратов приводятся значения приблизительно:

95–107 °C

Нагревание сопровождается изменением гидратного состояния и потерей воды, поэтому показатель нельзя рассматривать как обычную температуру плавления безводного вещества.

Температура кипения

Температура кипения не устанавливается. Фосфорновольфрамовая кислота является нелетучим соединением и при сильном нагревании изменяет состав и разлагается до достижения устойчивого кипения.

Плотность при 20°

Для одной из реактивных гидратных форм приводится плотность около:

2,85 г/см³ при 20 °C

Точное значение зависит от степени гидратации. Насыпная плотность порошка отличается от плотности кристаллического вещества.

Сферы применения

Фосфорновольфрамовую кислоту используют преимущественно в аналитической химии, микроскопии, биохимии и каталитических процессах.

Основные направления применения:

• осаждение белков из растворов;

• приготовление контрастирующих составов для электронной микроскопии;

• окрашивание биологических тканей в гистологических методиках;

• применение в составе фосфорновольфрамово-гематоксилиновых красителей;

• осаждение некоторых основных и трифенилметановых красителей;

• гравиметрическое определение калия;

• использование как сильного кислотного катализатора;

• применение в гетерогенных каталитических системах;

• получение материалов на основе гетерополикислот;

• лабораторный неорганический синтез.

В электронной микроскопии фосфорновольфрамовая кислота используется как электронно-плотный контрастирующий реагент. В биохимических методах ее применяют для осаждения белков. В каталитических процессах кислота служит протонным катализатором и может наноситься на твердые носители.

При заказе учитывают форму продукта, содержание воды, чистоту и уровень металлических примесей. Для микроскопии и аналитических работ выбирают реактив соответствующей квалификации. Хранят продукт в сухом месте, в герметично закрытой химически стойкой таре.