Fosfatai

Fosfatai – fosforo rūgšties druskos ir esteriai. Fosfato jonas yra neorganinis junginys, galintis sudaryti įvairias druskas.

Fosfato jono sandara

Dikalcio fosfato druska

Fosfatų druskos

Fosfatinės druskos skirstomos taip:

• ortofosfatai (fosforo, arba ortofosfato, rūgšties H₃PO₄ druskos)
  • pirminiai arba divandenilio, fosfatai, dihidrofosfatai (pvz., KH₂PO₄, Ca(H₂PO₄)₂);
  • antriniai, arba monovandenilio, fosfatai, hidrofosfatai (pvz., K₂HPO₄, CaHPO₄);
  • tretiniai, arba neutralieji, normalieji, ortofosfatai (pvz., K₃PO₄, Ca₃(PO₄)₂);
• polimeriniai (kondensuotieji) fosfatai
  • polifosfatai (polifosfato rūgščių druskos Mn+2PnO_3n+1);
  • metafosfatai (metafosfato rūgšties druskos Mn(PO₃)_n);
  • ultrafosfatai (MnKPnOn(5+K)/2).

Dauguma divandenilio fosfatų gerai tirpsta vandenyje, o iš kitų – tik šarminių metalų normalieji ortofosfatai. Kaitinami hidrofosfatai dehidratuoja ir susidaro polimeriniai fosfatai. Reakcijos schema: (n-2) MeH₂PO₄ (2Me₂HPO₄ (Men + 2PnO_{3n + 1} + (n-1) H₂O. n = polimerizacijos laipsnis.

Dauguma fosfatų plačiai pritaikomi buitinėje ir pramoninėje chemijoje, trąšų gamyboje. Kalcio, amonio, kalio ir kiti fosfatai naudojami kaip fosforo trąšos, šarminių ir šarminių žemių metalų – kaip plovikliai ir vandens minkštikliai, kosmetikoje ir vaistų gamyboje, amonio‑vandenilio fosfatas (NH₄)2HPO₄ – audiniams apretuoti, kalcio ortofosfatas Ca₃(PO₄)₂ – emalių, matinio stiklo gamyboje, kalcio-vandenilio fosfatai ir amonio‑vandenilio fosfatai – kaip feroelektrikai ir pjezoelektrikai. Polimeriniai fosfatai naudojami kaip minkštikliai, plovikliai, flotacijos reagentai.

Fosfatų esteriai

Fosfatų esteriai tai organiniai fosforo junginiai, kuriuose fosforas su molekulės organine dalimi susijungęs per kito elemento (deguonies, azoto, sieros) atomą.

Skirstomi taip:

• pirminiai (ROPO(OH)₂);
• antriniai ((RO)₂POOH);
• tretiniai arba neutralieji ((RO)₃PO);

Gamtoje paplitę esteriai – nukleorūgštys, daugelis kofermentų, adenozin‑5′‑trifosfatas, vitaminai. Kai kurie esteriai naudojami kaip plastikų minkštikliai (pvz., tributilfosfatas, trikrezilfosfatas), kiti – kaip insekticidai.

Gamtiniai fosfatai

Fosfatų kasykla Nauru

Taip pat būna gamtiniai fosfatai. Tai mineralų klasė, kuriai dar priklauso arsenatai ir vanadatai. Skiriami paprastieji (su vienu anijonu) ir sudėtingieji (su dviem ir daugiau skirtingų anijonų), su vandeniu ir bevandeniai fosfatai. Žinoma >230 fosfatų klasės mineralų. Svarbiausi: apatito grupės mineralai (apatitas, fluorapatitas, chlorapatitas, karbonatapatitas, sulfatapatitas), monacitas, vivianitas, turkis.

Gamtiniai fosfatai kristalizuojasi iš specifinės šarminės magmos arba iš jūros vandens, kuriame gausu fosforo (fosforitai), taip pat susidaro hidroterminių ir pneumatolitinių procesų metu (monacitas, ksenotimas). Vivianitas susidaro pelkėse, jo randama ir tarpledynmečių organinėse nuogulose.

Iš gamtinių fosfatų daugiausia gaminamos trąšos. Didžiausi fosfatų tiekėjai pasaulyje (2015 m.) yra Kinija (100 mln. t), Marokas (30 mln.), JAV (27,6 mln.), Rusija (12,5), Jordanija (7,5), Brazilija (6,7), Egiptas (5,5), Peru (4), Tunisas (4), Izraelis (3,3), Saudo Arabija (3,3), Vietnamas (2,7), Australija (2,6), Pietų Afrikos Respublika (2,2). Šiek tiek fosfatų randama ir Lietuvoje (gavyba nevykdoma).