Phosphate - Définition et Explications

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Introduction

Phosphate
Structure chimique d'un groupement phosphate lié à un radical (R)
Général
No CAS 14265-44-2
PubChem 1061
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule brute O4PPO43−
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) molaire 94,9714 ± 0,0012 g·mol-1

Unités du SI & CNTP, sauf indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit...) contraire.
Le phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et...), oligoélément indispensable à la vie (La vie est le nom donné :) est inégalement réparti sur terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) et dans les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...), les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...) et les oiseaux jouent un rôle important dans sa concentration et dans son retour à la terre (bioturbation). Le cycle biogéochimique et écologique du phosphore a été modifié par l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) qui l'a récemment massivement introduit sous forme d'engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments...) (eutrophisant) dans les agrosystèmes, et indirectement dans les écosystèmes (Atlas mondial des océans)
Phosphate (Un phosphate, en chimie inorganique, est un sel d'acide phosphorique résultant de l'attaque...) dans une coupelle

Un phosphate, en chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) inorganique, est un sel d'acide phosphorique (L'acide phosphorique est un oxacide à base de phosphore de formule H3PO4. C'est un triacide....) résultant de l'attaque d'une base par de l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions...) phosphorique.

En chimie organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant l'étude scientifique de...), c'est un composé organophosphoré dérivé de l'acide phosphorique ; on parle parfois de phosphate organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...).

Dosage du phosphate

La mesure de la concentration de phosphate est basée sur l’apparition de phosphomolybdate d’ammonium qui est détecté par photométrie dans l’ultraviolet. les ions chlorures peuvent gêner et doivent être éliminés en faisant bouillir avec deux gouttes d'acide nitrique (L’acide nitrique, parfois appelé acide azotique, est un composé chimique liquide...), l'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la...) au réactif molybdique de tartrate améliore la spécificité.

On fera réagir le réactif molybdique: ce réactif est une solution de molybdate d' ammonium (L'ion ammonium (de formule NH4+) est un ion polyatomique de charge électrique positive (c'est...) (NH4)2MoO4, dans de l'acide nitrique 6M, qui donne à chaud, avec un phosphate, un précipité (En chimie et en métallurgie, un précipité est la formation d'une phase...) jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même...) de phosphomolybdate d'ammonium (NH4)3PO4(MoO3)2.

Expérience: Verser 1 mL de solution de phosphate dans un tube à essais. Ajouter 10 gouttes d' acide nitrique 15M. Dans un autre tube verser 1 mL de réactif molybdique. Faire tiédir le réactif et ajouter quelques gouttes de la solution acidifiée contenant le phosphate. Constater la précipitation (En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des...) du phosphomolybdate d' ammonium.


Les ions argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du...) pour le phosphate donne un précipité jaunatre Ag3PO4

L'hydrogénophosphate de sodium donne avec l'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais,...) Ag +un précipité jaune de phosphate d'argent soluble dans l'acide nitrique et dans l'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des...).

3Ag^{+}+2HPO_{4}^{--}\;\;\to\;\; Ag_{3}PO_{4\downarrow }+H_{2}PO_{4}^{-}

Formation et répartition

Le minerai de phosphate (roche concentrée en sels de phosphate) est une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...) sédimentaire dite exogène : elle se forme par concentration lorsque des ions phosphate précipitent dans une roche en diagenèse. Les formes biogènes, telles les guanos d'oiseaux et de chauve-souris, sont exploitées depuis des siècles.

Les gisements les plus importants se trouvent au Maroc, en Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), sur Navassa, en Tunisie, au Togo, en Israël, en Jordanie, en Chine et sur certaines îles d'Océanie : Nauru (Nauru (prononcer [nauru]), en nauruan Naoero, en forme longue République de Nauru, est un...), Banaba (Banaba ou île Océan (parfois orthographiée « Panapa » en raison...) et Makatea.

Caractéristiques moléculaires et chimiques

Modèle en 3D d’un ion phosphate : l‘atome de phosphore est en jaune, ceux d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) un tétraèdre (Le tétraèdre (du grec tétra : quatre), est un solide composé de quatre triangles, de la...)

L’ion phosphate (ou orthophosphate) est un anion polyatomique de formule chimique brute PO43- et de masse moléculaire de 94,97 daltons. Il se présente sous la forme d'un tétraèdre dont les sommets sont formés par les quatre atomes d'oxygène encadrant un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) de phosphore.

Cet ion, qui comporte trois charges négatives, est la base conjuguée de l'ion hydrogénophosphate HPO42- (ou phosphate inorganique, noté Pi) qui est lui-même la base conjuguée de l'ion dihydrogénophosphate H2PO4- qui est lui-même la base conjuguée de l'acide phosphorique H3PO4. C'est une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) hypervalente sachant que l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que...) de phosphore possède dix électrons libres sur sa couche de valence (  Ne pas confondre couche de valence et valence).

Un sel de phosphate se forme lorsqu'un cation se lie à l'un des atomes d'oxygène de l'ion phosphate, formant un composé ionique. La plupart des phosphates sont insolubles dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) aux conditions standard de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) excepté pour les sels de métaux alcalins.

Solubilisé dans une solution aqueuse, le phosphate existe sous ses quatre formes selon le taux d’acidité. En allant du plus basique au plus acide :

  • la première forme à prédominer est l‘ion phosphate (proprement dit) PO43- (fortement basique),
  • la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) forme est l’ion hydrogénophosphate HPO42- (faiblement basique),
  • la troisième forme est l’ion dihydrogénophosphate H2PO4- (faiblement basique) et enfin
  • la quatrième est la forme trihydrogénophosphate (à l’état cristallin non ionisé) ou acide phosphorique H3PO4 (fortement acide en solution).

L’ion phosphate peut former des ions polymériques comme :

  • le diphosphate P2O74− (aussi appelé pyrophosphate),
  • le triphosphate P3O105−, etc.

Les phosphates formant des complexes avec le calcium (Le calcium est un élément chimique, de symbole Ca et de numéro atomique 20.) (contrôle micro-environnemental pendant la (bio-)minéralisation), ils entrent souvent dans la composition des lessives. Riche en phosphore, les rejets lessiviels augmentent donc le risque d'eutrophisation (L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et...). Depuis les années 1980, les fabricants utilisent donc de plus en plus des substituts, telles les zéolites.

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