磷酸的电离方程式
磷酸（H₃PO₄）是一种重要的中强三元酸，其电离过程并非一步完成，而是分三步进行的。这是因为磷酸分子中的三个氢原子与氧原子结合的程度不同，依次电离的难度逐渐增加。每一步电离都对应一个电离方程式和一个特定的电离平衡常数（Ka）。第一步电离方程式为：H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄⁻，其电离常数Ka₁约为7.5×10⁻³，是三步中最大的，表明第一步相对最容易发生，生成的离子是磷酸二氢根离子。
分步电离与电离常数
磷酸的第二步电离是磷酸二氢根离子（H₂PO₄⁻）进一步释放一个氢离子，生成磷酸氢根离子（HPO₄²⁻），其方程式为：H₂PO₄⁻ ⇌ H⁺ + HPO₄²⁻，对应的Ka₂约为6.2×10⁻⁸。第三步电离则是磷酸氢根离子释放最后一个氢离子，生成磷酸根离子（PO₄³⁻），方程式为：HPO₄²⁻ ⇌ H⁺ + PO₄³⁻，其Ka₃非常小，约为4.8×10⁻¹³。从Ka值可以看出，每一步的电离程度都急剧下降，因此磷酸溶液中主要存在的含磷微粒是H₃PO₄和H₂PO₄⁻，而PO₄³⁻的浓度极低。
电离特点与实际意义
磷酸的分步电离特性使其溶液成为一个复杂的缓冲体系，能够在一定范围内抵抗pH值的剧烈变化。这一性质在生物化学、食品工业和农业肥料等领域有广泛应用。例如，在生物体内，磷酸及其盐类是维持血液和细胞液pH稳定的重要缓冲对（如H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻）。理解其电离方程式和分步特性，是掌握磷酸及其盐类化学性质、分析其在溶液中物种分布的关键基础，对于相关领域的科学研究和实际应用都具有重要指导意义。