磷酸二氫鉀（英文名：Potassium dihydrogenphosphate）是一種無機(jī)化合物，化學(xué)式為KH?PO?，分子量為136.086，其晶體簡(jiǎn)稱KDP，別名為磷酸一鉀。磷酸二氫鉀外觀為無味的無色或白色帶光澤的四方晶體；白色或結(jié)晶粉末，易溶于水，不溶于乙醇，25 °C時(shí)在水中的溶解度為25 g/100mL，有一定潮解性。1%溶液pH值為4.4至4.7。
當(dāng)磷酸二氫鉀加熱至400℃時(shí)熔化而成透明的液體，冷卻后固化為不透明的玻璃狀偏磷酸鉀（KPO?）。LD50（半數(shù)致死量）大鼠口服：4640mg/kg
工業(yè)上常采用磷酸和氫氧化鉀（或碳酸鉀）為原料的中和法生產(chǎn)制備磷酸二氫鉀。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域方面磷酸二氫鉀常用作高濃度磷鉀二元復(fù)合肥，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物和水果產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)也可作為化工產(chǎn)品制備原料和細(xì)菌培養(yǎng)劑，醫(yī)學(xué)上維持酸堿平衡，制作食品時(shí)的營(yíng)養(yǎng)添加劑。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
磷酸二氫鉀晶體內(nèi)部以離子鍵為主，其中還含有氫鍵和共價(jià)鍵，通常認(rèn)為是[H?PO?]?和K?組成的離子型晶體。磷酸二氫鉀結(jié)構(gòu)中，P原子和O原子之間存在著強(qiáng)烈的極化作用，并以共價(jià)鍵結(jié)合形成PO?基團(tuán)。每個(gè)晶胞中含有4個(gè)磷酸二氫鉀分子。
磷酸二氫鉀是一種無序-有序型鐵電體，它的居里溫度為-150 ℃，在該溫度以上，其晶體結(jié)構(gòu)屬于四方晶系，為順電相；在該溫度以下，其晶體結(jié)構(gòu)屬于正交晶系，由順電相轉(zhuǎn)變?yōu)殍F電相。
四方晶系的磷酸二氫鉀晶體的晶胞參數(shù)為a=b=0.7453 nm，c=0.6975，Z=4。
理想的KDP晶體外形為四方柱單形與上下四對(duì)板面相聚合而成，具有高度對(duì)稱性。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
磷酸二氫鉀常溫下為無色或白色帶光澤的四方晶體；白色或結(jié)晶粉末，無味。磷酸二氫鉀吸濕潮解性較小，不易結(jié)塊，可溶于易溶于水，水溶液呈酸性，不溶于乙醇，25 °C時(shí)在水中的溶解度為25 g/100mL，25 °C時(shí)的密度為2.338 g/cm3，熔點(diǎn)為253 °C，1%溶液pH值為4.4至4.7，屬于酸性肥料。磷酸二氫鉀晶體（KDP晶體）的非線性系數(shù)[d??(1064 nm)=0.46 ×10?12 pm/V]，電光系數(shù)γ??=10.5 pm/V，吸收系數(shù)（a=0.0018 cm?1）
化學(xué)性質(zhì)
脫水反應(yīng)
磷酸二氫鉀加熱至400 ℃時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)變?nèi)廴谕该饕后w，冷卻后會(huì)固化為不透明玻璃狀物質(zhì)偏磷酸鉀。相關(guān)化學(xué)方程式如下：
磷酸二氫鉀的水溶液可以與硝酸銀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生磷酸二氫銀黃色沉淀，可以作為一種鑒別磷酸二氫鉀的反應(yīng)。
制備方法
中和法
工藝原理
中和法生產(chǎn)磷酸二氫鉀采用磷酸和氫氧化鉀（或碳酸鉀）為原料，利用酸堿中和機(jī)理，來生產(chǎn)磷酸二氫鉀。
工藝流程
酸堿中和滴定生產(chǎn)磷酸二氫鉀的基本流程如下所示。
直接法
以磷礦、硫酸和氯化鉀為原料直接生產(chǎn)磷酸二氫鉀。首先利用氯化鉀和硫酸反應(yīng)獲得硫酸氫鉀，再使產(chǎn)物硫酸氫鉀和磷礦反應(yīng)，過濾分離生成石膏，濾液經(jīng)濃縮后，加入甲醇沉淀析出磷酸二氫鉀。
復(fù)分解法
工藝原理
利用氯化鉀中的鉀離子與正磷酸鹽（磷酸銨或磷酸鈉等）中的磷酸二氫根通過復(fù)分解反應(yīng)生成磷酸二氫鉀。
以飽和的氯化鉀溶液和75%磷酸（濕法磷酸）為原料在一定溫度下進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)。該反應(yīng)過程中大量副產(chǎn)物氯化氫可用水吸收獲得鹽酸，同時(shí)可用氫氧化鉀中和復(fù)分解反應(yīng)過程中過量的磷酸。
工藝流程
利用氯化鉀與磷酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生產(chǎn)磷酸二氫鉀的基本流程如下圖所示。
有機(jī)萃取法
工藝原理
利用有機(jī)溶劑選擇性的萃取出磷酸，再用鉀鹽溶液反萃取，從而制備磷酸二氫鉀。
工藝舉例
用二丁基亞從濕法磷酸中萃取出一定濃度的磷酸，然后利用氫氧化鉀溶液反萃取，使純化后的磷酸從有機(jī)相轉(zhuǎn)移至水相，生成磷酸二氫鉀。過程中的二丁基亞砜可循環(huán)使用。磷酸二氫鉀再經(jīng)后續(xù)的蒸發(fā)結(jié)晶等工序處理可獲得純度較高的成品。且該方法不受磷酸的品位限制，與中和法相比成本較小。
應(yīng)用領(lǐng)域
肥料
磷酸二氫鉀含磷（P?O?）24%，含鉀（K?O）27%，是一種高效含磷、鉀的復(fù)合肥料。生產(chǎn)上多用作根外追肥和作物浸種施用，在處理種子或葉面噴灑時(shí)均可被植物直接吸收，可以快速滿足農(nóng)作物對(duì)磷和鉀的需要，從而促進(jìn)作物的光合作用增強(qiáng)植物的代謝能力，促使根系發(fā)達(dá)、苗全桿狀、增強(qiáng)植物的抗倒伏、抗旱、抗寒、抗病害的能力。適用于小麥、玉蜀黍?qū)?/a>、水稻等農(nóng)作物使用。
化工
可用作細(xì)菌培養(yǎng)劑：在釀造培養(yǎng)酵母時(shí)，也可適當(dāng)添加一定的磷酸二氫鉀用作培養(yǎng)添加劑及制備緩沖溶液。
用作制備偏磷酸鉀等化工產(chǎn)品的制作原料。
醫(yī)藥
鉀是細(xì)胞內(nèi)液體的主要陽離子，對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡、等滲和電動(dòng)特性至關(guān)重要。磷酸鹽是一種主要的細(xì)胞內(nèi)陰離子，為底物代謝提供能量，并參與幾乎所有器官和組織的重要代謝和酶反應(yīng)。磷酸鹽可以改變鈣濃度，緩沖酸堿平衡，并在腎臟氫離子排泄中發(fā)揮主要作用。
磷酸二氫鉀還用于各類抗生素的生產(chǎn)制備，如灰黃霉素、硫酸卡那霉素、核糖霉素和硫酸黃鏈霉素等。
食品
在制作烘焙食品時(shí)可以加入食用級(jí)磷酸二氫鉀，如制備面粉、即食面包混合粉和冷凍面團(tuán)等減少食物中鹽攝入量，同時(shí)起到酵母食料、發(fā)酵助劑和營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑的作用，也可用于制作味精等。
食用級(jí)磷酸二氫鉀也可用作中和劑、合劑、膨松劑、強(qiáng)化助劑。
磷酸二氫鉀可用作清酒合成過程中的調(diào)味劑和pH緩沖劑。
光學(xué)
磷酸二氫鉀晶體是應(yīng)用極其廣泛的非線性光學(xué)材料，可用于激光調(diào)制和變頻。
電子
磷酸二氫鉀可用作壓電元件和電光學(xué)元件。
安全事宜
毒性
LD50（半數(shù)致死量）兔子皮膚接觸>4640mg/kg
LD50（半數(shù)致死量）大鼠口服：4640mg/kg磷酸二氫鉀對(duì)皮膚、眼睛和呼吸道有一定的刺激性，危險(xiǎn)性描述: R36/38；攝入一定量的磷酸二氫鉀后可能會(huì)引起腹瀉、高磷血癥和低鈣血癥。
健康危害
磷酸二氫鉀在火災(zāi)中會(huì)產(chǎn)生刺激性有毒煙霧。人吸入后會(huì)刺激鼻腔和喉嚨，同時(shí)會(huì)刺激肺部和粘膜，出現(xiàn)咳嗽等不適癥狀。接觸時(shí)刺激皮膚和眼睛時(shí)，眼睛可能會(huì)出現(xiàn)瘙癢、流淚和發(fā)紅的癥狀，嚴(yán)重者可能會(huì)出現(xiàn)角膜損傷；皮膚可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)紅、起泡、起皮和瘙癢等癥狀，長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)出現(xiàn)潰瘍。攝入會(huì)導(dǎo)致腹痛、感到惡心、甚至感到虛脫。
儲(chǔ)存運(yùn)輸
在處理與磷酸二氫鉀相關(guān)的貯存和運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)操作時(shí)，需注意避免潮濕、雨淋，儲(chǔ)存的倉(cāng)庫(kù)需要注意清潔、陰涼和干燥。
消防相關(guān)
可采用噴水、干粉、二氧化碳或泡沫進(jìn)行滅火，相關(guān)滅火措施需根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況和環(huán)境決定。
急救措施
若眼睛不小心接觸磷酸二氫鉀，應(yīng)立即分開眼瞼用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗15分鐘；若有不適感，請(qǐng)立即送往醫(yī)院就醫(yī)。
若皮膚不小心接觸磷酸二氫鉀，應(yīng)立即用肥皂和水沖洗接觸處，若有不適感，請(qǐng)立即送往醫(yī)院就醫(yī)。
若不小心吸入磷酸二氫鉀，應(yīng)立即將人移至新鮮空氣處。如呼吸停止，進(jìn)行人工呼吸。請(qǐng)教醫(yī)生。
若不小心攝入磷酸二氫鉀，切勿給失去知覺者通過口喂任何東西。用水漱口。請(qǐng)教醫(yī)生。
參考資料 >