继德国商人波兰特发现磷、德国化学家孔克尔制出磷后，英国化学家波义耳也独立制出了磷，他也是最早研究磷性质及化合物的化学家，他在1682年发表的论文《一种观察到的冷光的新实验》中写到“磷在燃烧后生成白烟，白烟与水作用后生成的溶液具有酸性。”其中的白烟正是磷酸酐（五氧化二磷），而与水作用生成的溶液即为磷酸，然而他并未对磷酸进行进一步的研究。

研究磷酸最早的化学家是法国化学家拉瓦锡。1772年，他做这样的实验：将磷放在以汞密封的钟罩里使其燃烧。实验结果而得出这样的结论：一定量的磷能燃烧于某容量的空气中；磷燃烧时生成无水磷的白色粉片，如细雪一般；燃烧后瓶中的空气约剩原来容量的80%；磷燃烧后较燃烧前约重2.5倍；白色粉片溶于水即成磷酸。拉瓦锡还证明磷酸可用浓硝酸和磷反应制得。

大约过了一百多年，德国化学家李比希做了许多农业化学的实验，揭开磷和磷酸对植物生命的价值。1840年李比希著的《有机化学在农业和生理学上的作用》中，科学地论证了土壤的肥力问题，并指出磷对植物的作用。同时，他还进一步探究了磷酸及磷酸盐作为肥料的应用，从此磷酸的生产进入大规模化时代。

正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的，3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键，另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-p配键组成的。σ配键是磷原子上的一对孤对电子向氧原子的空轨道配位而形成。d←p配键是氧原子的py、pz轨道上的两对孤对电子和磷原子的dxz、dyz空轨道重叠而成。由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多，组成的分子轨道不是很有效的，所以P—O键从数目上来看是三重键，但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。纯H3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在，这可能是磷酸浓溶液粘稠的原因。

常温下（219K），H3PO4溶液浓度为45%—47%时比电导最大。 [2]

磷酸属于中强酸，其结晶点（冰点）为21℃，当低于此温度时会析出半水物结（冰）晶。当然，通常磷酸在10℃以上甚至更低温度下也不结（冰）晶，这是由于磷酸具有过冷的特性，也就是实际上市售的磷酸在低于21℃时会偏离其结（冰）晶点，不会立即结（冰）晶的现象存在。但这样的低温只要维持一段时间，在静止的状态下，磷酸很容易产生结（冰）晶。

磷酸结晶就像其他液体结晶一样属于物理变化而非化学变化。其化学性质不会因结晶而改变，也即磷酸的性质是不会因结晶而受影响的，只要给予温度熔化或加热水稀释溶化，仍可以正常使用。

结晶特性：磷酸浓度高、纯度高，结晶性高。根据经验，当气温在4摄氏度上下，浓度大于85%时，其结晶性增大，若不慎混入结（冰）晶磷酸，会造成原本没有结（冰）晶的磷酸立即感染而结（冰）晶，而且磷酸结（冰）晶异常迅速，直致磷酸储存容器大部结（冰）晶。磷酸结（冰）晶后，上部磷酸变稀，下部沉积针状结（冰）晶体纯磷酸。根据经验，75%磷酸在较低（4℃附近）的温度下也较难结（冰）晶，因此在较低的气温条件下，建议使用75%磷酸比较妥当。

磷酸结（冰）晶好比水结冰，是其本身的物理性质，固有属性，不能改变，只有妥善保存处理才能防止结（冰）晶。市售磷酸是含85%H3PO4的粘稠状浓溶液。从浓溶液中结晶，则形成半水合物2H3PO4·H2O（熔点302.3K）。

pKa1：2.12

pKa2：7.20

pKa3：12.36

（1）浓磷酸可以和氯化钠共热生成氯化氢气体（与碘化钾、溴化钠等也有类似反应），属于高沸点酸制低沸点酸：

（2）磷酸根离子具有很强的配合能力，能与许多金属离子生成可溶性的配合物。如Fe3+与PO43-可以生成无色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-，利用这一性质，分析化学上常用PO43-掩蔽Fe3+离子，浓磷酸能溶解钨、锆、硅、硅化铁等，并与他们形成配合物。

（3）磷酸受强热时脱水，依次生成多聚磷酸，焦磷酸、三磷酸和多聚偏磷酸。三磷酸是链状结构，多聚的偏磷酸是环状结构。

（4）需要特别注意的是，浓热的磷酸能腐蚀二氧化硅，生成杂多酸。浓热磷酸还能分解绝大部分矿物，如铬铁矿、金红石、钛铁矿等。

三类盐之间的关系为：

正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外，其余都难溶于水，但能溶于强酸。

二氢盐：都易溶于水。

向磷酸中滴加碱液，随着碱液的增多，先后生成磷酸二氢盐、磷酸一氢盐、磷酸盐。

向磷酸盐溶液中滴加强酸，随着酸的增多，先后生成磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸。

①

、

、

与

不能共存。

②

、

与

不能共存。

③

与

不能共存（化合生成

）。

④

与

可共存，

和

可共存。

磷酸的原料主要是磷矿（主要成分为氟磷酸钙Ca10F2(PO4)6）和以硫酸为主的无机酸。

实验室制法：实验室可用强酸+磷酸盐制备磷酸。

（原理：强酸制弱酸）

湿法：工业上常用浓硫酸跟磷酸钙、磷矿石反应制取磷酸，滤去微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液就是磷酸溶液。或让白磷与硝酸作用，可得到纯的磷酸溶液。

热法：白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，再经水化制成。

多磷酸的生产：多磷酸的生产主要由正磷酸在适当条件下脱水而成。

重结晶法：将工业磷酸用蒸馏水溶解后，把溶液提纯，除去砷和重金属等杂质，经过滤，使滤液符合食品级要求时，浓缩，制得食用磷酸成品。 [1]

磷酸无强氧化性，无强腐蚀性，属于较为安全的酸，属低毒类，有刺激性。

LD50：1530mg/kg（大鼠经口）；2740mg/kg（兔经皮）

刺激性：兔经皮595mg/24小时，严重刺激；兔眼119mg严重刺激。

接触时注意防止入眼，防止接触皮肤，防止入口即可。

遇H发孔剂可燃； 受热排放有毒磷氧化物烟雾。 [1]

磷酸蒸气能引起鼻黏膜萎缩；对皮肤有相当强的腐蚀作用，可引起皮肤炎症性疾患；能造成全身中毒现象。

若有磷酸蒸气入眼，应立即用大量生理盐水冲洗，随后送医院救治。

空气中最高容许浓度为1mg/m3。生产人员工作时应穿戴防护用具，如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料围裙、长筒胶靴。注意保护呼吸器官和皮肤，如不慎溅到皮肤，应立即用大量清水冲洗，把磷酸洗净后，一般可用红汞溶液或龙胆紫溶液涂抹患处，严重时应立即送医院诊治。 [1]

农业：磷酸是生产重要的磷肥（过磷酸钙、磷酸二氢钾等）的原料，也是生产饲料营养剂（磷酸二氢钙）的原料。

工业：磷酸是一种重要的化工原料，主要作用如下：

1、处理金属表面，在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜，以保护金属免受腐蚀。

2、和硝酸混合作为化学抛光剂，用以提高金属表面的光洁度。

3、生产洗涤用品、杀虫剂的原料磷酸酯。

4、生产含磷阻燃剂的原料。

食品：磷酸是食品添加剂之一，在食品中作为酸味剂、酵母营养剂，可乐中就含有磷酸。磷酸盐也是重要的食品添加剂，可作为营养增强剂。

医学：磷酸可用于制取含磷药物，例如甘油磷酸钠等。

磷酸的生产过程一直受原材料的地域影响，我国磷酸的生产主要集中在云南、四川、贵州、湖北，而磷酸的精细化应用主要集中在沿海地区，根据中国磷交所的一份调查报告显示，我国磷酸生产主要以热法磷酸为主，提纯高纯度的磷酸，以满足工业需求。

磷酸用在食品添加剂，素来有骨质疏松症的疑虑。以往的调查是借由问卷选填饮用可乐及其他碳酸饮料的频率，发现饮用碳酸饮料的受试者较易有骨质疏松症的问题。研究指出，饮用碳酸饮料者没有比其他人摄取更多的磷，但身体的钙磷比却显著的降低。《美国临床营养学杂志》（American Journal of Clinical Nutrition）中的有项研究在1996年至2001年使用双倍能量的X光去探测1672位女性及1148位男性的骨密度，发现磷酸确实会降低骨密度，此研究提供了比以往使用问卷调查更有利的证据。

另一项临床研究指出，磷的摄取会降低骨密度。但此实验以磷的总摄取量为主，并未明确证明使骨密度降低的主因是磷酸。

但在Heaney及Rafferty使用钙平衡的方法对于20至40岁的女人一日习惯饮用三杯以上（680 mL）碳酸饮料进行的临床研究，却发现含磷酸的碳酸饮料与钙流失无关。研究比较了水、牛奶以及各种非酒精饮料（两种含咖啡因，两种不含咖啡因，两种含磷酸，两种含柠檬酸）。他们发现，相较于水，只有牛奶以及另外两项含有咖啡因的饮品会增加尿液中的钙含量，而添加有磷酸的咖啡因饮料和含咖啡因的饮料钙量流失速度差不多，并没有扩大咖啡因造成流失钙质的影响。由于研究显示咖啡因所造成的钙质流失会逐渐补回来，而磷酸在实验中又没有对钙质流失造成影响。Heaney及Rafferty认为前面实验受试者骨质疏松的原因是受试者饮用碳酸饮料，造成牛奶摄取量的渐少，造成钙摄取量不足。

混合指示剂 取0.1%百里酚蓝溶液3份（V）和0.1%酚酞溶液2份（V），混合均匀。

亦称仲裁法，取试样5g（称准至0.0002g）放于100mL烧杯中，加10mL盐酸，盖上表面皿，煮沸10min，冷却后转入500mL容量瓶中，加10mL盐酸，用水定容后，摇匀。取该溶液50mL放于500mL容量瓶中，再用水定容后，摇匀，是为试样液。取试样液20mL放于400mL烧杯中，用水稀释至100mL，加喹钼柠酮试液（TS-202）50mL，盖上表面皿，在电热板上加热至杯内温度达75℃±5℃，保持半分钟或在水浴中保温至溶液分层（不能用明火加热，不论在加试剂或加热时都不能搅拌混匀，以免形成块状物），冷却过程中转动3~4次。用预先在175~185℃（或240～260℃）恒重的4号玻璃坩埚过滤，先将上层清液过滤，沉淀用倾泻法洗涤3~4次，每次约用水20mL，洗液通过坩埚过滤，然后将沉淀转到玻璃坩埚中，继续用水洗涤5~6次，置坩埚于175~185℃：烘箱中烘45min（或240~260℃烘箱中烘15min），玻璃坩埚于干燥器中冷却至室温称重。同测定手续，进行空白试验。

磷酸含量按下式计算：

H3PO4(%)=0.04428×(G2-G1)/G×50/500×20/500×100式中G一所取试样量，g

G2——测定样品时所得的沉淀量，g；

G1——空白测得的沉淀重量，g；

0.04428——每克磷钼酸喹啉相当于磷酸的质量，g。 [1]

按上述重量法测定手续进行至“冷却过程中转动3~4次”，以下操作按下述测定手续进行。用铺有滤纸、脱脂棉或纸浆的过滤器过滤，先将上层清液过滤，沉淀用倾泻法洗涤3~4次，每次约用水25~30mL，然后将沉淀转到过滤器上，继续用水洗涤至无酸性（取约20mL洗出液，加一滴混合指示剂和1滴0. 25mol/L的氢氧化钠液，所呈颜色与处理同体积水所呈的颜色相近为止）。将沉淀转入原烧杯中，加不含二氧化碳的水100mL，搅匀沉淀，约加0.5ml/L氢氧化钠标准液10mL，充分搅拌至沉淀溶解，加5滴混合指示剂，用0.25mol/L盐酸标准液滴定，溶液由紫色变为微黄色时为终点。

用同样测定手续，进行空白试验。

磷酸含量按下式计算：

H3PO4(%)=c(V1-V2)×0.003769/G×50/500×20/500×100

式中c——氢氧化钠标准溶液浓度，mol/L；

V1——试样所耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；

V2——试样所耗盐酸标准溶液的体积，mL；

V——在空白试验中，1mL盐酸标准溶液相当的氢氧化钠标准溶液体积，mL；

0.003769——毫摩尔磷酸的质量，g；

G一所取试样量，g。

本方法平行测定时允许误差在0~2%以内。

FAO/WHO滴定法 取试样1.00g放入一具玻塞烧瓶中，加水约100mL，再加百里酚酞试液（TS-248）0.5mL，用1mol/L氢氧化钠液滴定，每mL相当于H3PO4 0.049g。