Acido fosforico Proprietà chimiche, usi, produzione
Descrizione
L’acido fosforico è stato preparato per primo da Robert Boyle nel 1694 sciogliendo il pentossido di fosforo in acqua. L’acido fosforico è probabilmente il composto più importante del fosforo. È il secondo più grande prodotto chimico inorganico in volume, dopo l’acido solforico, commercializzato negli Stati Uniti.
L’applicazione più importante dell’acido fosforico è la produzione di sali di fosfato per fertilizzanti., Tali fosfati fertilizzanti includono fosfati di sodio, calcio, ammonio e potassio. Altre applicazioni sono nel decapaggio dei metalli e nel trattamento superficiale per la rimozione degli ossidi metallici dalle superfici metalliche; elettrolucidatura dell’alluminio; come agente legante in vari prodotti refrattari come allumina e magnesia; come catalizzatore nella produzione di nylon e benzina; come agente disidratante; nel legno e nei tessuti ignifughi; nell’incisione litografica; nella tintura tessile; nel cemento dentale; nel coagulare il lattice di gomma; nel purificare il perossido di idrogeno; e come reagente di laboratorio., Le soluzioni diluite di acido fosforico sono utilizzate come additivi per bevande gassate per un piacevole sapore aspro. Inoltre, l’acido diluito viene utilizzato nella raffinazione dello zucchero; come nutriente; e come agente tampone nella preparazione di marmellata, gelatina e antibiotici. L’acido fosforico commerciale è 85% (w/w) in forza.
Proprietà chimiche
L’acido fosforico è un solido incolore, inodore, cristallino o un liquido spesso sciropposo. Lo stato fisico dipende dalla forza e dalla temperatura.
L’acido fosforico concentrato si presenta come un liquido incolore, inodore e sciropposo. Ha un piacevole sapore acido se opportunamente diluito.,
L’acido fosforico puro, chiamato anche acido ortofosforico, è un acido minerale chiaro, incolore con resistenza moderata. Normalmente è commercializzato come una soluzione acquosa di 75-85% in cui esiste come liquido chiaro e viscoso.
L’acido fosforico alimentare è usato per acidificare alimenti e bevande. Fornisce un sapore piccante o aspro e, essendo una sostanza chimica prodotta in serie, è disponibile a basso costo e in grandi quantità. L’acido fosforico, utilizzato in molte bevande analcoliche, è stato collegato a una minore densità ossea negli studi epidemiologici., In breve, l’acido fosforico è un acido forte e una comune sostanza chimica industriale utilizzata nella fabbricazione di un ampio numero di prodotti, in particolare detergenti per porcellana e metalli, detergenti e fertilizzanti. Viene anche usato come additivo alimentare ed è un componente importante di molte bevande analcoliche. Basse concentrazioni di fosfato si trovano nell’acqua potabile a cui viene aggiunto in alcune aree al fine di ridurre la solubilità del piombo.
Proprietà fisiche
I chimici si riferiscono all’acido ortofosforico come phosphoricacid, che è il nome IUPAC per questo composto., Ilprefisso “orto” è usato per distinguere l’acido dagli altri acidi fosforici, che sono generalmente chiamati polifosforiciacidi. L’acido ortofosforico è un non tossico, piuttostoacido triprotico debole. Quando puro, è un solido a STP.L’acido ortofosforico è una molecola molto polare che lo rende altamente solubile in acqua. Lo stato di valenza difosforo in acido ortofosforico e altri fosforicacidi è 5 5. Triprotic significa che l’ortofosforicola molecola di acido può dissociarsi fino a tre volte,producendo un catione di idrogeno, H+, ogni volta.,
Occorrenza
L’acido fosforico è un costituente naturale di molti frutti e dei loro succhi.
Storia
L’acido fosforico è stato prodotto ma non identificato dagli alchimisti nei tempi antichi. Deriva il suo nome dall’elemento fosforo, che è stato scoperto nel 1669 da Henning Brand (1630 1710).Scheele ha successivamente isolato il fosforo dalle ceneri ossee e prodotto acido fosforico facendo reagire fosforo e acido nitrico. Il metodo di Scheele sostituì l’osso come principale fonte di fosforo piuttosto che di urina.,
John Bennett Lawes (1814 1900) brevettato un processo nel 1841 di fare perfosfato dalle ossa e più tardi esteso il suo processo di fosfati ottenuti dalla roccia. I superfosfati sono fatti trattando Ca3 (PO4)2 con acido solforico per rendere più solubili i fosfati di idrogeno di calcio: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 Ca(H2PO4) 2 + 2CaSO4. In questa reazione Ca (H2PO4) 2 è fosfato di calcio monobasico, che è anche chiamato superfosfato. I fosfati di idrogeno di calcio (superfosfati) sono più solubili in acqua e quindi più facilmente disponibili per le piante.,
Usi
L’acido fosforico è secondo solo all’acido solforico come acido industriale e classifica costantemente i primi 10 prodotti chimici utilizzati a livello globale.Uniti, ma è utilizzato in una serie di altre applicazioni. Fosfatisono stati utilizzati come costruttori e addolcitori d’acqua. Un costruttore è una sostanza aggiunta a saponi o detergentiper aumentare il loro potere detergente.
L’acido fosforico è usato come intermedio nella produzione di integratori per mangimi,prodotti chimici per il trattamento delle acque, trattamenti superficiali dei metalli, agenti di incisione e prodotti per la cura personale come il dentifricio., È usato come catalizzatore nell’industria petrolifera e polimerica. Phosphoricacid è usato in alimento come conservante, un acidulante ed esaltatore di sapidità; acidifica le bevande carbonateddrinks quali Coca Cola e Pepsi, danti loro un sapore piccante. L’acido fosforico è usato come rimozione di arust e detergente per metalli. La gelatina navale è circa il 25% di acido fosforico. Altri usi per l’acido fosforico includono il controllo dell’opacità nella produzione di vetro, tintura tessile, cooagulazione di gomma e cementi dentali.,
Usi
L’acido fosforico (H3PO4) è l’ossoacido più importante del fosforo e il suo uso principale è nella produzione di fertilizzanti.
All’interno del corpo umano, il fosfato è il principale composto contenente fosforo. Il fosfato è un composto inorganico ed è il sale dell’acido fosforico. Può formare esteri organici con una varietà di composti e questi sono importanti in molti processi biochimici. Fosfato ha la formula empirica PO43 -. È una molecola tetraedrica, dove l’atomo centrale di fosforo è circondato da quattro atomi di ossigeno.,
Nei sistemi biologici, il fosfato si trova spesso come ion libero (fosfato inorganico) o come estere dopo reazione con composti organici (spesso indicati come fosfati organici). Il fosfato inorganico (principalmente indicato come Pi) è una miscela di HPO42 – e H2PO4 – a pH fisiologico.
Utilizza
Nella produzione di perfosfati per fertilizzanti, altri sali di fosfato, polifosfati, detergenti. Catalizzatore acido nella produzione di etilene, purificante perossido di idrogeno. Come acidulante e sapore, antiossidante sinergico e sequestrante negli alimenti. Aiuto farmacologico (solvente)., Nei cementi dentali; incisione di processo; antiruggine dei metalli prima della verniciatura; coagulazione del lattice di gomma; come reagente analitico.
Usi
L’acido fosforico è un acidulante che è un acido inorganico prodotto bruciando fosforo in un eccesso di aria, producendo pentossido di fosforo che viene disciolto in acqua per formare acido ortofosforico di concentrazioni variabili. è un acido forte che è solubile in acqua. i sali acidi sono chiamati fosfati. è usato come acido aromatizzante nelle bevande di cola e root beer per fornire acidità e acidità desiderabili., è usato come antiossidante sinergico nelle abbreviazioni vegetali. nella produzione di lievito, viene utilizzato per mantenere il ph acido e fornire una fonte di fosforo. funziona anche come acidulante nel formaggio. è anche chiamato acido ortofosforico.
Definizione
ChEBI: Un ossoacido del fosforo che consits di un oxo e di tre gruppi idrossi uniti covalentemente ad un atomo centrale del fosforo.
Preparazione
L’acido fosforico di grado tecnico a bassa purezza per l’uso nei fertilizzanti è prodotto da rocce fosfatiche per digestione con acido solforico concentrato., I tipi di apatite, principalmente costituiti da rocce di fosfato di fosfato di calcio, sono utilizzati: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O → 2H3PO4 + 3(CaSO4•2H2O)
La sospensione di solfato di calcio insolubile viene filtrata. L’acido da questo processo umido è impuro ma può essere purificato con vari metodi. Le fasi di purificazione comprendono tecniche di precipitazione, estrazione con solvente, cristallizzazione e scambio ionico.
L’acido fosforico può anche essere fatto con molti metodi diversi. La dissoluzione del pentossido di fosforo in acqua e l’ebollizione producono acido fosforico., L’acido fosforico puro può essere ottenuto bruciando fosforo in una miscela di aria e vapore:
P4 (l) + 5O2 (g) →P4O10 (s)
P4O10 (s) + H2O (g) → 4H3PO4 (l)
L’acido può anche essere preparato riscaldando fosforo viola con acido nitrico al 33%:
4P + 10HNO3 + H2O → 4H3PO4 + fosforo rosso con acido nitrico (1:1)., L’equazione generale è:
P + 3HNO3 → H3PO4 + NO + 2NO2
Metodi di produzione
La maggior parte dell’acido fosforico viene prodotta digerendo il fosfaterock (essenzialmente fosfato tricalcico) con acido solforico; l’acido fosforico viene quindi separato mediante filtrazione dei liquami. Purificationis raggiunto via precipitazione chimica, estrazione con solvente, cristallizzazione, o scambio ionico.
Metodi di produzione
Le principali fonti di H3PO4 sono tradizionalmente i depositi minerali di roccia fosfatica., Le operazioni minerarie sono estese in un certo numero di località, tra cui gli Stati Uniti (Florida), l’area mediterranea e la Russia, tra gli altri. Il costituente principale della maggior parte delle rocce fosfatiche è la fluorapatite, 3Ca3 (PO4) 2 * CaF2. La fornitura di fosfati di alta qualità, la materia prima di scelta per la produzione di acido fosforico ad alta purezza mediante il processo a umido, sta rapidamente diminuendo in alcune aree.
Due metodi principali sono utilizzati per la produzione di acido fosforico da roccia fosfato., Il processo a umido comporta la reazione della roccia fosfatica con acido solforico per produrre acido fosforico e solfati di calcio insolubili. Molte delle impurità presenti nella roccia fosfatica sono anche solubilizzate e trattenute nell’acido così prodotto. Mentre non sono di grave svantaggio quando l’acido deve essere utilizzato per la produzione di fertilizzanti, la loro presenza rende il prodotto inadatto per la preparazione di sostanze chimiche fosfatiche.,
Nell’altro metodo, il processo del forno, la roccia fosfatica viene combinata con coke e silice e ridotta ad alta temperatura in un forno elettrico, seguita dalla condensazione del fosforo elementare. L’acido fosforico viene prodotto bruciando il fosforo elementare con l’aria e assorbendo il P2O5 in acqua. L’acido prodotto con questo metodo è di elevata purezza e adatto a quasi tutti gli usi con poco o nessun ulteriore trattamento.
marca
Aiuto farmacologico (solvente).
Descrizione generale
Un chiaro liquido incolore o solido cristallino trasparente. Il solido puro si scioglie a 42.,35°C e ha una densità di 1,834 g / cm3. Il liquido è solitamente una soluzione acquosa all ‘ 85%. Spedito sia come solido che come liquido. Corrosivo per metalli e tessuti. Utilizzato nella produzione di fertilizzanti e detergenti e nella lavorazione degli alimenti.
Aria & Reazioni dell’acqua
Solubile in acqua con piccolo rilascio di calore.
Profilo di reattività
L’acido fosforoso reagisce esotermicamente con le basi. Può reagire con metalli attivi, compresi metalli strutturali come alluminio e ferro, per rilasciare idrogeno, un gas infiammabile. Può iniziare la polimerizzazione di alcune classi di composti organici., Reagisce con composti di cianuro per rilasciare cianuro di idrogeno gassoso. Può generare gas infiammabili e / o tossici a contatto con ditiocarbammati, isocianati, mercaptani, nitruri, nitrili, solfuri e forti agenti riducenti. Forma miscela esplosiva con nitrometano. Reagisce violentemente con il tetraidroborato di sodio. In presenza di cloruri può corrodere l’acciaio inossidabile per formare gas idrogeno esplosivo. Emette fumi tossici e irritanti di ossidi di fosforo quando riscaldati alla decomposizione .,
Pericolo per la salute
L’acido fosforico è meno corrosivo e pericoloso di quello concentrato solforico o nitrico. Le sue soluzioni concentrate sono irritantialla pelle e alle mucose. Thevapors (fumi P2O5) può causare irritazione alla gola e tosse, ma potrebbe essere tollerato a 3.La tossicità orale acuta nei ratti è riferitaessere bassa, il valore di LD50 è di 1530 mg / kg (NIOSH 1986).
Pericolo di incendio
Non combustibile, la sostanza stessa non brucia ma può decomporsi al riscaldamento per produrre fumi corrosivi e / o tossici., Alcuni sono ossidanti e possono accendere combustibili (legno, carta, olio, abbigliamento, ecc.). Il contatto con i metalli può evolvere gas idrogeno infiammabile. I contenitori possono esplodere quando riscaldati.
Usi agricoli
L’acido fosforico (H3PO4), noto anche come acido ortofosforico, è la fonte più significativa di fertilizzanti fosfatici. Fertilizzanti a base di acido fosforicocomprendono principalmente fosfato di ammonio, fosfato diammonico e fosfato monoammonico.
L’acido fosforico è deliquescente e commercialmente il derivato più importante del fosforo, che rappresenta oltre il 90% della roccia fosfatica estratta., Il whiterhombic solido è altamente solubile in acqua ed etanolo, andthe concentrato soluzione acquosa è generalmente availablefor uso.
L’acido fosforico viene utilizzato in diverse industrie rispetto all’industria dei fertilizzanti. La maggior parte del fosforo elementare èconvertito in acido fosforico per uso non fertilizzante.Ci sono due processi di base per la produzione diacido fosforico.
L’acido metafosforico si ottiene riscaldandoacido fosforico fino a quando iniziano a comparire densi fumi bianchi.Il prodotto è altamente deliquescente e vetroso inappearance. I suoi sali sono noti come metafosfati.,L’acido ortofosforico è il più comune e viene usatocome un importante ingrediente fosfato in commercialefertilizzanti.
Applicazioni farmaceutiche
L’acido fosforico è ampiamente usato come agente acidificante in una varietà di formulazioni farmaceutiche. Viene utilizzato in prodotti farmaceutici come parte di un sistema tampone quando combinato con un sale di fosfato come fosfato di sodio, monobasico o dibasico. È anche ampiamente utilizzato nelle preparazioni alimentari come acidulante, sapore e antiossidante sinergico (0,001–0,005%) e sequestrante.,
Terapeuticamente, l’acido fosforico diluito è stato usato benepreparazioni diluite utilizzate nel trattamento della nausea e del vomito. Acido fosforico 35% gel è stato utilizzato anche per etchtooth smalto e per migliorare la consegna di farmaci attraverso il chiodo.
)La polvere di idrossiapatite nanosizzata è stata prodotta combinando acido fosforico con gusci d’uovo.
Usi industriali
Come detergente per metalli, l’acido fosforico produce un’incisione leggera su acciaio, alluminio o zinco, che aiuta l’adesione della vernice. Deoxidine è un detergente acido fosforico per metalli., Nielite D è acido fosforico con un inibitore di ruggine, usato come acido decapante non fumante per l’acciaio. Albrite è disponibile nelle concentrazioni di 75, 80 e 85% nei gradi alimentari ed elettronici, entrambe le specifiche ad alta purezza. DAB e Fosbrite sono chiamati gradi Dip luminosi, per applicazioni di pulizia. L’anidride fosforica, o pentossido di fosforo, P2O5, è una polvere bianca e solubile in acqua utilizzata come agente disidratante e anche come opalizzatore per il vetro. Inoltre è usato come catalizzatore nei rivestimenti dell’asfalto per impedire l’ammorbidimento alle temperature elevate e la fragilità alle basse temperature.,
Profilo di sicurezza
Veleno umano per ingestione. Moderatamente tossico per contatto con la pelle. Irritante corrosivo per gli occhi, la pelle e le mucose e irritante sistemico per inalazione. Un contaminante comune dell’aria. Un acido forte. Le miscele con nitrometano sono esplosive. Reagisce con cloruri + acciaio inossidabile per formare gas idrogeno esplosivo. Reazione potenzialmente violenta con tetraidroborato di solum. Pericoloso; quando riscaldato alla decomposizione emette fumi tossici di vaiolo
Sicurezza
Nella forma concentrata, l’acido fosforico è un acido estremamente corrosivo e nocivo., Tuttavia, una volta usato in formulazioni farmaceutiche è solitamente molto diluito ed è considerato generalmente asan essenzialmente materiale non tossico e nonirritant.
La dose orale letale più bassa di acido fosforico concentrato inhumans è riferita per essere 1286 ml/kg.
(coniglio, pelle): 2.74 g/kg
(ratto, orale): 1.53 g/kg
Sintesi chimica
Il fosforo elementare viene bruciato per produrre pentossido di fosforo (P2O5), che viene poi idratato. Il calore viene poi rimosso e l’acido fosforico (H3PO4) viene raccolto come una nebbia sottile., Un’altra importante fonte di acido fosforico proviene dai fosfaterocchi mediante trattamento con acido solforico; questo è il cosiddetto processo acido umido. La sintesi di acido fosforico puro coinvolge diversipassi tra cui un passo costoso e dispendioso in termini di tempo, la sublimazione del fosforo bianco.
Esposizione potenziale
L’acido fosforico è utilizzato nella produzione di fertilizzanti, sali di fosfato; polifosfati, detergenti, carbone attivo; alimentazione animale; ceramica, cemento dentale; prodotti farmaceutici, bevande analcoliche; gelatina, inibitori della ruggine; cera e lattice di gomma., L’esposizione può verificarsi anche durante elettrolucidatura, incisione, fotoincisione, litografia, pulizia dei metalli; raffinazione dello zucchero; e trattamento dell’acqua.
Cancerogenicità
L’acido fosforico non è risultato mutageno nei test batterici.
conservazione
Se conservato a bassa temperatura, l’acido fosforico può solidificarsi,formando una massa di cristalli incolori, comprendente l’emiidrato,che si scioglie a 28°C. L’acido fosforico deve essere conservato in un contenitore ermetico in un luogo fresco e asciutto. Possono essere utilizzati contenitori in acciaio inossidabile.,
Spedizione
UN1805 Soluzione di acido fosforico, classe di pericolo: 8; Etichette: 8-Materiale corrosivo. UN3543 Solido acido fosforico, Classe di pericolo: 8; Etichette: 8-Materiale corrosivo.
Incompatibilità
L’acido fosforico è un acido forte e reagisce con sostanze alcaline.Le miscele con nitrometano sono esplosive.
Smaltimento dei rifiuti
Aggiungere lentamente alla soluzione di carbonato di sodio e calce spenta con agitazione, poi a filo di fogna con grandi volumi di acqua.
Stato normativo
GRAS elencato. Accettato come additivo alimentare in Europa., Incluso nel database degli ingredienti inattivi FDA (infusi, iniezioni, soluzioni orali, creme topiche, lozioni, unguenti e soluzioni, preparati vaginali). Incluso in nonparenteral e parenteralmedicines autorizzato nel Regno Unito. Incluso nella lista canadese diingredienti non medicinali accettabili.