kwas fosforowy właściwości chemiczne,zastosowania,produkcja

opis

kwas fosforowy został przygotowany po raz pierwszy przez Roberta Boyle ' a w 1694 roku przez rozpuszczenie pięciotlenku fosforu w wodzie. Kwas fosforowy jest prawdopodobnie najważniejszym Związkiem fosforu. Jest to druga co do wielkości nieorganiczna substancja chemiczna pod względem objętości, po kwasie siarkowym, sprzedawana w Stanach Zjednoczonych.
najważniejszym zastosowaniem kwasu fosforowego jest wytwarzanie soli fosforowych do nawozów., Takie fosforany nawozowe obejmują fosforany sodu, wapnia, amonu i potasu. Inne zastosowania to wytrawianie metali i obróbka powierzchniowa do usuwania tlenków metali z powierzchni metalowych; elektropolerowanie aluminium; jako środek wiążący w różnych produktach ogniotrwałych, takich jak tlenek glinu i Magnezja; jako katalizator w produkcji nylonu i benzyny; jako środek odwadniający; w ognioodpornym drewnie i tkaninach; w litograficznym grawerowaniu; w barwieniu Tekstyliów; w cemencie dentystycznym; w koagulacji lateksu gumowego; w oczyszczaniu nadtlenku wodoru; i jako odczynnik laboratoryjny., Rozcieńczone roztwory kwasu fosforowego są stosowane jako dodatki do napojów gazowanych dla przyjemnego kwaśnego smaku. Ponadto rozcieńczony kwas jest stosowany w rafinacji cukru; jako składnik odżywczy; i jako środek buforujący w przygotowaniu dżemu, galaretki i antybiotyków. Handlowy kwas fosforowy ma 85% (w/w) mocy.

właściwości chemiczne

kwas fosforowy jest bezbarwnym, bezwonnym, krystalicznym ciałem stałym lub gęstą syropową cieczą. Stan fizyczny jest zależny od siły i temperatury.
stężony kwas fosforowy występuje jako bezbarwna, bezwonna, syropowa ciecz. Ma przyjemny kwasowy smak po odpowiednim rozcieńczeniu.,
Czysty Kwas fosforowy, zwany również kwasem ortofosforowym, jest przezroczystym, bezbarwnym kwasem mineralnym o umiarkowanej sile. Jest zwykle sprzedawany jako roztwór wodny 75-85%, w którym występuje jako przezroczysta, lepka ciecz.

do zakwaszania żywności i napojów stosuje się kwas fosforowy klasy spożywczej. Zapewnia pikantny lub kwaśny smak i, będąc masowo produkowanym środkiem chemicznym, jest dostępny tanio i w dużych ilościach. Kwas fosforowy, stosowany w wielu napojach bezalkoholowych, został powiązany z niższą gęstością kości w badaniach epidemiologicznych., Krótko mówiąc, kwas fosforowy jest silnym kwasem i powszechną chemią przemysłową stosowaną w produkcji wielu produktów, w szczególności porcelany i środków czyszczących do metalu, detergentów i nawozów. Jest również stosowany jako dodatek do żywności i jest głównym składnikiem wielu napojów bezalkoholowych. Niskie stężenia fosforanów znajdują się w wodzie pitnej, do której jest dodawany w niektórych obszarach w celu zmniejszenia rozpuszczalności ołowiu.

właściwości fizyczne

chemicy odnoszą się do kwasu ortofosforowego jako fosforykacidu, który jest nazwą IUPAC dla tego związku., Theprefix „ortho” jest używany do odróżnienia kwasu od innych kwasów fosforowych, które są zwykle nazywane polifosforowymi kwasami. Kwas ortofosforowy jest nietoksyczny, a nie kwas triprotyczny. Gdy jest czysty, jest stały w STP.Kwas ortofosforowy jest bardzo polarną cząsteczką, która sprawia, że jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Stan walencyjny fosforu w kwasie ortofosforowym i innych fosforykacydach wynosi ＋5. Triprotyczny oznacza, że cząsteczka ortofosforykacidu może dysocjować do trzech razy, wytwarzając kation wodoru, H+, za każdym razem.,

występowanie

kwas fosforowy jest naturalnym składnikiem wielu owoców i ich soków.

Historia

kwas fosforowy był wytwarzany, ale nie zidentyfikowany przez alchemików w starożytności. Nazwa pochodzi od pierwiastka fosfor, który został odkryty w 1669 roku przez Henninga Branda (1630 1710).Scheele następnie wyizolował fosfor z popiołu kostnego i wyprodukował kwas fosforowy w reakcji fosforu i kwasu azotowego. Metoda Scheele ' a zastąpiła kość jako główne źródło fosforu, a nie moczu.,
John Bennett Lawes (1814-1900) opatentował w 1841 roku proces wytwarzania superfosfatu z kości, a później rozszerzył swój proces na fosforany otrzymywane ze skały. Superfosfaty są wytwarzane przez traktowanie Ca3(PO4)2 kwasem siarkowym w celu uzyskania bardziej rozpuszczalnych fosforanów wodorowych wapnia: Ca3(PO4)2 + 2h2so4 Ca (H2PO4)2 + 2caso4. W tej reakcji Ca (H2PO4)2 jest monobazowym fosforanem wapnia, który jest również nazywany superfosfatem. Wodorofosforany wapnia (superfosfaty) są bardziej rozpuszczalne w wodzie i dlatego łatwiej dostępne dla roślin.,

zastosowania

kwas fosforowy ustępuje tylko kwasowi siarkowemu jako kwasowi przemysłowemu i konsekwentnie plasuje się w 10 najlepszych chemikaliach stosowanych na całym świecie.Stanów, ale jest używany w wielu innych zastosowaniach. Fosfaty były używane jako budowniczy i zmiękczacze wody. Budowniczy to substancja dodawana do mydeł lub detergentów w celu zwiększenia ich mocy oczyszczającej.
kwas fosforowy jest stosowany jako półprodukt w produkcji dodatków paszowych dla zwierząt, chemikaliów do uzdatniania wody, obróbki powierzchni metali, środków trawiennych i produktów do pielęgnacji ciała, takich jak pasta do zębów., Jest stosowany jako katalizator w przemyśle naftowym i polimerowym. Phosphoricacid jest stosowany w żywności jako środek konserwujący, środek zakwaszający i wzmacniający smak; zakwasza dwutlenek węgla, taki jak Coca Cola i Pepsi, nadając im pikantny smak. Kwas fosforowy jest stosowany jako środek do usuwania arust i czyszczenia metali. Galaretka morska stanowi około 25% kwasu fosforowego. Inne zastosowania kwasu fosforowego obejmują kontrolę zmętnienia w produkcji szkła, barwienie Tekstyliów, koagulację kauczuku i cementy dentystyczne.,

zastosowania

kwas fosforowy (H3PO4) jest najważniejszym tlenokwasem fosforu i jego główne zastosowanie znajduje w produkcji nawozów.
w organizmie człowieka fosforan jest głównym związkiem zawierającym fosfor . Fosforan jest związkiem nieorganicznym i jest solą kwasu fosforowego. Może tworzyć estry organiczne z różnymi związkami i są one ważne w wielu procesach biochemicznych. Fosforan ma wzór empiryczny PO43-. Jest to czworościenna cząsteczka, w której centralny atom fosforu otoczony jest czterema atomami tlenu.,
w układach biologicznych fosforan często występuje jako wolny jon (fosforan nieorganiczny) lub jako ester po reakcji ze związkami organicznymi (często określanymi jako fosforany organiczne). Fosforan nieorganiczny (najczęściej oznaczany jako Pi) jest mieszaniną HPO42 – i H2PO4 – o fizjologicznym pH.

wykorzystuje

w produkcji superfosfatów do nawozów, innych soli fosforanowych, polifosforanów, detergentów. Katalizator kwasowy w wytwarzaniu etylenu, oczyszczający nadtlenek wodoru. Jako środek zakwaszający i Smakowy, synergiczny przeciwutleniacz i sekwestrant w żywności. Środki farmaceutyczne (rozpuszczalnik)., W cementach dentystycznych; grawerowanie procesowe; impregnacja metali przed malowaniem; koagulacja lateksu gumowego; jako odczynnik analityczny.

kwas fosforowy jest kwasem nieorganicznym powstającym w wyniku spalania fosforu w nadmiarze powietrza, wytwarzającym pięciotlenek fosforu, który rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas ortofosforowy o różnym stężeniu. jest to silny kwas, który jest rozpuszczalny w wodzie. sole kwasu są określane jako fosforany. jest stosowany jako kwas smakowy w napojach cola i piwo korzenne, aby zapewnić pożądaną kwasowość i kwaśność., jest stosowany jako synergiczny przeciwutleniacz w skracaniu warzyw. w produkcji drożdży stosuje się go do utrzymania kwaśnego ph i stanowi źródło fosforu. działa również jako środek zakwaszający w serze. jest również określany jako kwas ortofosforowy.

definicja

ChEBI: oksoacid fosforu składający się z jednego okso i trzech grup hydroksylowych połączonych kowalencyjnie z centralnym atomem fosforu.

preparat

kwas fosforowy klasy technicznej o niskiej czystości do stosowania w nawozach jest wytwarzany ze skał fosforanowych przez trawienie stężonym kwasem siarkowym., Stosuje się typy apatytowe, składające się głównie ze skał fosforanowo-wapniowych: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O → 2h3po4 + 3(CaSO4•2H2O)
nierozpuszczalna zawiesina siarczanu wapnia jest filtrowana. Kwas z tego mokrego procesu jest nieczysty, ale może być oczyszczony różnymi metodami. Etapy oczyszczania obejmują wytrącanie, ekstrakcję rozpuszczalnikiem, krystalizację i techniki wymiany jonowej.

kwas fosforowy można również wytwarzać wieloma różnymi metodami. Rozpuszczenie pięciotlenku fosforu w wodzie i gotowanie daje kwas fosforowy., Czysty Kwas fosforowy można otrzymać przez spalanie fosforu w mieszaninie powietrza i pary:
P4 (l) + 5O2 (g) →P4O10 (s)
P4O10 (s) + H2O (G) → 4h3po4 (l)
kwas można również otrzymać przez ogrzewanie fosforu fioletowego z 33% kwasem azotowym:
4P + 10HNO3 + H2O → 4H3PO4 + 5NO + 5no2
lub przez ogrzewanie czerwonego fosforu fosfor z kwasem azotowym (1:1)., Ogólne równanie brzmi:
p + 3HNO3 → H3PO4 + NO + 2NO2

metody produkcji

większość kwasu fosforowego jest wytwarzana przez trawienie fosfateroku (zasadniczo fosforanu trójwapniowego) kwasem siarkowym; kwas fosforowy jest następnie oddzielany przez filtrację zawiesinową. Purificationis osiągnięty poprzez wytrącanie chemiczne, ekstrakcji rozpuszczalnika, krystalizacji lub wymiany jonowej.

metody produkcji

głównymi źródłami H3PO4 tradycyjnie są złoża mineralne skał fosforanowych., Operacje wydobywcze są szeroko zakrojone w wielu miejscach, w tym w Stanach Zjednoczonych (Floryda), rejonie Morza Śródziemnego i Rosji, między innymi. Głównym składnikiem większości skał fosforanowych jest fluorapatyt, 3ca3·PO4) 2 * CaF2. Podaż wysokiej jakości fosforanów, surowca z wyboru do produkcji kwasu fosforowego o wysokiej czystości w procesie mokrym, szybko maleje w niektórych obszarach.
do produkcji kwasu fosforowego ze skał fosforanowych wykorzystuje się dwie główne metody., Proces mokry polega na reakcji skały fosforanowej z kwasem siarkowym w celu wytworzenia kwasu fosforowego i nierozpuszczalnych siarczanów wapnia. Wiele zanieczyszczeń obecnych w skale fosforanowej jest również rozpuszczanych i zatrzymywanych w wytwarzanym w ten sposób kwasie. Chociaż nie mają one poważnej wady, gdy kwas ma być stosowany do produkcji nawozów, ich obecność sprawia, że produkt nie nadaje się do przygotowania fosforowych chemikaliów.,
w drugiej metodzie, w procesie piecowym, skała fosforanowa jest łączona z koksem i krzemionką i redukowana w wysokiej temperaturze w piecu elektrycznym, a następnie kondensacja fosforu elementarnego. Kwas fosforowy jest wytwarzany przez spalanie fosforu elementarnego z powietrzem i pochłanianie P2O5 w wodzie. Kwas wytwarzany tą metodą ma wysoką czystość i nadaje się do prawie wszystkich zastosowań z niewielką lub żadną dalszą obróbką.

Nazwa firmy

Opis ogólny

przezroczysta bezbarwna ciecz lub przezroczyste krystaliczne ciało stałe. Czyste ciało stałe topi się w 42.,35°C i ma gęstość 1,834 g / cm3. Ciecz jest zwykle 85% roztworem wodnym. Dostarczany zarówno jako ciało stałe, jak i płynne. Działa żrąco na metale i tkanki. Stosowany w produkcji nawozów i detergentów oraz w przetwórstwie spożywczym.

powietrze& reakcje wody

rozpuszczalne w wodzie o małym uwalnianiu ciepła.

profil reaktywności

kwas fosforowy reaguje egzotermicznie z zasadami. Może reagować z aktywnymi metalami, w tym takimi metalami strukturalnymi, jak aluminium i żelazo, uwalniając Wodór, łatwopalny gaz. Może inicjować polimeryzację pewnych klas związków organicznych., Reaguje ze związkami cyjanku, uwalniając gazowy cyjanowodór. Może wytwarzać łatwopalne i / lub toksyczne gazy w kontakcie z ditiokarbaminianami, izocyjanianami, merkaptanami, azotanami, azotanami, siarczkami i silnymi środkami redukującymi. Tworzy mieszaninę wybuchową z nitrometanem. Reaguje gwałtownie z tetrahydroboranem sodu. W obecności chlorków może korodować stal nierdzewną, tworząc wybuchowy gaz wodorowy. Emituje toksyczne i drażniące opary tlenków fosforu po podgrzaniu do rozkładu .,

zagrożenie dla zdrowia

kwas fosforowy jest mniej żrący i niebezpieczny niż stężony kwas siarkowy lub azotowy. Jego skoncentrowane roztwory działają drażniącoskóra i błony śluzowe. Opary (opary P2O5) mogą powodować podrażnienie gardła i kaszel, ale mogą być tolerowane w 3.Ostra toksyczność doustna u szczurów jest niska, wartość LD50 wynosi 1530 mg/kg(NOSH 1986).

zagrożenie pożarowe

niepalny, substancja sama w sobie nie pali się, ale może rozkładać się podczas ogrzewania w celu wytworzenia żrących i/lub toksycznych oparów., Niektóre z nich są utleniaczami i mogą zapalić materiały palne (drewno, papier, olej, odzież itp.). W kontakcie z metalami mogą powstawać łatwopalne gazy wodorowe. Pojemniki mogą eksplodować po podgrzaniu.

zastosowania rolnicze

kwas fosforowy (H3PO4), znany również jako ortofosforykacid, jest najważniejszym źródłem nawozów fosforowych. Nawozy na bazie kwasu fosforowego głównie obejmują fosforan amonu, fosforan diamonu i fosforan monoamonu.
kwas fosforowy jest najistotniejszą pochodną fosforu, stanowiącą ponad 90% wydobywanej skały fosforanowej ., Bielsze ciało stałe jest dobrze rozpuszczalne w wodzie i etanolu, a stężony roztwór wodny jest ogólnie dostępny do użytku.
kwas fosforowy jest stosowany w kilku gałęziach przemysłu, poza przemysłem nawozowym. Większość fosforu elementarnego jest przekształcana w kwas fosforowy do stosowania bez nawozów.Istnieją dwa podstawowe procesy produkcji kwasu fosforowego.
kwas Metafosforowy otrzymuje się przez podgrzanie kwasu fosforowego do momentu pojawienia się gęstych białych oparów.Produkt jest wysoce rozpływający się i szklisty w wyglądzie. Jego sole są znane jako metafosforany.,Kwas ortofosforowy jest najczęściej stosowany jako ważny składnik fosforanów w środkach spożywczych.

Aplikacje farmaceutyczne

kwas fosforowy jest szeroko stosowany jako środek zakwaszający w różnych preparatach farmaceutycznych. Jest on stosowany w produktach farmaceutycznychjako część systemu buforowego w połączeniu z solami fosforanowymi, takimi jak fosforan sodu, jednozasadowy lub dwuzasadowy. Jest również szeroko stosowany w preparatach spożywczych jako środek zakwaszający, Smakowy i synergistyczny antyoksydant (0,001–0,005%) i sekwestrant.,
terapeutycznie dobrze stosowano rozcieńczony kwas fosforowy, stosowany w leczeniu nudności i mdłości. Kwas fosforowy 35% żel został również użyty do wytrawiania szkliwa i zwiększenia dostarczania leków przez paznokieć.
)nanosiony proszek hydroksyapatytowy został wytworzony przez połączenie kwasu fosforowego ze skorupkami jaj.

zastosowania przemysłowe

jako środek czyszczący do metali, kwas fosforowy wytwarza lekkie wytrawianie na stali, aluminium lub cynku, co wspomaga przyczepność farby. Deoksydyna jest środkiem czyszczącym kwas fosforowy do metali., Nielite D to kwas fosforowy z inhibitorem rdzy, stosowany jako niefumujący kwas trawienny do stali. Albrite jest dostępny w stężeniach 75, 80 i 85% w żywności i klasach elektronicznych, zarówno o wysokiej czystości. DAB i Phosbrite nazywane są jasnymi klasami zanurzeniowymi do zastosowań czyszczących. Bezwodnik fosforowy lub pięciotlenek fosforu, P2O5, jest białym, rozpuszczalnym w wodzie proszkiem stosowanym jako środek odwadniający, a także jako opalizator do szkła. Jest również stosowany jako katalizator w powłokach asfaltowych, aby zapobiec zmiękczeniu w podwyższonych temperaturach i kruchości w niskich temperaturach.,

profil bezpieczeństwa

Umiarkowanie toksyczny w kontakcie ze skórą. Żrący środek drażniący oczy, skórę i błony śluzowe oraz ogólnoustrojowy środek drażniący przez drogi oddechowe. Pospolite zanieczyszczenie powietrza. Silny kwas. Mieszaniny z nitrometanem są wybuchowe. Reaguje z chlorkami + stalą nierdzewną, tworząc wybuchowy gaz wodorowy. Potencjalnie gwałtowna reakcja z tetrahydroboranem solum. Niebezpieczny; po podgrzaniu do rozkładu emituje toksyczne opary ospy

bezpieczeństwo

w stężonej postaci kwas fosforowy jest wyjątkowo korozyjnym i szkodliwym kwasem., Jednak w przypadku stosowania w preparatach farmaceutycznych jest zwykle bardzo rozcieńczony i jest ogólnie uważany za zasadniczo nietoksyczny i nieirytujący materiał.
najniższa śmiertelna dawka doustna stężonego kwasu fosforowego wynosi 1286 mL / kg.
(Królik, skóra): 2,74 g/kg
(szczur, doustnie): 1,53 g/kg

Synteza chemiczna

fosfor elementarny jest spalany w celu wytworzenia pięciotlenku fosforu (P2O5), który jest następnie uwodniony. Ciepło jest następnie usuwane, a kwas fosforowy (H3PO4) zbiera się w postaci drobnej mgły., Innym ważnym źródłem kwasu fosforowego jest fosfaterocks przez obróbkę kwasem siarkowym; jest to tak zwany proces mokry kwas. Synteza czystego kwasu fosforowego obejmuje kilka etapów, w tym czasochłonny, kosztowny etap, sublimacji białego fosforu.

potencjalna ekspozycja

kwas fosforowy jest stosowany w produkcji nawozów, soli fosforanowych; polifosforany, detergenty, węgiel aktywny; pasza dla zwierząt; ceramika, cement dentystyczny; farmaceutyki, napoje bezalkoholowe; żelatyna, inhibitory rdzy; wosk i lateks gumowy., Ekspozycja może również wystąpić podczas elektropolerowania, grawerowania, fotoengrafingu, litografii, czyszczenia metalu, rafinacji cukru i uzdatniania wody.

Rakotwórczość

kwas fosforowy nie wykazywał działania mutagennego w badaniach bakteryjnych.

przechowywanie

podczas przechowywania w niskiej temperaturze kwas fosforowy może zestalić się, tworząc masę bezbarwnych kryształów, zawierających półwodny, który topi się w temperaturze 28°C. Kwas fosforowy należy przechowywać w pojemniku z powietrzem w chłodnym, suchym miejscu. Można stosować pojemniki ze stali nierdzewnej.,

Wysyłka

UN1805 roztwór kwasu fosforowego, Klasa Zagrożenia: 8; etykiety: 8-Materiał żrący. Un3543 kwas fosforowy stały, Klasa Zagrożenia: 8; etykiety: 8-Materiał żrący.

niezgodności

kwas fosforowy jest silnym kwasem i reaguje z substancjami alkalicznymi.Mieszaniny z nitrometanem są wybuchowe.

Usuwanie odpadów

dodawać powoli do roztworu sody kalcynowanej i wapna gaszonego mieszając, a następnie spłukiwać do kanalizacji z dużą ilością wody.

stan prawny

Przyjęty jako dodatek do żywności w Europie., Zawarte w bazie nieaktywnych składników FDA (wlewy, zastrzyki, roztwory oralsolutions, miejscowe kremy, balsamy, maści i roztwory oraz preparaty dopochwowe). Zawarte w lekach pozajelitowych i pozajelitowych licencjonowanych w Wielkiej Brytanii. Znajduje się na kanadyjskiej liście akceptowalnych składników niemedycznych.