acid Fosforic Proprietăți Chimice,Utilizări,de Producție

Descriere

acid Fosforic a fost pregătit mai întâi de Robert Boyle în 1694 prin dizolvarea pentaoxid de fosfor în apă. Acidul fosforic este probabil cel mai important compus al fosforului. Este al doilea cel mai mare produs chimic anorganic în volum, după acidul sulfuric, comercializat în Statele Unite.
cea mai importantă aplicație a acidului fosforic este fabricarea sărurilor fosfatice pentru îngrășăminte., Astfel de fosfați de îngrășăminte includ fosfații de sodiu, calciu, amoniu și potasiu. Alte aplicații sunt în metal decapare și tratament de suprafață pentru eliminarea de oxizi de metal de pe suprafețele metalice; electropolishing de aluminiu; ca un agent de legătură în diferite produse refractare, cum ar fi alumină și magneziu; ca un catalizator în a face nailon și benzină; ca un agent de deshidratare; în ignifugare lemn și țesături; în litografie, gravura; în vopsirea textilelor; în ciment dentar; în coagularea latexului de cauciuc; în purificarea peroxid de hidrogen; și ca un laborator reactiv., Soluțiile diluate de acid fosforic sunt utilizate ca aditivi la băuturile carbogazoase pentru un gust acru plăcut. De asemenea, acidul diluat este utilizat în rafinarea zahărului; ca nutrient; și ca agent de tamponare în prepararea gemului, jeleului și antibioticelor. Acidul fosforic comercial este de 85% (w/w) în putere.

proprietăți chimice

acidul fosforic este un solid incolor, inodor, cristalin sau un lichid gros siropos. Starea fizică este dependentă de rezistență și temperatură.
acidul fosforic concentrat apare ca un lichid incolor, inodor, siropos. Are un gust acid plăcut atunci când este diluat corespunzător.,
acidul fosforic pur, numit și acid ortofosforic, este un acid mineral limpede, incolor, cu rezistență moderată. Este comercializat în mod normal ca o soluție apoasă de 75-85% în care există ca un lichid limpede, vâscos.

acidul fosforic de calitate alimentară este utilizat pentru a acidifica alimentele și băuturile. Oferă un gust acru sau acru și, fiind un produs chimic produs în masă, este disponibil ieftin și în cantități mari. Acidul fosforic, utilizat în multe băuturi răcoritoare, a fost legat de densitatea osoasă mai mică în studiile epidemiologice., Pe scurt, acidul fosforic este un acid puternic și chimice industriale comune utilizate în fabricarea unui număr mare de produse, în special porțelan și metal de curățare, detergenți și îngrășăminte. Este, de asemenea, utilizat ca aditiv alimentar și este un constituent major al multor băuturi răcoritoare. Concentrații scăzute de fosfat se găsesc în apa de băut la care se adaugă în unele zone pentru a reduce solubilitatea plumbului.

proprietăți fizice

chimiștii se referă la acidul ortofosforic ca fosforicacid, care este numele IUPAC pentru acest compus., Theprefix „ortho” este folosit pentru a distinge acid din otherphosphoric acizi, care sunt, în general, numit polyphosphoricacids. Acidul ortofosforic este un non-toxic, ratherweak acid triprotic. Când pur, este un solid la STP.Acidul ortofosforic este o moleculă foarte polară careîl face foarte solubil în apă. Starea de valență a fosforului în acidul ortofosforic și în alți acizi fosforici este ＋5. Triprotic înseamnă că molecula ortofosforicacid poate disocia de până la trei ori,producând de fiecare dată un cation de hidrogen, H+.,

apariție

acidul fosforic este un constituent natural al multor fructe și sucuri ale acestora.

istoric

acidul fosforic a fost produs, dar nu a fost identificat de alchimiști în cele mai vechi timpuri. Își derivă numele din elementul fosfor, care a fost descoperit în 1669 de Henning Brand (1630 1710).Scheele a izolat ulterior fosforul din cenușa osoasă și a produs acid fosforic prin reacția fosforului și a acidului azotic. Metoda lui Scheele a înlocuit osul ca sursă principală de fosfor, mai degrabă decât urină.,
John Bennett Lawes (1814 1900) patentat un proces în 1841 de a face superfosfat din oase și mai târziu a extins procesul său de fosfați obținute din rocă. Superfosfați sunt realizate prin tratarea Ca3(PO4)2 cu acid sulfuric pentru a face mai solubile de calciu hidrogen fosfați: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4. În această reacție Ca (H2PO4) 2 este fosfat de calciu monobazic, numit și superfosfat. Fosfații hidrogen de calciu (superfosfații) sunt mai solubili în apă și, prin urmare, mai ușor disponibili pentru plante.,

utilizează

acidul fosforic este al doilea numai la acidul sulfuric ca acid industrial și se situează în mod constant în primele 10 substanțe chimice utilizate la nivel global.Statele, dar este utilizat într-o serie de alte aplicații. Fosfațiau fost folosite ca constructori și dedurizatoare de apă. Un constructor este o substanță adăugată la săpunuri sau detergențipentru a-și crește puterea de curățare.
acidul fosforic este utilizat ca intermediar în producția de suplimente pentru hrana animalelor, substanțe chimice de tratare a apei, tratamente de suprafață metalică, agent de gravare și produse de îngrijire personalăcum ar fi pasta de dinți., Este utilizat ca catalizator în industria petrolieră și polimerică. Phosphoricacid este folosit în produsele alimentare ca un conservant, un acidulant, și potențiator de aromă; acidifica carbonateddrinks cum ar fi Coca-Cola și Pepsi, oferindu-le un gust picant. Acidul fosforic este utilizat ca arust remover și metal cleaner. Jeleu Naval este de aproximativ 25% acid fosforic. Alte utilizări pentru acidul fosforic includ controlul opacității în producția de sticlă, vopsirea textilă, latexcoagularea cauciucului și cimenturile dentare.,

utilizări

acidul fosforic (H3PO4) este cel mai important oxoacid al fosforului și utilizarea sa principală este în fabricarea îngrășămintelor.
în corpul uman, fosfatul este principalul compus care conține fosfor. Fosfatul este un compus anorganic și este sarea acidului fosforic. Poate forma esteri organici cu o varietate de compuși și aceștia sunt importanți în multe procese biochimice. Fosfatul are formula empirică PO43 -. Este o moleculă tetraedrică, unde atomul central de fosfor este înconjurat de patru atomi de oxigen.,
în sistemele biologice, fosfatul este adesea găsit fie ca ion liber (fosfat anorganic), fie ca ester după reacția cu compuși organici (adesea denumiți fosfați organici). Fosfat anorganic (cea mai mare parte notate ca Pi) este un amestec de HPO42 – și H2PO4 – la pH-ul fiziologic.

Folosește

În fabricarea de superfosfați pentru îngrășăminte, alte săruri de fosfat, polifosfați, detergenți. Catalizator Acid în fabricarea etilenei, purificarea peroxidului de hidrogen. Ca acidulant și aromă, antioxidant sinergic și sechestrant în alimente. Ajutor farmaceutic (solvent)., În cimenturi dentare; procesul de gravare; ruginirea metalelor înainte de vopsire; coagulare latex de cauciuc; ca reactiv analitic.

utilizează

acidul fosforic este un acidulant care este un acid anorganic produs prin arderea fosforului într-un exces de aer, producând pentoxid de fosfor care este dizolvat în apă pentru a forma acid ortofosforic cu concentrații diferite. este un acid puternic, care este solubil în apă. sărurile acide sunt numite fosfați. este folosit ca acid aromatizant în băuturile de bere de cola și rădăcină pentru a oferi aciditate și aciditate dorite., este folosit ca un antioxidant sinergic în scurtarea legumelor. în fabricarea drojdiei, se utilizează pentru a menține ph-ul acid și pentru a furniza o sursă de fosfor. de asemenea, funcționează ca acidulant în brânză. este, de asemenea, numit acid ortofosforic.

definiție

ChEBI: un oxoacid de fosfor care consits de un oxo și trei grupe hidroxi s-au alăturat covalent la un atom de fosfor central.

preparare

acidul fosforic de grad tehnic de puritate scăzută pentru utilizare în îngrășăminte este produs din roci fosfatice prin digestie cu acid sulfuric concentrat., Tipurile de apatită, constând în principal din roci de fosfat de calciu, sunt utilizate: CA3(PO4)2 + 3h2so4 + 6H2O → 2H3PO4 + 3 (CaSO4•2H2O)
suspensia insolubilă de sulfat de calciu este filtrată. Acidul din acest proces umed este impur, dar poate fi purificat prin diferite metode. Etapele de purificare implică tehnici de precipitare, extracție cu solvent, cristalizare și schimb de ioni.

Acid fosforic, de asemenea, se poate face prin mai multe metode diferite. Dizolvarea pentoxidului de fosfor în apă și fierberea produce acid fosforic., Pur acid fosforic poate fi obținut prin arderea fosforului într-un amestec de aer și abur:
P4 (l) + 5O2 (g) →P4O10 (s)
P4O10 (s) + H2O (g) → 4H3PO4 (l)
acid, de asemenea, pot fi preparate prin încălzire violet fosfor cu 33% acid azotic:
4P + 10HNO3 + H2O → 4H3PO4 + 5NO + 5NO2
sau prin încălzire fosfor roșu cu acid azotic (1:1)., Ecuația globală este:
P + 3HNO3 → H3PO4 + NO + 2NO2

Metode de Producție

majoritatea de acid fosforic se face prin digestia phosphaterock (în principal fosfat tricalcic) cu acid sulfuric; thephosphoric acid este apoi separat de suspensie filtrare. Purificationis realizat prin precipitare chimică, extracție cu solvent,cristalizare sau schimb de ioni.

metode de producție

principalele surse de H3PO4 au fost în mod tradițional depozitele minerale de rocă fosfatică., Operațiunile miniere sunt extinse într-o serie de locații, inclusiv Statele Unite (Florida), zona mediteraneană și Rusia, printre altele. Constituentul major al majorității rocilor fosfatice este fluorapatita, 3ca3 (PO4) 2 * CaF2. Furnizarea de fosfați de înaltă calitate, materia primă de alegere pentru producerea acidului fosforic de înaltă puritate prin procesul umed, scade rapid în unele zone.
două metode majore sunt utilizate pentru producerea de acid fosforic din rocă fosfat., Procesul umed implică reacția rocii fosfatice cu acidul sulfuric pentru a produce acid fosforic și sulfați de calciu insolubili. Multe dintre impuritățile prezente în roca fosfat sunt, de asemenea, solubilizate și reținute în acidul astfel produs. Deși nu prezintă niciun dezavantaj grav atunci când acidul urmează să fie utilizat pentru fabricarea îngrășămintelor, prezența lor face ca produsul să nu fie potrivit pentru prepararea substanțelor chimice fosfatice.,
în cealaltă metodă, procesul cuptorului, roca fosfat este combinată cu cocs și silice și redusă la temperaturi ridicate într-un cuptor electric, urmată de condensarea fosforului elementar. Acidul fosforic este produs prin arderea fosforului elementar cu aer și absorbția P2O5 în apă. Acidul produs prin această metodă este de înaltă puritate și potrivit pentru aproape toate utilizările cu puțin sau deloc tratament suplimentar.

denumirea mărcii

ajutor farmaceutic (solvent).

descriere generală

un lichid limpede, incolor sau solid cristalin transparent. Solidul pur se topește la 42.,35°C și are o densitate de 1.834 g / cm3. Lichidul este de obicei o soluție apoasă de 85%. Livrat atât ca solid, cât și ca lichid. Coroziv pentru metale și țesuturi. Folosit în fabricarea îngrășămintelor și detergenților și în prelucrarea produselor alimentare.

aer & reacții de apă

solubil în apă cu eliberare mică de căldură.

profilul reactivității

acidul fosforic reacționează exotermic cu bazele. Poate reacționa cu metale active, inclusiv metale structurale, cum ar fi aluminiu și fier, pentru a elibera hidrogen, un gaz inflamabil. Poate iniția polimerizarea anumitor clase de compuși organici., Reacționează cu compuși de cianură pentru a elibera cianură de hidrogen gazos. Poate genera gaze inflamabile și / sau toxice în contact cu ditiocarbamați, izocianați, mercaptani, nitruri, nitrili, sulfuri și agenți reducători puternici. Formează un amestec exploziv cu nitrometan. Reacționează violent cu tetrahidroboratul de sodiu. În prezența clorurilor poate coroda oțel inoxidabil pentru a forma hidrogen gazos exploziv. Emite vapori toxici și iritanți ai oxizilor de fosfor atunci când sunt încălziți până la descompunere .,

pericol pentru sănătate

acidul fosforic este mai puțin coroziv și periculos decât este concentrat sulfuric sau nitricacid. Soluțiile sale concentrate sunt iritantela piele și mucoase. Vaporii (vaporii P2O5) pot provoca iritații în gât și tuse, dar pot fi tolerați la 3.Toxicitatea orală acută la șobolani este raportată ca fiind mică, valoarea LD50 fiind de 1530 mg/kg(NIOSH 1986).

pericol de incendiu

incombustibil, substanța în sine nu arde, dar se poate descompune la încălzire pentru a produce vapori corozivi și/sau toxici., Unele sunt oxidanți și pot aprinde combustibili (lemn, hârtie, ulei, îmbrăcăminte etc.).). Contactul cu metale poate evolua gaz hidrogen inflamabil. Containerele pot exploda atunci când sunt încălzite.

utilizări agricole

acidul fosforic (H3PO4), cunoscut și sub numele de ortofosforicacid, este cea mai importantă sursă deîngrășăminte fosfatice. Îngrășăminte pe bază de acid fosforicinclud în principal fosfat de amoniu, diamoniumfosfat și fosfat de monoamoniu.
acidul fosforic este delicvescent și comercialcel mai important derivat al fosforului, reprezentând peste 90% din roca fosfatică extrasă., Solidul whiterhombic este foarte solubil în apă și etanol, iar soluția apoasă concentrată este în general disponibilă pentru utilizare.
acidul fosforic este utilizat în mai multe industrii altedecât industria îngrășămintelor. Majoritatea fosforului elementar esteconvertit în acid fosforic pentru utilizarea fără îngrășăminte.Există două procese de bază pentru producerea deacid fosforic.
acidul Metafosforic se obține prin încălzireacid fosforic până când încep să apară vapori albi densi.Produsul este foarte delicvescent și sticlosaspectul. Sărurile sale sunt cunoscute sub numele de metafosfați.,Acidul ortofosforic este cel mai frecvent și este utilizatca ingredient important fosfat în comercialîngrășăminte.

aplicații farmaceutice

acidul fosforic este utilizat pe scară largă ca agent de acidifiere într-o varietate de formulări farmaceutice. Se utilizează în produsele farmaceuticeca parte a unui sistem tampon atunci când este combinat cu un sare de fosfatcum ar fi fosfat de sodiu, monobazic sau dibazic. Este, de asemenea, largutilizat în preparatele alimentare ca acidulant, aromă și sinergieantioxidant (0,001–0,005%) și sechestrant.,
terapeutic, acidul fosforic diluat a fost utilizat binediluat în preparatele utilizate în tratamentul greaței șivărsături. Acidul fosforic 35% gel a fost, de asemenea, utilizat pentru a etchtooth email și pentru a spori livrarea de medicamente prin unghii.
)pulberea de hidroxiapatită Nanozizată a fost obținută prin combinareacid fosforic cu coji de ouă.

utilizări industriale

ca agent de curățare pentru metale, acidul fosforic produce o gravură ușoară pe oțel, aluminiu sau zinc, care ajută la aderența vopselei. Deoxidina este un produs de curățare a acidului fosforic pentru metale., Nielita D este acidul fosforic cu un inhibitor de rugină, utilizat ca acid de decapare nefumant pentru oțel. Albrite este disponibil în concentrații de 75, 80 și 85% în clasele alimentare și electronice, ambele specificații de înaltă puritate. DAB și Fosbrite sunt numite clase luminoase Dip, pentru aplicații de curățare. Anhidrida fosforică sau pentoxidul de fosfor, P2O5, este o pulbere albă, solubilă în apă, utilizată ca agent de deshidratare și, de asemenea, ca opalizator pentru sticlă. De asemenea, este utilizat ca catalizator în acoperirile de asfalt pentru a preveni înmuierea la temperaturi ridicate și fragilitatea la temperaturi scăzute.,

profil de siguranță

otravă umană prin ingestie. Moderat toxic prin contactul cu pielea. Un iritant coroziv pentru ochi, piele și mucoase și un iritant sistemic prin inhalare. Un contaminant comun al aerului. Un acid puternic. Amestecurile cu nitrometan sunt explozive. Reacționează cu cloruri + oțel inoxidabil pentru a forma hidrogen gazos exploziv. Reacție potențial violentă cu tetrahidroborat de sol. Periculos; când este încălzit până la descompunere emite vapori toxici de variolă

siguranță

în formă concentrată, acidul fosforic este extrem de corozivși acid dăunător., Cu toate acestea, atunci când este utilizat în formulări farmaceutice, este de obicei foarte diluat și este în general considerat ca fiind un material esențial netoxic și noniritant.
cea mai mică doză orală letală de acid fosforic concentrat inhumans este raportată a fi 1286 mL/kg.
(Iepure, piele): 2,74 g/kg
(șobolan, oral): 1,53 g/kg

sinteză chimică

fosforul elementar este ars pentru a produce pentoxid de fosfor (P2O5), care este apoi hidratat. Căldura este apoi eliminată și acidul fosforic (H3PO4) este colectat sub formă de ceață fină., O altă sursă importantă de acid fosforic este din fosfaterocuri prin tratarea cu acid sulfuric; acesta este așa-numitul proces cu acid umed. Sinteza acidului fosforic pur implică mai multepași, inclusiv un pas consumator de timp, scump, sublimarea fosforului alb.

expunerea potențială

acidul fosforic este utilizat la fabricarea îngrășămintelor, sărurilor fosfatice; polifosfați, detergenți, carbon activ; hrana pentru animale; ceramică, ciment dentar; produse farmaceutice, băuturi răcoritoare; gelatină, inhibitori de rugină; ceară și latex de cauciuc., Expunerea poate apărea și în timpul electropolizării, gravării, fotogravării, litografiei, curățării metalelor; rafinarea zahărului; și tratarea apei.

carcinogenitate

acidul fosforic nu a fost mutagen în testele bacteriene.

stocare

atunci Când este păstrat la o temperatură scăzută, acid fosforic se poate solidifica,formand o masă de cristale incolore, cuprinzând hemihidrat,care se topește la 28°C. acid Fosforic ar trebui să fie stocate într-un airtightcontainer într-un loc răcoros, uscat. Pot fi utilizate recipiente din oțel inoxidabil.,

transport

soluție de acid fosforic UN1805, clasa de pericol: 8; etichete: 8-Material coroziv. Un3543 acid fosforic solid, clasa de pericol: 8; etichete: 8-Material coroziv.

incompatibilități

acidul fosforic este un acid puternic și reacționează cu substanțe alcaline.Amestecurile cu nitrometan sunt explozive.

eliminarea deșeurilor

adăugați încet la soluția de sodă calcinată și var stins cu agitare, apoi spălați la canalizare cu volume mari de apă.

statutul de reglementare

GRAS enumerate. Acceptat ca aditiv alimentar în Europa., Incluse în theFDA Ingrediente Inactive baza de Date (perfuzii, injectii, oralsolutions, creme, loțiuni, unguente și soluții, andvaginal preparate). Inclus în nonparenteral și parenteralmedicamente autorizate în Marea Britanie. Inclus în lista Canadianăingrediente non-medicinale acceptabile.