Особенности и применение ортофосфорной кислоты

Применение ортофосфорной кислоты

• Характеристики
• Сферы применения
• Правила работы
• Применение от ржавчины
• Применение для металла

Нередко металл и изделия из него подвергаются характерной «болезни», которая проявляется в виде рыжего налета, разъедающего металл. Речь идет о ржавчине. Ее образование происходит благодаря воздействию на поверхность металлического изделия углекислого газа, кислорода и воды. Безусловно, для того чтобы продлить срок службы изделия из металла необходимо как можно скорее начать борьбу с коррозией. Помочь в этом может обработка ортофосфорной кислотой.

Характеристики ортофосфорной кислоты

Услышав слово кислота, человек невольно напрягается, ведь еще из давних уроков химии в школьные годы известно, что кислота может оказывать довольно значимое влияние на предметы или, к примеру, кожу человека. А что собой представляет ортофосфорная кислота? Опасна ли ортофосфорная кислота, применение которой рекомендуется как один из способов борьбы с налетом ржавчины?

Ортофосфорная или попросту фосфорная кислота представляется в виде продукта, имеющего неорганическое происхождение. В условиях нормальной комнатной температуры ортофосфорная кислота имеет вид небольших ромбовидных кристалликов.

Чаще всего же ортофосфорная кислота имеет вид сиропообразного 85%-процентного раствора, не имеющего характерного запаха. Кристаллики ортофосфорной кислоты довольно хорошо растворяются в воде или этаноле.

Уравнение ортофосфорной кислоты

Применяется ортофосфорная кислота в следующих отраслях человеческой деятельности:

• Создание удобрений (фосфатных),
• Производство специальных чистящих средств, относящихся к классу бытовой химии,
• Стоматология,
• Вещества для борьбы с коррозией металла,
• Звероводство,
• Пищевая промышленность.

Если температура окружающей среды, например, в условиях лабораторных исследований превышает показатели в 213 градусов Цельсия, ортофосфорная кислота преобразуется в пирофосфорную кислоту. Состав ортофосфорной кислоты и ее химическая формула, соответственно, изменяется.

Таблица 1. Физико-химические показатели ортофосфорной кислоты согласно ГОСТ 10678-76.

Наименование показателя	Норма
	Марка А	Марка Б
		1-й сорт	2-й сорт
1. Внешний вид	Бесцветная жидкость прозрачная в слое 15-20 мм при рассмотрении на белом фоне	Бесцветная или со слабо-желтым оттенком жидкость в слое 15-20 мм при рассмотрении на белом фоне	Бесцветная или окрашенная жидкость с оттенком от слабо-желтого до коричневого, не прозрачная в слое 15-20 мм при рассмотрении на белом фоне
2. Массовая доля ортофосфорной кислоты (H3PO4), %, не менее	73	73	73
3. Массовая доля хлоридов, %, не более	0,005	0,01	0,02
4. Массовая доля сульфатов, %, не более	0,010	0,015	0,020
5. Массовая доля нитратов, %, не более	0,0003	0,0005	0,0010
6. Массовая доля железа, %, не более	0,005	0,010	0,015
7. Массовая доля тяжелых металлов сероводородной группы, %, не более	0,0005	0,002	0,005
8. Массовая доля мышьяка, %, не более	0,0001	0,006	0,008
9. Массовая доля восстанавливающих веществ, %, не более	0,1	0,2	Не нормируется
10. Наличие метафосфорной кислоты	Выдерживает испытание
11. Массовая доля взвешенных частиц, %, не более	Выдерживает испытание		0,3
12. Наличие желтого фосфора	Выдерживает испытание	Не нормируется

Таблица 2. Физико-химические показатели ортофосфорной кислоты согласно ГОСТ 6552-80.

1. Внешний вид и цвет

2. Массовая доля ортофосфорной кислоты (H₃PO₄), %, не менее

3. Плотность Р₄ 20 , г/см 3 , не менее

4. Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более

5. Массовая доля летучих кислот (СН₃СООН), %, не более

6. Массовая доля нитратов (NO₃), %, не более

7. Массовая доля сульфатов (SO₄), %, не более

8. Массовая доля хлоридов, (Cl)%, не более

9. Массовая доля аммонийных солей (NН₄), %, не более

10. Массовая доля железа (Fe), %, не более

11. Массовая доля мышьяка (As), %, не более

12. Массовая доля тяжелых металлов (Pb), %, не более

13. Массовая доля веществ, восстанавливающих KMnO₄ (H₃PO₃), %, не более

Сферы применения фосфорной кислоты

Современная наука довольно часто позволяет использовать одно и то же химическое вещество или один и тот же химический состав в совершенно различных целях. То же самое можно сказать и о вариантах применения ортофосфорной кислоты.

На сегодняшний день, существует немалое количество разнообразных сфер применения ортофосфорной кислоты. Так, к примеру, данную кислоту могут применять при органическом синтезе. Применяют ее в случаях, когда требуется создать фосфорные соли натрия, кальция, алюминия, марганца.

Велико значение и использование ортофосфорной кислоты в промышленности по металлобработке, поскольку тут практически незаменима ортофосфорная кислота, влияние которой доказано при удалении ржавчины или предотвращении ее появления.

Ортофосфорную кислоту можно обнаружить и в составе большого количества веществ, предназначенных для использования хозяйками в быту. Известно и об ее использовании в медицинской и пищевой промышленности.

Среди прочих сфер, где можно обнаружить применение ортофосфорной кислоты, можно назвать:

• Нефтяную промышленность,
• Изготовление спичек,
• Изготовление кинопленки,
• Производство противопожарных или огнеупорных предметов и материалов.

Велика роль ортофосфорной кислоты и в процессе подпитки растений, поскольку широко известно, благотворное влияние фосфора на способность растений давать высокие урожаи. Сельскохозяйственные культуры благодаря этой кислоте приобретают устойчивость к заморозкам и прочим неблагоприятным условиям.

Благотворное воздействие на почву также отмечается во многих источниках, относящихся к предмету земледелия или народного хозяйства.

Значение ортофосфорной кислоты важно и для животных. Она не только совместно с другими органическими веществами участвует в метаболических процессах животного организма, но еще и помогает в образовании у некоторых видов животных панцирей и других естественных наростов, поскольку в их составе имеется фосфат кальция.

Применяется ортофосфорная кислота и в виде пищевой добавки в некоторых продуктах питания. Она имеет код Е 338. Свое назначение в пищевой промышленности данная кислота находит в производстве колбас, некоторых видов плавленых сыров, газированных напитков.

Следует отметить, что не стоит злоупотреблять продуктами питания, в составе которых отмечено присутствие ортофосфорной кислоты, поскольку не выяснено какова норма потребления ее человеком в сутки. Но в любом случае польза от ее потребления несоизмеримо мала, если даже не сказать, ничтожна, в сравнении с тем вредом, который она может нанести в виде нарушения работы желудочно-кишечного тракта, возникновения кариеса, развития остеопороза.

Правила работы с ортофосфорной кислотой

Как и любая другая кислота, ортофосфорная требует от человека предельной внимательности, аккуратности и выполнения всех правил безопасности при работе с кислотами.

Ортофосфорная кислота является довольно агрессивным химическим веществом при неправильном ее использовании и пренебрежение техникой безопасности применение ортофосфорного соединения может вызвать возникновение ожогов на кожных покровах. Пары фосфорной кислоты, могут спровоцировать ожоги слизистой дыхательных путей, а также проявление признаков серьезной интоксикации организма человека. Помимо этого, ортофосфорная кислота является пожаро- и взрывоопасным соединением. Именно поэтому весьма важно соблюдать предписанные правила при работе с фосфорной кислотой.

Правила работы с ортофосфорной кислотой.

1. Работать с кислотой нужно только в условиях хорошо проветриваемого помещения.
2. При работе с кислотой, следует особое внимание уделить защитной экипировке в виде перчаток, маски или лучше респиратора и очков для защиты глаз.
3. Не допускать попадания кислоты на открытые участки тела, иначе могут возникнуть сильнейшие ожоги.
4. Если кислота, все же, попала на кожу, ее следует как можно скорее смыть большим количеством проточной воды и обязательно обратиться в больницу.

Транспортировка и хранение ортофосфорной кислоты также требует обязательного соблюдения определенных условий.

Хранить кислоту можно только в стеклянных емкостях, а также в полимерных сосудах и сосудах из нержавеющей стали.

Перевозить реагент разрешается только специальными автотранспортными средствами, которые оснащены металлическими цистернами, не подвергающимися воздействию кислоты. Транспортировка допускается также и другими видами транспорта, например, поездами или водными судами, но при условии полного соблюдения требований техники безопасности.

Условия хранения кислоты предусматривают ее помещение в такое место, куда не проникает солнечный свет. Хранить в таких условиях ортофосфорное соединение можно не более одного года.

Применение от ржавчины ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота, влияние которой на ржавчину широко известно, может применяться как в промышленных масштабах, так и для удаления коррозии металла в домашних условиях. Разумеется, что подобные действия должны проводиться с учетом описанных выше правил безопасности.

Явным преимуществом именно фосфорной кислоты является то, что при условиях химической очистки с поверхности металла при помощи фосфорной кислоты можно не только убрать рыхлые окислившиеся массы, но и создать тем самым небольшую защитную пленку на поверхности металлического изделия. Образование такой пленки происходит следующим образом: оксид железа разъедается и поглощается кислотой, вместо этого происходит фосфарирование поверхности металла. Люди, проделывающие подобную процедуру очищения, свидетельствуют о том, что после снятии ржавчины посредством применения кислоты ортофосфорной на поверхности металлического изделия образуется маслянистая пленка серого оттенка.

На данном этапе можно назвать несколько основных способов борьбы с образованием окислов на металлических поверхностях:

• Травление металла, предусматривающее полное его погружение в раствор кислоты,
• Распыление соединения при помощи пульверизатора или нанесение ее посредством валика,
• Механическая очистка металла от окислов с последующим применением кислоты.

Наиболее подходящий и действенный метод очистки металла от коррозии подбирается в каждом конкретном случае с учетом индивидуальных условий, в которых возможно проведение процедуры.

Ортофосфорная кислота для металла

Учитывая, что существует несколько вариантов очищения металла с применением ортофосфорного соединения, следует рассмотреть каждый из них подробнее.

Очищение с полным погружением очищаемой детали, к примеру, требует предварительного очищения детали от жиров любого происхождения. Для этого достаточно промыть металлическое изделие при помощи любого моющего средства. Далее нужно растворить в одном литре воды 150 мл кислоты. После того, как раствор будет готов нужно опустить в него деталь на один час. При этом требуется постоянно размешивать раствор, чтобы кислота лучше действовала.

После того, как кислота оказала свое действие, и ржавчина растворилась, необходимо смыть ортофосфорную кислоту при помощи специального раствора, составе которого имеется 50 частей воды, 2 части нашатырного спирта, 48 частей спирта.

Окончанием процедуры станет ополаскивание детали проточной водой и сушка.

Если металлическое изделие по причине его больших размеров нельзя погрузить в контейнер, то тут можно применить другой способ удаления ржавчины. Для этого нужно нанести ортофосфорную кислоту при помощи распылителя, валика или обычной кисти на поверхность металла. В некоторых случаях, возможно, потребуется предварительная ручная очистка ржавчины. После того, как часть ржавчины буквально отодрана с поверхности металлического изделия, на металл наносится раствор кислоты, выдерживается определенное время, после чего изделие омывается нейтрализующим кислоты раствором и производится его сушка.

В обоих случаях при необходимости можно увеличивать период воздействия кислоты на окислы металла.

Возможно применение ортофосфорной кислоты и при необходимости очистки домашних унитазов, ванн и раковин. Но следует запомнить, что не стоит применять ортофосфорную кислоту, как и другие виды кислот для очищения акриловых сантехнических элементов.

Фаянсовые и эмалированные поверхности можно очистить следующим способом. Предварительно обезжиренную любым моющим средством поверхность обрабатывают кислотным раствором. Для его приготовления нужно взять и перемещать 1 литр воды с 200 гр фосфорной кислоты. В зависимости от степени загрязнения кислоту нужно оставить на поверхности на 1-12 часов. По истечении времени кислоту нужно нейтрализовать раствором соды и смыть.

материалы по теме

Завод «Пигмент» увеличивает объемы выпуска акриловых эмульсий и сульфаминовой кислоты

На протяжении трех кварталов нынешнего года на модернизацию техпроцессов и оснащения ПАО «Пигмент» (Тамбов) потратил более 366 млн рублей. Проекты по наращиванию мощности реализуются в производствах акриловых эмульсий и сульфаминовой кислоты. В цехах по производству пигментов, отбеливателей и полуфабрикатных лаков проводятся работы по улучшению качественных характеристик материалов, применяются новые технологии.

В Кургане начнут выпускать емкости для транспортировки соляной кислоты

В ходе реализации планов по импортозамещению на производственных площадках завода «Курганхиммаш» впервые в нашем государстве выпущена партия офшорных танк-контейнеров. Тара изготавливается из нержавеющей стали толщиной 6 мм, внутренняя поверхность которых покрыта особым материалом для защиты от действия агрессивных сред. Данные емкости позволяют хранить и транспортировать соляную кислоту под давлением не выше 0,4 МПа при температурах окружающей среды от –40 до +500 °С.

Применение лакокрасочных материалов

Применение ЛКМ обусловлено различными требованиями. Но наиболее распространенные – это для декоративной отделки и для защиты различных материалов от неблагоприятных воздействий для сохранения их долговечности.

Фосфорная кислота — формула, характеристика и свойства химического вещества

Физические свойства

Фосфорная (ортофосфорная) кислота с молярной массой 97,99 г/моль и эмпирической формулой H3PO4 — неорганическая трёхосновная кислота средней силы. Структурная формула молекулы в газообразном агрегатном состоянии описывается в виде тетраэдра, содержит в центре атом фосфора, а в вершинах — атом кислорода и три гидроксильные группы.

Состав следующий:

Наименование	Количество атомов	Массовая доля, %
Водород (H)	3	3,10
Фосфор (P)	1	65,30
Кислород (O)	4	31,60

При нормальных условиях бесцветные кристаллы гигроскопичны, плавятся на воздухе уже при 42,35 °C, легко растворяются в воде, этиловом спирте и других растворителях. Практическое применение имеют водные растворы трёх видов:

Концентрация, %	Температура плавления, °C	Плотность, грамм/мл
75	-20	1,579
80		1,633
85	+20	1,689

Сиропообразная жидкость без цвета и запаха 85%-й концентрации H3PO4 обычно и называется ортофосфорной кислотой, а кипячением в вакууме при 80 °C из неё выделяется безводная составляющая. В твёрдой фазе и в высококонцентрированных растворах молекулы фосфорной кислоты образуют межмолекулярные водородные связи.

При разбавлении на первое место выдвигаются водородные связи между фосфат-анионами PO43- и молекулами воды H2O.

Химические свойства

Растворы H3PO4 имеют различный ионный состав, зависящий от кислотности (pH) среды. Как и для всех среднесильных трёхосновных кислот, электролитическая диссоциация фосфорной кислоты является трёхступенчатой, по первой ступени реакция экзотермическая и сопровождается выделением тепла, а по второй и третьей — эндотермическая:

1. H3PO4 = H+ + H2PO4-.
2. H2PO4- = H+ + HPO42-.
3. HPO42- = H+ + PO43-.

Соответственно, и соли бывают как средними — фосфаты, так и кислыми — гидрофосфаты и дигидрофосфаты.

При комнатной температуре H3PO4 ведёт себя достаточно инертно, при нагревании проявляет кислотные свойства средней силы и изменяет цвет индикаторов на красный. Она реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода: 3Al + 2H3PO4 = Al3 (PO4)2 + 3H2. Вступает в реакции нейтрализации с гидроксидами: 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3Н2О; в реакции обмена — с основными оксидами: 3MgO + 2H3PO4 = Mg3 (PO4)2 + 3H2O.

Нагревание выше 80 °C способствует взаимодействию с пассивными оксидами и силикатами. Поэтому в металлургии широко применяется процесс фосфатирования: защитная плёнка фосфатов образуется на поверхности чугунных, стальных или медных изделий, улучшая их характеристики. Повышение температуры приводит к дегидратации молекулы с образованием пирофосфорной и метафосфорной кислоты:

• 2H3PO4 = H2O + H4P2O7;
• H4P2O7 = H2O + 2HPO3.

Дальнейшее нагревание увеличивает длину цепи, и в результате образуются полифосфорные кислоты (НРО3) n с полимерным строением. Одна только ортофосфорная кислота взаимодействует с нитратом серебра, образуя ярко-жёлтый осадок, тогда как остальные дают белый: H3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3HNO3. Поэтому осаждение фосфата серебра служит качественной реакцией на фосфат-ион.

Преимущества ортофосфорной кислоты

Применение химического соединения для обработки металлоизделий обусловлено эффективным растворением окислов и формированием прочной защитной пленки. Раствор не вредит металлическим поверхностям и преобразует следы коррозии в фосфаты железа.

Ортофосфорная кислота преобразует следы коррозии в фосфаты железа.

Техническая кислота активно применяется для промывки теплообменников, змеевиков, нагревателей и продукции металлопрокатной промышленности, включая поверхности труб систем водоснабжения и отопления, арматуру, котлы, гидротехнические сооружения и изделия из чугуна. Кроме того, она востребована для полировки поверхностей.

Наибольшим спросом пользуется цинкарь, содержащий несколько добавок – марганец, кислоту и цинк.

Такая смесь повышает защитные свойства образовавшейся на металле пленки.

Основные способы получения

Впервые в далёком 1694-м английскому химику Роберту Бойлю удалось синтезировать фосфорную кислоту с применением оксида фосфора (V). Простой метод окисления фосфора разбавленной азотной кислотой и до сегодняшних дней широко используется в лабораториях: 3P + 5NO3 +2H2O = 3H3PO4 + 5NO. Нагревание до кипения безводной фосфористой кислоты приводит к разложению её на ядовитый газ фосфин и ортофосфорную кислоту: 4H3PO3 = 3H3PO4 + PH3.

Промышленное значение имеют два варианта получения: термический и экстракционный. Первый заключается в окислении элементарного фосфора при сжигании до оксида (V): P4 + 5O2 = P4O10; и обработке конечного продукта водой: P4O10 + 6H2O = 4H3PO4.

Технически это реализуется различными способами, названными по аббревиатуре запатентовавших компаний:

1. IG-процесс объединяет обе реакции в одной колонне, изготовленной из нержавеющей стали с низким процентным содержанием углерода. Фосфор подаётся сверху при помощи сжатого воздуха или пара и сгорает при температурах свыше 2000 °C. Продукт реакции, оксид фосфора (V), поглощает ортофосфорная кислота, равномерно стекающая по стенкам колонны. Она выполняет одновременно несколько важных функций: растворение P2O5, отведение тепла из зоны горения, защита стенок от пламени. Готовая кислота собирается внизу, охлаждается в теплообменнике и снова поступает в колонну. Продукт IG-процесса практически не имеет в составе низших фосфорных соединений, но требует удаления примесного мышьяка, который всегда загрязняет любой фосфор. Эту проблему решает сероводород: он выделяется при введении в раствор сульфида натрия и осаждает сульфид мышьяка, а затем следует фильтрация.
2. TVA-процесс предусматривает отделение процесса горения фосфора от поглощения его оксида. В стальной камере сгорания с внешним охлаждением фосфор соединяется с воздухом, затем продукты реакции подпадают в камеру поглощения, где и становятся ортофосфорной кислотой.
3. Хёхст-процесс сгорание и поглощение тоже осуществляет раздельно, но утилизирует теплоту реакции горения для генерирования рабочего пара.

При экстракционном способе производства в России природные фосфаты (апатитовые концентраты из Хибин или фосфориты Каратау) обрабатывают водными растворами неорганических кислот. Это позволяет обеспечивать растущие потребности страны в минеральных удобрениях. Образующийся сульфат кальция присоединяет различное количество молекул воды в зависимости от условий, и по этим признакам экстракционные процессы делят на несколько видов:

1. Дигидратные (CaSO4·2H2O). Сырьё измельчают и при температуре от 70 до 80 °C подают в реактор отдельно от серной кислоты. Концентрация готового продукта достигается порядка 30%, а сульфат кальция получается в виде дигидрата. Преимущества: относительно низкая температура, позволяющая избежать коррозии; разнообразие используемых фосфатов; переработка больших количеств. Недостатки: исходное сырьё требует предварительной подготовки (размол), а полученный продукт нуждается в дополнительной концентрации.
2. Гемигидратные (CaSO4·0,5H2O). Проводятся при более высоких температурах (от 80 до 100 °C), что позволяет получить устойчивую форму кристаллогидрата — гемигидрат сульфата кальция. Ортофосфорная кислота имеет концентрацию от 40 до 48% и не нуждается в дополнительной обработке.
3. Комбинированные гемигидратно-дигидратные процессы — заслуга японских учёных. Сырьё обрабатывается при высоких температурах, а образующийся гемигидрат перекристаллизовывается в дигидрат. Получается практически чистый гипс, побочный продукт реакции. Он с успехом восполняет потребности государственной экономики, не имеющей собственных залежей.

Осаждение безводной соли (ангидритный метод) теоретически осуществимо, но в промышленности не используется, так как вызывает серьёзные коррозионные проблемы.

Для концентрирования дигидратного продукта применяют вакуумное испарение, иногда в нескольких последовательно установленных аппаратах. Это не только экономит теплоноситель, но и удаляет фторсодержащие примеси, которые используют в производстве гексафотросиликата водорода H2SiF6. Прочие неорганические загрязнения, соединения мышьяка и кадмия, удаляют осаждением и экстракцией, а чистая кислота перегонкой освобождается от растворителя.

Применение для металла

Кислота H3PO4 широко применяется в металлургии и при обработке металлических поверхностей. С ее помощью можно удалять следы коррозии и накипи, преобразовывать ржавчину или проводить пайку деталей.

Удаление ржавчины

H3PO4 эффективно устраняет коррозию с металла, включая драгоценные виды (серебро, латунь, бронза), а еще образует тонкий защитный слой, который препятствует негативному воздействию внешних факторов. После обработки таким компонентом на поверхности начинается цикл разъедания и поглощения оксидов железа, а затем появляется серая маслянистая пленка.

Ортофосфорная кислота устраняет коррозию с металла.

В промышленности и быту используют несколько технологий удаления окислов:

1. Полное погружение детали в кислоту.
2. Поверхностная промывка с помощью кисти, валика или распылителя.
3. Обработка верхней поверхности, которая предварительно очищается механическим способом.

Для удаления коррозии изделие предварительно обезжиривается и промывается. Дальше готовится раствор кислоты (100 г 85% средства разбавляется в 1 л воды), и деталь погружается в резервуар с составом на 1 час. Содержимое следует периодически помешивать.

После того как цикл обработки завершится, изделие нужно достать и промыть с помощью нейтрализующего препарата. Для его приготовления используются такие ингредиенты:

1. Вода – 50%.
2. Медицинский спирт – 48%.
3. Нашатырный спирт – 2%.

Преобразователь ржавчины

Средство для преобразования ржавчины на основе H3PO4 образует защитную пленку на металлических поверхностях, которая препятствует развитию коррозийных процессов в будущем. Соединение безопасно для образцов следующих типов:

1. Металлопрокатной продукции.
2. Скважин.
3. Парогенераторов.
4. Бойлеров и водонагревателей.
5. Радиаторов отопления.
6. Теплообменников.
7. Змеевиков.
8. Агрегатов отопления и водоснабжения.
9. Генераторов пара.
10. Котлов.
11. Комплектующих механизмов и транспортных средств.

Средство преобразования ржавчины используется для металлопрокатной продукции.

Для пайки

Кислотный флюс из ортофосфорного соединения позволяет получить качественную пайку при условии, что остатки вещества будут сразу смыты водой. Если оставить их застывать, на поверхности появится защитная пленка.

Сферы использования продукта

Многие отрасли народного хозяйства по достоинству оценили свойства фосфорной кислоты. Применение её удивительно разносторонне — от научных исследований в молекулярной биологии до обеспечения хладагентами морозильных установок.

Производство минеральных удобрений потребляет львиную долю экстракционной кислоты, и ежегодно сюда расходуется более 90% фосфорсодержащих руд. Растениям фосфор необходим для образования семян и плодов, его добавки увеличивают резистентность к заморозкам и пересушиванию, что особенно существенно для северных областей с коротким периодом вегетации и слабым развитием почвенных микроорганизмов.

Пищевая промышленность заинтересовалась антиоксидантными и стабилизирующими свойствами фосфорной кислоты и успешно применяет их в составе добавки E338. Это предотвращает прогоркание, регулирует кислотность и продлевает сроки годности, придаёт вкус сиропам, газировке, мармеладу, хлебу и другой выпечке. Споры о вреде и пользе таких компонентов ведутся много лет, но альтернативы никто ещё не предложил, и пока что всё сводится только к разумному потреблению.

Металлообработка широко применяет фосфорную кислоту как флюс при пайке меди, чёрных металлов и нержавеющей стали. Очень эффективна также и очистка поверхностей от ржавчины — образуется защитная плёнка, предотвращающая дальнейшую коррозию.

Органический синтез использует H3PO4 как катализатор, авиационная промышленность включила в состав гидрожидкостей, деревообработка пропитывает древесину, делая её негорючей. В этом послужном списке достойно соседствуют звероводство, осветление сахарозы и изготовление лекарств, производство огнеупорных пропиток и стоматология, где фосфорная кислота применяется для протравливания зубных тканей перед пломбированием.

А ещё — получение активированного угля, огнеупорного стекла и керамики, огнезащитных лакокрасочных материалов, огнестойкого фосфатного пенопласта и древесно-стружечных плит. Соли фосфаты используются для умягчения жёсткой водопроводной воды и входят в состав СМС и средств, удаляющих накипи.

Применение ортофосфорной кислоты в сельском хозяйстве

H3PO4 является незаменимым веществом для сельского хозяйства. Для этой сферы ее добывают из специальной руды.

Значение фосфора для растений

Фосфор предназначается для поддержания обмена веществ в растениях и является неотъемлемым составляющим РНК и ДНК. Он необходим для фотосинтеза, регуляции дыхания зеленых насаждений и ускорения прорастания семян. Без этого химического элемента невозможно нормальное формирование корневой системы, семян и бутонов. Поэтому своевременное внесение фосфора в почву – залог благополучного развития растений.

Фосфор необходим для фотосинтеза.

В случае дефицита элемента цвет листьев может поменяться с темно-зеленого на багряный, они начнут опадать и покрываться пятнами.

Кроме того, растение не сможет вырасти до привычной высоты, а развитие корней приостановится.

Экология и безопасность

Экстракционным способом, наименее энергозатратным, получается до 95% общего количества кислоты, а оставшиеся 5% приходятся на термический метод. Главный производитель и потребитель экстракционной H3PO4 — США (порядка 90% мировых объёмов), далее в этом списке — Россия и Марокко. Отвалы загрязнённого сульфата кальция, образующиеся при экстракционном способе, нуждаются в утилизации.

Сегодня они сваливаются на суше, затапливаются в водоёмах и лишь незначительная часть используется в качестве сырья для переработки. Сокращение производства в 80-х годах прошлого века было вызвано отказом от фосфорсодержащих растворителей и минеральных удобрений, загрязняющих грунтовые воды.

Ортофосфорная кислота не имеет специфического влияния, обладает слабой системной токсичностью и по степени воздействия на организм человека относится ко второму классу опасности по ГОСТ 12 .1.005. При увеличении концентрации её пары вызывают изменения слизистых оболочек и крошение зубов, а также кожные воспаления.

Контакт имеет раздражающее действие при концентрации растворов до 10%, а свыше 25% — коррозионное и ожоговое.

Работа с препаратом требует применения индивидуальные средства защиты (респиратора, резиновых перчаток, специальных очков) и соблюдения личных правил гигиены. Проглатывание больших количеств вызывает тошноту, диарею и рвоту. Для ликвидации последствий кожные покровы и глаза промывают тёплой водой или физраствором и внутривенно восполняют потери жидкости.

Характеристики ортофосфорной кислоты

При средней температуре воздуха дегидрат выглядит как кристаллы в форме ромба микро размера. Второе название продукта — фосфорная кислота, внешне выглядит как 85 % прозрачная жидкость без запаха. Кристаллы полностью разлагается при смешивании с растворителями.

Уравнение диссоциации H3PO4 = 3H(+) + PO4(3-). Дегидрат состоит из трех атомов, поэтому разложение занимает три этапа. Молярная масса химической комбинации составляет 98 грамм на 1 моль. Молекулярная масса равняется значению 98.

Ортофосфорная кислота имеет следующие основные характеристики:

• при смешивании с химическими индикаторами цвет изделия изменяется на красный;
• при большой температуре образует пирофосфорную комбинацию;
• в воде распадаются кристаллы в три стандартных этапа;
• при соединении с производными сильного уровня, образует многогранные соли;
• в сочетании с серебром, вещество выделяет незначительный осадок желтого цвета.

Получение ортофосфорной кислоты

Впервые наука узнала об ортофосфорной кислоте от ученого Бойля, который выявил формулу во время химических опытов. Основа для выжимки субстанции — фосфорный оксид. Роберт брал для работы специальные лабораторные инструменты, реактивы фосфора и азот. Выделение материи состоит в окислении основы. В производстве есть несколько методик выделения фосфорной кислоты:

Способ, основанный на применении высоких температур

В основе методики лежит термическая обработка до достижения реакции выделившегося оксида с водным раствором. Технологическая генерация разная, но в результате получается одна материя.

Первый вид основан на совместном взаимодействии обоих реактивов в одной емкости. В сосуд под высоким давлением подают фосфор, который разлагается под действием высокого температурного режима. Субстанция многофункциональна: она окислитель оксида, защита поверхности емкости от огня, отвод доли тепла из реакции. Применяемая колонна выполнена из стали, выдерживающий негативное влияние фосфорной кислоты при температуре до 100 градусов. Полученная данным образом смесь практически не содержит в составе фосфор, но при этом содержит в небольшом количестве мышьяк. Жидкость очищают специальными химикатами, с дальнейшей фильтрацией.

В основе второй методики лежит раздельная обработка компонентов реактивов. Для процедуры разложения применяют первую камеру, для насыщения массы второй сосуд. Используемые контейнеры имеют высокую защиту от негативных последствий дегидрата, что позволяет сохранить целостность стенок и увеличить срок эксплуатации предмета.

Производство смеси под воздействием кислот неорганического типа

С 80-ых годов ученые добывают фосфорное соединение на основе серы, вступающей в реакцию с фосфитами. Большую популярность метод получил в сельском хозяйстве, благодаря спросу на удобрения для насыщения почвы питательными веществами. Описанный способ является основным видом выделения химиката, за счет минимального расхода энергии. Ученые применяют два способа выделения формулы по отдельности или совмещая методики для эффективного результата.

Стандартный метод получения химиката заключается в принципе давления на вещество при низких температурах, что исключает риск коррозии. Описанный способ подходит для обработки сырья в большом объеме. Предварительным этапом выступает размельчение массы на мелкие частицы. Затем в реактор поступает фосфат и отдельно серная кислота. Температурный режим поддерживают в оптимальном значении в 80 градусов. За счет предварительного размельчения сырья и концентрирования полученной смеси, время выделения дегидрата увеличивается. Преимуществом второго этапа, используемого для выделения комбинации, является отсутствие этапа проведения процедуры концентрирования. Процесс обработки осуществляется при оптимальной температуре в 100 градусов. Степень концентрации достигает 48%.

Совмещение двух процессов изобрели японские ученые. Методика позволяет добывать гипс, который находится в дефициты в стране, из-за отсутствия естественных залежей сырья.

Очищение и концентрация

Правила безопасности при работе c фосфорной кислотой

При взаимодействии с ортофосфорной кислотой следует придерживаться рекомендаций специалистов, с целью обеспечения безопасности для здоровья человека и окружающей среды. Важно исключить прямое взаимодействие с органами дыхания, зрения, кожными покровами.

Правила использования ортофосфорной кислоты:

• при обработке жидкостью в помещении, должен быть о хороший уровень вентиляции;
• для защиты кожных покровов и органов дыхания, зрения необходимо использовать: резиновые перчатки, респираторные маски (респираторы) и защитные очки;
• открытые участки кожных покровов нужно закрыть, что позволит избежать ожогов при попадании средства на человека;
• в случае соприкосновения средства с кожей следует промыть обожженную зону чистой водой, наложить свободную марлевую повязку и обратиться за медицинской консультацией в больницу.

Правила хранения и перевозки ортофосфорной кислоты

Для хранения ортофосфорной кислоты рекомендовано использовать сосуды, выполненные из стекла, полимера или стали, стойкой к появлению ржавчины. Место, где будет размещаться бутылка, следует защитить от прямого попадания солнечного света. Помещение должно быть сухим, чтобы исключить конденсат. Рекомендуется поддерживать комнатную температуру хранения, исключив резкие перепады значений. Срок хранения содержимого бутылки, при условии соблюдения всех рекомендаций, составляет 12 месяцев.

Транспортировка фосфорной кислоты производится в автомобильном транспорте, оборудованном емкостями из металла. Свойства цистерны не изменяются при попадании химических составляющих. Перевозить ортофосфорную кислоту можно водным видом транспорта, с учетом соблюдения рекомендаций по безопасности, в плотно закрытых бочках. Гидроксид относят к категории опасных веществ, поэтому при перевозке груза на большие расстояния нужно оформить сопроводительную документацию.

Вред для организма

Область использования H3PO4

В современном мире часто применяют одну химическую формулу в решения задач в разных областях науки, быта и медицины. Гидроксид фосфора востребован в разных вариантах эксплуатации. Ортофосфорная кислота используется при необходимости создания солей кальция и алюминия, используя рецепт органического синтеза. В сфере промышленности дегидрат незаменим при обработке детали, позволяющей защитить верхний слой от разрушительных последствий ржавчины. Фосфорная кислота не только удаляет образовавшийся дефект, но и защищает конструкцию от повторного появления коррозии. Бытовая химия, используемая для ухода за домом, в своем составе имеет фосфорную основу.

Кристаллы фосфора востребованы и в других сферах:

• нефтяное производство;
• производство спичечных изделий;
• изготовление пленки, необходимой для записи видео формата;
• для изготовления предметов, имеющих оптимальные показатели стойкости к воздействию высоких температур;
• в качестве составляющей средств для мытья поверхности;
• в автомобильной промышленности. Применение вещества позволяет убрать дефект машины, не нарушая целостность поверхности.

В сельском хозяйстве ортофосфорная кислота нужна для питания растений, что приводит к быстрому росту урожая. Сельские культуры, благодаря фосфору, получают высокую стойкость к низкому температурному режиму и негативным природным условиям. Почва насыщается полезными частицами, что положительно сказывается на ее плодородность. Для некоторых видов животных необходимо наличие соединений фосфора, позволяющих обеспечить нормальное развитие метаболизма организма. Свойства продукта помогают в формировании панциря у черепахи, наростов у некоторых представителей животного мира. Ортофосфорная кислота в пищевой промышленности используется под буквенным кодом Е в комбинации с числовым кодом 338. Добавку можно встретить в следующих продуктах питания: колбаса, газированные напитки.

Применение в медицине

Удаление ржавчины

Элемент используют как в быту для разового удаления ржавчины, так и в массовых масштабах промышленности. Рекомендовано соблюдать рекомендованные правила безопасности при работе с кислотой данного типа.

Главным преимуществом комбинации выступает двойное действие на основание:

• удаление масс, изменивших свои свойства, под действием ржавчины;
• создание пленки, защищающей деталь от дальнейшего развития и образования нового дефекта.

Внешнее покрытие образуется вследствие разложения оксида слоя металла, при диссоциации продукта, заменяемым фосфорным соединением. Отзывы людей, опробовавших лично данный метод устранения изъяна, свидетельствуют об образовании пленки серого цвета, после воздействия дегидрата на металл. Образовавшийся налет имеет на ощупь маслянистую текстуру. Очищение металлической плоскости производится следующими эффективными способами:

• погружение целого предмета из металла в сосуд с раствором;
• нанесение жидкости только на зону дефекта при помощи бутылки с пульверизатором или широкой кисти;
• нанесение на металл осуществляется, после выполнения ручной чистки плоскости, необходимой для устранения разрушенных частиц.

В процессе выбора способа нанесения подготовленных к применению гранул нужно учитывать индивидуальные особенности обрабатываемого предмета и условий места осуществления процесса.

Механизм обработки металла фосфорным реагентом

Полное погружение выбранной позиции в ортофосфорную кислоту

Нанесения жидкости при помощи использования кисти или пульверизатора

Преобразователь ржавчины

Применение ортофосфорной кислоты в быту

В быту раствор применяется в составе химических средств, используемых для очищения поверхности. Фосфорная кислота хорошо очищает унитазы и санузлы, устраняет ржавчину. Не рекомендуется применять данные средства для очищения поверхности для ванн и унитазов, выполненных из акрила. Ортофосфорную кислоту рекомендуется применять для мытья поверхностей, изготовленных из фаянса и эмали.

Для удаления ржавчины с основания ванн и умывальников необходимо предварительно произвести обезжиривание основания. После удаления жиров с поверхности следует нанести жидкость на дефект основания. Для приготовления смеси нужно взять 1 литр воды и основного средства в объеме 200 гр. В зависимости от степени загрязнения конструкции, время воздействия ортофосфорной кислоты составляет от 60 минут до 12 часов. В завершение процедуры нужно тщательно смыть состав раствором соды и проточной воды. Санузел обрабатывают смесью из соды, нейтрализующей остаток средства, далее устраняют остатки слоя химиката чистой водой. Преимуществом технологии является сохранение целостности поверхности предмета, так как проведения механической чистки не требуется.

Применение в пищевом производстве

Правила разведения ортофосфорной кислоты

В нашем магазине вы можете купить ортофосфорную кислоту, а так же соляную, азотную, и другие кислоты.

Ортофосфорная кислота. Свойства и применение ортофосфорной кислоты

Роберт Бойль жил в 17-ом столетии. Тогда же открыта ортофосфорная кислота. Связанны ли эти факты? Да. Новое соединение обнаружил именно Бойль.

Ирландский химик изучал фосфор , сжигая его и растворяя оставшийся от горения порошок в воде. Так и вышла новая кислота .

Ее часто называют просто фосфорной. Однако, это обобщающее имя нескольких соединений. Так, HPO₃ – метафосфорная кислота .

Есть еще пирофосфорная с формулой H₄P₂O₇. Какова же химическая запись ортофосфорной кислоты , разберемся в первой главе статьи . Ее, как понимаете, посвящаем именно ортофосфорному соединению.

Свойства ортофосфорной кислоты

Формула ортофосфорной кислоты: — H₃PO₄. Приставка «орто» указывает на то, что кислота кислородная и, что в ней содержится наибольшее число гидроксильных групп.

Меньше всего их в мета-соединениях. Среднее число – в пара — кислотах . У фосфорной есть и мета-, и пара-изомер.

Заметим, что все три приставки используют, так же, в названиях органических кислот , к коим ортофосфорная не относится.

В органической химии, мета – характеристика для заместителей структурного кольца , стоящих через один атом.

В пара-соединениях заместители максимально удалены, а в орто – соседи. Но, это информация, так сказать, для ознакомления. Вернемся к обсуждению героини статьи.

Внешне ортофосфорная кислота – кристаллы ромбической формы. Они бесцветны и плавятся при 42-ух градусах Цельсия.

Однако, из-за хорошей растворимости вещества в воде, химики чаще имеют дело с полугидратом кислоты . Его формула: — H₃PO₄*0,5 H₂O.

Если кристаллизовать полугидрат, получатся гексагональные призмы. Увидеть их можно, взяв раствор ортофосфорной кислоты и охладив его.

Выпадет осадок. Это и есть полугидрат. Его температура плавления на 13 градусов меньше, чем у чистой кислоты .

С водой кислота смешивается в любых соотношениях. Причина кроется в системе связей с жидкостью.

Молекулы героини статьи охотно стыкуются с ней, отсоединяясь, при этом, друг от друга.

То есть, в воде соединение распадается на массу отдельных фрагментов, создавших водородные связи со структурными элементами жидкости.

Если же рассматривать строение чистой ортофосфорной кислоты, то она представляет макромолекулу. Отдельные молекулы в ней связаны между собой.

Водородные связи прочны и надежны. Это сказывается на физических свойствах.

Монолит плохо проводит электричество, почти не способен к диффузии, то есть, проникновению в другие вещества.

Если чистая ортофосфорная кислота плавится, то жидкость получается вязкой и маслянистой, — молекулы соединения не хотят отпускать друг друга.

В растворе героиня статьи может быть электролитом средней силы. Дойти до высшей отметки не дает внутреннее строение молекул ортофосфорного соединения.

Длины связей между атомами в нем нетипичны. Согласно формуле, между фосфором и кислородом образуется двойная стыковка.

Но, высчитывая длину связи, получаем 1,74, то есть, число, не кратное двум. Длина одинарной связи между кислородом и водородом, напротив, больше положенного, — 1,3 вместо 1-го.

Получается, электронная плотность связи P=O частично распределяется по другим связям.

Отсутствие резкого различия в длинах связей приводит к нестандартному строению молекул. Их форма приближена к тетраэдрам, то есть, пирамидальна.

Вследствие такого строения реакция ортофосфорной кислоты с большинством веществ невозможна, протекает медленно.

В химическом плане героиня статьи пассивна, не чета серной и соляной кислотам , с резким различием в длинах внутримолекулярных связей.

Из возможных химических реакций, определяющей для ортофосфорного соединения является взаимодействие с нитратом серебра .

Выпадает желтый осадок. У других фосфорных кислот он белый , так что, мета- и пара-соединения легко отодвинем в сторону и приступим к изучению процесса производства ортофосфорной кислоты .

Добыча ортофосфорной кислоты

Героиню статьи получают из фосфатов. Это эфиры и соли фосфорных кислот . Иногда используют ортофосфат калия с формулой K₃PO₄.

Но, чаще, берут конденсированные фосфаты. В них больше одного атома фосфора.

Фосфаты, в свою очередь, добывают из фосфоритов. Это природное сырье, а точнее, группа минералов.

Используют наиболее распространенные. Их два. Один – апатит , а второй фосфорит, в честь которого и названа группа камней .

Пример получения героини статьи разберем на соединении фосфата кальция и сульфата водорода. Запись реакции такова: — Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ à 3CaSO₄ + 2H₃PO₄.

Кроме фосфатов, в ход идет и пентохлорид фосфора. Его, так же, называют хлорангидридом фосфорной кислоты .

Для получения последней, достаточно гидролиза, то есть, взаимодействия с водой. Реакция такова: — PCL₅ + 4H₂O à H₃PO₄ + 5HCl.

Взаимодействовать с водой заставляют, так же, оксид фосфора. Его получают, сжигая 15-ый элемент в присутствии кислорода.

Взаимодействие оксида с водой дает две молекулы орто- кислоты , а значит, эта реакция наиболее выгодна, не имеет побочных продуктов. Убедимся, глядя на химическую запись процесса: — P₂O₅ + 3H₂O à 2H₃PO₄.

Отметим, что с водой оксид фосфора реагирует бурно. Дабы слегка «усмирить» выброс тепла, бурление, исходное сырье обрабатывают концентрированным раствором уже полученной кислоты . Концентрат необходимо нагреть до 200-от градусов Цельсия.

Применение ортофосфорной кислоты

Удаление ортофосфорной кислоты из жизни человека может вызвать коллапс. Соединение используется, как минимум, в семи сферах промышленности.

В пищевой отрасли кислоту называют Е338. Обработка ортофосфорной кислотой продуктов фиксирует их цвет, не позволяет изменить его. Во многом, это вызвано тем, что добавка приостанавливает процессы окисления.

Е338 относится к антиоксидантам, в отличие от многих ешек, полезна, как и сам фосфор. В организме он входит в фосфотазы.

Это ферменты, без коих клетки не смогут нормально функционировать. Нормальный вкус без Е338 тоже получается не всегда.

Добавка придает блюдам приятные кислинку, или остроту. Конкретный вкус зависит от количества кислоты в продукте и ее концентрации.

Теперь, вспоминаем острые и кисловатые блюда. На первом месте, пожалуй, газировка. По интернету ходят страшилки о гвозде, который может разъесть «Кока-Кола», если тот полежит в ней неделю.

Страшилка не из разряда фантастики. Однако, желудочный сок способен сделать тоже самое, причем, быстрее.

Кислотность той же «Кока-колы» — 2,8, а норма для экстракта в желудке – 1,3. Чем меньше цифра , тем более разъедающь сок .

Ортофосфорная кислота с металлами реагирует, как и большинство кислот.

Именно поэтому, за длительный срок, соединение может растворить гвоздь и, именно поэтому, используется в очищающих смесях.

Имеются в виду средства для снятия ржавчины, полировки металлических поверхностей.

Ортофосфорная кислота от ржавчины чаще всего используется в быту, при реставрации предметов.

При этом, реагент используют и на крупном производстве. Металлурги делают на основе ортофосфорного соединения флюсы .

Они облегчают отделение от руды пустой породы и снижают температуру плавления. Соответственно, флюсы нужны при пайке.

Находится ортофосфорная кислота и в аптеке. Вещество входит в состав средств от мочекаменной болезни.

К тому же, героиню статьи используют стоматологи. Им реактив нужен для протравки эмали перед пломбированием, а так же, обработки внутренней части коронок.

Кислота частично растворяет металлическую основу протезов. В ней появляются поры, в которые попадает скрепляющий цемент. В итоге, соединение коронки с зубом получается максимально прочным.

Ортофосфорная кислота входит в состав фреонов, а они, как известно, — основа морозильных установок.

Основой героиня статьи является и для многих косметических средств. В них кислота стабилизирует химические связи между составными элементами.

Аналогичную функцию соединение выполняет в моющих средствах из разряда бытовой химии.

Добавим к списку ортофосфорную кислоту в гидрожидкостях для авиационной технике, в удобрениях, даже в молекулярных исследованиях биологов.

Последние, используют реагент для осветления срезов тканей, рассматриваемых под микроскопом.

Не стоит забывать и о том, что фосфор светится в темноте, а значит, и ортофосфорная кислота способна раскрасить серые будни. Сколько за это придется заплатить? Ответ в финальной главе.

Цена ортофосфорной кислоты

Купить ортофосфорную кислоту, как правило, предлагают в растворах. Основная концентрация – 85%. Разливают в канистры по 25,30, 32, 40 литров.

Ценник выставляется за кило. В среднем, это 80-110 рублей. Максимальный ценник достигает 150 рублей за литр. Минимальный запрос продавцов равен 43-ем рублям.

Стоит учесть, что стоимость зависит от ГОСТа. Ортофосфорная кислота 6552-80 чистая, подходит для пищевой промышленности, реактивов, косметической отрасли.

Но, есть и техническая жидкость. Она желтовата, что указывает на наличие загрязнений. ГОСТ технической кислоты – 10678-76.

В рознице ортофосфорную кислоту продают в маленьких тюбиках. Так, 50 миллилитров для пайки стоят около 100 рублей.

Остальная продукция содержит много дополнительных элементов. В сельскохозяйственных удобрениях, к примеру, кроме ортофосфорной кислоты присутствует комплекс других минералов.

Поэтому, ценник зависит от их количества, характера. В «игру» вступают наценки раскрученных производителей.

Поэтому, об объективной стоимости ортофосфорного соединения судят лишь по объявлениям об оптовых закупках концентрированного раствора реагента.

Ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота

Глюкозу купить, перекись водорода купить или лимонную кислоту купить, как и некоторые химреактивы для личного пользования или проведения лабораторных исследований, можно в любой сельской или городской аптеке. Это же касается и резинотехнических изделий, например: медицинских масок, одноразовых бахил или перчаток смотровых, что, к сожалению, нельзя сказать о специальной лабораторной посуде, лабораторном оборудовании и приборах, а также химических веществах. Трудности в приобретении связаны, прежде всего, с их узкой направленностью. Но, к счастью, на сегодняшний день эта проблема вполне решима. На современном рынке существуют специализированные магазины по лабораторному оснащению. Одним из таких является магазин химических реактивов Москва розница и оптовая продажа «Прайм Кемикалс Групп», где в широком ассортименте представлено большинство лабораторных наименований, к которым относится, например, ортофосфорная кислота.

Понятие

Ортофосфорная (фосфорная) кислота относится к неорганическим соединениям. На вид – бесцветные твердые гигроскопичные кристаллы с кисловатым вкусом. При температуре выше 42 °C вещество переходит в вязкую жидкость. Обычно данным химическим реактивом называют сиропообразную жидкость без цвета и запаха – 85 % водный раствор. Вещество хорошо растворимо в воде и во многих растворителях (этиловый спитр). Получают такой реактив из фосфора (иногда с добавлением серной кислоты или воды) с использованием специальных приборов и лабораторного оборудования.

Данное вещество относится к слабым кислотам, поэтому ему не присущи восстановительные или окислительные свойства.

Применение

Уникальная химико-физическая формула состава позволила ортофосфорной кислоте найти применение в следующих областях промышленности:
– авиационная (компонент в составе гидрожидкостей);
– быту (составная многих моющих средств против ржавчины и образования коррозии, накипи);
– пищевая (пищевая добавка E338 – регулятор кислотности в газированных напитках, молочных и колбасных продуктах, хлебобулочных изделиях);
– деревообрабатывающая (при обработке древесины делает ее негорючим, при производстве негорючих красок);
– медицина (профилактическое средство при мочекаменных болезнях и повышенном pH желудка);
– химическая;
– электрическая (в качестве флюса при пайке);
– молекулярная биология;
– сельское хозяйство (компонент фосфатов для кормов и минеральных удобрений).

Как и большинство химреактивов ортофосфорная кислота широко применяется в стоматологии и фармацевтике.

Стоматология

Химвещество достаточно часто применяет для очистки дентина или зубной эмали перед пломбированием. Но такая процедура небезопасна, так как очень сложно проконтролировать степень дименерализации (вымывание минимальных веществ) из эмали и дентина. Кроме того, не всегда удается удалить всю орто-фосфорную кислоту после ее нанесения на поверхность.

Ортофосфорная кислота входит в состав некоторых отбеливателей для зубов.

Опасность для организма

Несмотря на то, что пищевая добавка, содержащая данный компонент, является безвредной и разрешена к применению во многих странах мира, в результате многих научных исследований было установлено ее негативное влияние на организм. Например: потребление напитков, содержащих орто-фосфорную кислоту, может стать причиной возникновения кариеса, так как данное кислотное соединение «растворяет» зубную эмаль, а сахар, входящий в состав напитков, является благоприятной средой для развития и размножения бактерий.

К тому же, данная добавка нарушает кислотно-щелочной баланс, что приводит к повышению уровня кислотности. Для ее нейтрализации организм вымывает кальций из зубов и костей. Это также является причиной возникновения кариесу и раннего остеопороза.

Высоко концентрированный раствор может вызвать:
– ожоги кожных покровов и слизистых оболочек;
– кровотечения носа;
– крошение и разрушение зубов;
– изменение состава крови;
– рвоту;
– расстройство пищеварительного тракта;
– потерю аппетита и веса.

Не следует забывать о средствах индивидуальной защиты при работе с химвеществом.

Качественные химические реактивы по доступной цене!

Всем известно, что от качества используемых химических реактивов зависят результаты исследований и анализов. Покупая в “Prime Chemicals Group”, Вы приобретает только сертифицированный товар со знаком качества, отвечающий всем стандартам ГОСТ. Салициловая кислота цена, таурин цена, орто-фосфорная кислота или хлористый кальций цена, а также цены на все представленные химреактивы, оборудование и приборы, лабораторное стекло являются приемлемыми на современном рынке лабораторного оснащения.

Применение ортофосфорной кислоты в быту, сельском хозяйстве и пищевой промышленности – химические свойства

Любители газированного напитка «Кока-кола» вряд ли смотрят на его состав, имеющий добавку Е338. Этим веществом является ортофосфорная кислота, которая находит применение не только в пищевой промышленности, но и в текстильной, сельскохозяйственной и даже справляется с ржавчиной на поверхности деталей. Что за свойства у химического соединения, какие сферы его использования, что нужно знать о технике безопасности – стоит рассмотреть подробнее.

Что такое ортофосфорная кислота

При комнатной температуре это гигроскопичные бесцветные кристаллы ромбообразного вида, которые хорошо растворяются водой. Ортофосфорное соединение считается неорганической кислотой со средней силой. Одна из ее форм – желтоватая или бесцветная сиропообразная жидкость, без запаха, является водным раствором с концентрацией 85%. Другое ее название – белая фосфорная кислота.

Химическое ортофосфорное соединение имеет свойства:

• растворяется в этаноле, воде, растворителях;
• образует 3 ряда солей – фосфатов;
• вызывает ожоги при попадании на кожу;
• при взаимодействии с металлами образует горючий, взрывоопасный водород;
• температура кипения зависит от концентрации – от 103 до 380 градусов;
• жидкая форма склонна к переохлаждению;
• несовместимо с горючими материалами, чистыми металлами, негашеной известью, алкоголем, карбидом кальция, хлоратами;
• при температуре 42,35 градуса плавится, но не разлагается.

Формула

Кислота ортофосфорная – неорганическое соединение, которое описывается формулой H3PO4. Его молярная масса равна 98 г/моль. Микрочастица вещества построена в пространстве так, что соединяет между собой атомы водорода и кислорода. Формула показывает – химическое вещество обладает таким составом:

Получение фосфорной кислоты

Химическое соединение имеет несколько способов производства. Известный промышленный метод изготовления кислоты ортофосфорной – термический, при котором получается чистый продукт высокого качества. Происходит такой процесс:

• окисление во время сжигания при избытке воздуха фосфора до фосфорного ангидрида, имеющего формулу Р4О10;
• гидратация, абсорбция полученного вещества;
• конденсация фосфорной кислоты;
• улавливание тумана из газовой фракции.

Есть еще две методики производства ортофосфорного соединения:

• Экстракционный способ, отличающийся экономичностью. Его основа – разложение природных минералов-фосфатов соляной кислотой.
• При лабораторных условиях вещество получается взаимодействием белого фосфора, являющегося ядовитым с разбавленной азотной кислоты. Процесс требует строгого соблюдения техники безопасности.

Химические свойства

Неорганическое соединение считается трехосновным, имеющим среднюю силу. Характерны такие химические свойства ортофосфорной кислоты:

• реагирует на индикаторы изменением цвета на красный;
• при нагревании преобразуется в пирофосфорную кислоту;
• в водных растворах подвергается трехступенчатой диссоциации;
• при реакции с сильными кислотами образует фосфорилы – комплексные соли;
• образует желтый осадок, взаимодействуя с нитратом серебра;
• термически разлагается до дифосфорной кислоты;
• при контакте с основаниями, аморфными гидроксидами, образует воду и соль.

Применение

Кислота ортофосфорная применяется во многих областях, начиная от промышленности до лечения зубов. Средство используется умельцами как флюс при пайке, для очистки поверхности металла от ржавчины. Жидкость применяется:

• для научных исследований в молекулярной биологии;
• как катализатор процессов органического синтеза;
• для создания антикоррозионных покрытий металлов;
• при производстве огнеупорных пропиток для дерева.

Вещество находит применение:

• в нефтяной промышленности;
• при изготовлении спичек;
• для производства кинопленки;
• с целью защиты от коррозии;
• для осветления сахарозы;
• при изготовлении лекарств;
• в холодильных установках как связующее вещество в составе фреона;
• при механической обработке для полировки, очистки металлов;
• в текстильной отрасли при производстве тканей, имеющих огнезащитную пропитку;
• как компонент при получении химических реактивов;
• в ветеринарии для лечения мочекаменной болезни у норок;
• как составляющая для грунтовки по металлу.

В пищевой промышленности

Широкое распространение получило применение фосфорной кислоты при изготовлении продуктов питания. Она зарегистрирована в реестре пищевых добавок под кодом Е338. При употреблении с допустимыми количествами вещество считается безопасным. Полезными являются такие свойства препарата:

• предотвращение прогоркания;
• регулирование кислотности;
• продление срока годности;
• сохранение вкусовых характеристик;
• усиление действия антиоксидантов.

Кислота ортофосфорная как подкислитель, разрыхлитель, антиоксидант находит применение в хлебопечении, мясной, молочной промышленности. Используется при производстве кондитерских изделий, сахара. Вещество придает продуктам кисловатый, горьковатый вкус. Добавка Е338 входит в состав:

• плавленых сыров;
• сдобы;
• газированных напитков – «Пепси-кола», «Спрайт»;
• колбас;
• булок;
• молока;
• детского питания;
• мармелада;
• тортов.

Исследования показали, что злоупотребление продуктами, содержащими ортофосфорные соединения, особенно газированными напитками, может привести к появлению проблем со здоровьем. Не исключено:

• вымывание из организма кальция, что может спровоцировать образование остеопороза;
• нарушение кислотно-щелочного баланса – добавка способна увеличивать его кислотность;
• появление заболеваний ЖКТ;
• обострение гастрита;
• разрушение эмали зубов;
• развитие кариеса;
• появление рвоты.

В непищевой промышленности

Применение ортофосфорной кислоты можно наблюдать во многих сферах производства. Часто это связано с химическими свойствами продукта. Препарат применяется для изготовления:

• комбинированных, фосфорных минеральных удобрений;
• активированного угля;
• фосфорных солей натрия, аммония, марганца;
• огнезащитных красок;
• стекла, керамики;
• синтетических моющих средств;
• огнеупорных связующих компонентов;
• негорючего фосфатного пенопласта;
• гидрожидкостей для авиационной промышленности.

• Фоамиран – что это за материал. Как делать поделки и цветы из фоамирана своими руками для начинающих с видео
• Куриные наггетсы: домашние рецепты
• Белый уголь

В медицине

Стоматологи применяют ортофосфорный состав для обработки внутренней поверхности коронки. Это помогает во время протезирования улучшить ее сцепление с зубом. Вещество используется фармацевтами для приготовления лекарств, зубного цемента. В медицине применение ортофосфорного соединения связано со способностью протравливать эмаль зуба. Это необходимо при случае использования для пломбирования адгезивных материалов второго, третьего поколения. Важные моменты – после травления поверхность необходимо:

• промыть;
• просушить.

Применение от ржавчины

Преобразователь ржавчины на основе ортофосфорной кислоты создает на поверхности защитный слой, оберегающий от коррозии при дальнейшем использовании. Особенность применения соединения – безопасность для металла при нанесении. Существует несколько способов выполнить удаление ржавчины ортофосфорной кислотой, зависящих от размера повреждения:

• травление с погружением в ванну, иную емкость;
• многократное нанесение на металл состава пульверизатором, валиком;
• покрытие поверхности предварительно обработанной механической очисткой.

Ортофосфорное соединение производит преобразование ржавчины в фосфаты железа. Состав можно использовать для промывки и очистки:

• изделий металлопроката;
• скважин;
• поверхностей трубопроводов;
• парогенераторов;
• систем водоснабжения, отопления;
• змеевиков;
• бойлеров;
• водонагревателей;
• теплообменников;
• котлов;
• деталей машин и механизмов.

Взаимодействие ортофосфорной кислоты

Свойства неорганического вещества определяют его взаимодействие с другими веществами и соединениями. При этом происходят химические реакции. Ортофосфорный состав входит во взаимодействие с:

• солями слабых кислот;
• гидроксидами, вступая в реакцию нейтрализации;
• металлами, находящимися слева от водорода в ряду активности с образованием соли и выделением водорода;
• основными оксидами, участвуя в реакции обмена;
• гидроксидом аммония, создавая гидрофосфат аммония;
• аммиаком с получением кислых солей.

Техника безопасности при работе с кислотой

Ортофосфорное соединение относится к классу опасных веществ, требует соблюдения осторожности. Работы с составом должны проводиться в специальном помещении, оснащенном приточно-вытяжной вентиляцией, вдали от источников огня. Недопустимо отсутствие средств индивидуальной защиты:

• респиратора;
• перчаток;
• специальной одежды;
• нескользящих ботинок;
• очков.

Опасно попадание ортофосфорного состава на кожу, в глаза, вредно вдыхание горячих паров. Это может вызвать ожог, головокружение, рвоту, кашель. При экстренных случаях нужно:

• снять одежду, на которую попало вещество;
• промыть место поражения проточной водой;
• вызвать врача;
• наложить свободную повязку;
• разлитую жидкость нейтрализовать щелочью.

Правила транспортировки

Существуют специальные ГОСТы, оговаривающие правила перевозки кислоты ортофосфорной, которая относится к опасным грузам. Вещество может доставляться любым видом транспорта. Химически активная жидкость перевозится в плотно закрытых:

• стальных автоцистернах;
• бутылях из полиэтилена, стекла;
• пластиковых кубах;
• бочках;
• канистрах;
• гуммированных железнодорожных цистернах.

Кислоту ортофосфорную можно приобрести в аптеках, хозяйственных магазинах, заказать через интернет-сайты. Для промышленных целей приобретают оптом со скидками. Средняя стоимость для Москвы в рублях составляет:

Ортофосфорная кислота (Е338)

Регулятор кислотности и антиоксидант ортофосфорная кислота (она же известна под кодом Е338) – пищевая добавка, без которой невозможно представить себе популярные напитки вроде “Coca-cola” или “Pepsi”. Кроме напитков, она встречается в колбасных изделиях, плавленых сырках и смесях для выпечки. Свойства добавки нашли применение и в других отраслях промышленности, не связанных с производством питания для населения. По поводу её безопасности для человека точатся дискуссии, проводятся опыты, приводятся факты, но пока производители продолжают использовать добавку, и только в последние несколько десятков лет мировое сообщество посчитало нужным урегулировать норму применения вещества в продуктах питания.

Способы получения добавки Е338 и химические свойства

Ортофосфорная кислота представляет собой неорганическое соединение и относится к слабым кислотам. Она имеет вид бесцветного порошка, состоящего из мелких гранул, обладает свойствами гигроскопичности.

• Способы получения добавки Е338 и химические свойства
• Требования к упаковке и правила обращения с веществом
• Применение кислоты в промышленности
• Влияние на здоровье человека

Температура плавления – от 42 градусов Цельсия, при этом кристаллы превращаются в бесцветную, однородную и вязкую жидкость. Вещество имеет характерный кислый вкус, а запах у него отсутствует. В воде и органических растворителях обладает хорошей растворимостью. Распространённый способ использования в промышленности – в виде 85-процентного водного раствора. В процессе реакции с сильными кислотами образует соли, а с нитратом серебра выделяет жёлтый осадок.

Существует несколько способов получения добавки Е338, поэтому различают непосредственно кислоту ортофосфатную и кислоту ортофосфорную термическую. В первом случае вещество добывают путём обработки фосфатов серной, азотной или соляной кислотой.

Полученное вещество подвергается очистке. Этот метод является более экономически выгодным, так как подразумевает меньшие затраты труда, времени и электроэнергии. Получение термической разновидности добавки подразумевает более чистое вещество на выходе. Этот процесс включает в себя 4 этапа. Сначала элементный фосфор подвергают сжиганию, пока он не перейдёт в фосфорный ангидрид.

Результат термической реакции абсорбируют с участием кислоты, конденсируют и охлаждают. Ещё одна технология получения – гидролиз пентахлорида фосфора.

Добавка, в основном, используется как антиоксидант, замедляющий окисление элементов. В пищевой промышленности ценится как компонент, способный продлить срок хранения пищи, и призванный добавить кислинку вкусу продукта.

Требования к упаковке и правила обращения с веществом

На таре, в которую расфасовывается кислота, обязательно должно быть обозначение “Опасно”, “Едкая жидкость”.

Хранить и транспортировать добавку разрешено в такой упаковке:

• полиэтиленовые канистры;
• стеклянные бутыли;
• контейнеры и автоцистерны из нержавеющей стали, которая прошла специальную обработку;
• пластиковые кубы.

Сами емкости для удобства помещают в полиэтиленовые барабаны или дощатые ящики, внутри которых должен быть мягкий наполнитель во избежание повреждения упаковки.

Попадание вещества на кожу или слизистые, в глаза или в дыхательные пути может вызывать ожоги, тошноту, рвоту, головокружение и нарушение целостности тканей. В таком случае необходимо незамедлительно обратиться за врачебной помощью.

Кислота является опасной в обращении, поэтому работать с ней можно только вдали от открытых источников огня, в хорошо вентилируемом помещении.

Обязательно наличие защитной спецодежды: перчаток, респиратора, очков, ботинок и костюма для работы с опасными веществами.

Применение кислоты в промышленности

На сегодняшний день существует как минимум семь отраслей производства, в которых используется ортофосфатная или ортофосфорная кислота.

Как антиоксидант, разрыхлитель и регулятор кислотности, кислота повсеместно применяется в приготовлении таких пищевых продуктов:

• сладких газированных напитков;
• колбас;
• плавленого сыра;
• сдобы;
• молочных продуктов;
• детского питания;
• некоторых кондитерских изделий.

Добавка придаёт пище кислинку или слегка горьковатое послевкусие.

В сфере химической промышленности вещество используется для изготовления фосфорных солей аммония, марганца и натрия, огнеупорных связующих компонентов, негорючего пенопласта.

Как элемент гидрожидкостей, кислота применяется в авиационной промышленности.

Отрасль сельского хозяйства использует добавку как составляющую минеральных удобрений.

Кроме того, Е338 – элемент производства лакокрасочных изделий, стекла и керамики, моющей продукции, активированного угля, невоспламеняющихся красок.

Медицинская сфера, особенно стоматология, ортофосфорную кислоту применяет в своих целях: для борьбы с мочекаменной болезнью, как реактив для обработки внутренней поверхностей зубных коронок перед их установкой.

Косметологическая отрасль пользуется стабилизирующим свойством кислоты: компонент упрочняет химические связи между составляющими элементами продуктов.

В домашних условиях вещество популярно как средство для удаления ржавчины с металлов.

Влияние на здоровье человека

Пищевая добавка Е338 не является полностью безопасной и безвредной. Тем не менее применение её разрешено в странах Европейского союза, в России, Украине и США. Согласно международным нормам, содержание вещества в пищевой продукции не может превышать 9 г на 1 килограмм готового продукта.

Постоянное употребление кислоты плохо сказывается на костной ткани организма: так как она способствует повышению уровня кислотности в организме, последний пытается его нейтрализовать за счёт кальция.

Макроэлемент он “забирает” из костей и зубов, поэтому может развиваться остеопороз и кариес.

Среди других негативных последствий употребления продуктов с этим компонентом в составе медики отмечают появление заболеваний органов пищеварительного тракта, в том числе, гастрита и язвы желудка и кишечника, тошноту, диарею и рвоту.

• Коронавирусы: SARS-CoV-2 (COVID-19)
• Антибиотики для профилактики и лечения COVID-19: на сколько эффективны
• Самые распространенные «офисные» болезни
• Убивает ли водка коронавирус
• Как остаться живым на наших дорогах?

Никакой информации по поводу возможной пользы добавки у учёных на сегодняшний день нет. Также не подтверждены данные о возможной связи между употреблением кислоты в пище и появлением онкологических заболеваний, бесплодия или генных мутаций.

Ортофосфорная кислота – синтетический антиоксидант и стабилизатор, регулятор кислотности и компонент многих популярных продуктов и напитков. Несмотря на то, что продукту присвоен средний уровень опасности, он является ингредиентом газировок “Coca-cola” и “Pepsi”, которые очень любят пить и взрослые, и дети. В последнее время учёные всё чаще обращают внимание мировой общественности на тот факт, что пищевая добавка Е338 – одна из распространённых причин появления кариеса, нарушений в работе желудочно-кишечного тракта, вымывания из организма кальция. Пока единственное, чего им удалось достичь – установление максимально разрешённого количества вещества в качестве добавки к пищевым продуктам. И сегодня продолжается изучение свойств и результатов употребления добавки в пищу, а также поиск аналогичной по цене и простоте получения альтернативы. Пока она не найдена, и в составе пищи по-прежнему можно встретить ингредиент под кодом “Е338”. Потребителю остаётся только внимательно изучать этикетки и решать для себя, стоит ли покупать продукты с этим регулятором кислотности.