اسید فسفریک چیست؟

اسید فسفریک اسیدی سه ظرفیتی است که در دمای محیط غیرفعال بوده و در مقایسه با اسیدهایی همچون اسید استیک، اسید بوریک، اسید اگزالیک اسیدی قویتر و از اسیدهای نیتریک، اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک ضعیف تر است.
اسید فسفریک در بین اسیدها بعد از اسید سولفوریک رتبه دوم تولید در سطح جهانی را به خود اختصاص داده است که با در نظر گرفتن این تولید بالا می توان گفت از پرمصرف ترین مواد شیمیایی در صنایع مختلف است. کاربردهای مختلفی را می توان برای این اسید درنظر گرفت که معمولا اسید فسفریک را در گروه مواد اولیه مورد نیاز برای تولید مواد دارویی، کودهای شیمیایی و سموم، پاک کننده های فرآورده های غذایی و مکمل غذای دام و طیور در نظر می گیرند.
همان طور که خواهیم گفت اسید فسفریک را به دو روش حرارتی و مرطوب می توان تولید نمود. در روش حرارتی با وجود اینکه خلوص فسفریک اسید حاصل بالا است ولی به دلیل گران بودن این فرآیند تنها برای مصرف در صنایع غذایی و دارویی و مواد پاک کننده که حساسیت بالایی دارند و کیفیت امری بسیار مهم است، استفاده می شود. درنتیجه طبق آمار می توان گفت حدود 60% اسید فسفریک مصرفی در صنعت به روش مرطوب تولید می شود.
اغلب اسید تولید شده به روش مرطوب را اسید فسفریک صنعتی نامیده و از آن در تولید کودهای شیمیایی و مکمل خوراک دام و طیور استفاده می شود. مسئله ای که در تولید اسید به روش مرطوب بسیار اهمیت دارد، غلظت ناخالصی ها در اسید تولید شده است، زیرا اگر غلظت ناخالصی ها بیشتر از حد استاندارد باشد در گیاهان و گوشت دام و طیور ذخیره شده و به هنگام مصرف وارد بدن انسان می شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی اسید فسفریک:

این اسید معدنی مایع بی رنگ، بدون بو، غیرفرار و کریستالی و یک اسید تری پروتیک است که به صورت مایع با چگالی بالا وجود دارد، امتزاج پذیر با آب است و از آن چگال تر است. وقتی در آب باشد هیدرولیز می شود و حرارت زیادی ایجاد می کند. این اسید یک ترکیب کیلیت دهنده است و اگر روی فلزات قرار بگیرد می تواند باعث خوردگی آن ها بشود.

این ماده به دو صورت مایع و جامد وجود دارد که نوع مایع آن میزان خلوص 85 درصد دارد، اما نوع جامدش کاملا خالص و پودری شکل است. اسید فوق می تواند به عنوان یک جدا کننده عمل کند و به بسیاری از کاتیون های دوظرفیتی مانند Fe2+، Cu2+ و Mg2+ متصل شده و آن ها را از محیط مورد نظر جدا کند، بنابراین می توان آن را به عنوان یک نرم کننده در آب سخت در نظر گرفت. این ترکیب به علت ارزان و در دسترس بودن کاربردهای بسیار زیادی در صنعت دارد.

نکات ایمنی و مراقبتی در اسید فسفریک

استنشاق: فرد مصدوم را به هوای آزاد منتقل نموده و اگر نیاز بود با مرکز اورژانس تماس حاصل فرمایید.

تماس با پوست: سریعا محل را به مدت نیم ساعت با آب ولرم شستشو دهید و درصورت شدید بودن آسیب دیدگی، مصدوم را به نزدیکترین بیمارستان انتقال دهید.

تماس چشمی: سریعا چشم را با آب ولرم شسته و اگر لنز در چشم دارید، به هیچ عنوان آن را خارج نکنید.ضروریست که سریعا به مرکز درمان پزشکی، منتقل شوید.

بلع: شخص آسیب دیده باید دهان خود را سریعا با آب شستشو دهد و به بیمارستان منتقل گردد.اگر استفراغ رخ داد، او را به جلو خم کنید و دوباره دهانش را شستشو دهید.

فسفریک اسید تنها اسید معدنی است که در مواد خوراکی و غذایی کاربرد دارد. این ماده در آب قابل حل بوده و فرمول شیمیایی آن H3PO4 است.

گرچه نمکهای آن، هنگام استنشاق، تحریک پذیری بسیار کمتری از خود نشان می دهند.

مشخصات فسفریک اسید یا اسید فسفریک

فسفریک اسید یا H3PO4 چیست؟ فرمول شیمیایی فسفریک اسید H3PO4 می باشد. این اسید یک اسید ضعیف است که نمونه خام آن از سنگ های فسفات استخراج می شود. شکل خالص تر آن از فسفر سفید، به شکل صنعتی حاصل می شود که حالت جامد کریستالی و غلظت کمتر دارد و غیر سمی می باشد. فسفریک اسید معدنی حاوی یک اتم فسفر، چهار اتم اکسیژن و سه اتم هیدروژن می باشد و به شکل متراکم هنگام تماس با فلزات، گاز هیدروژن قابل اشتعال آزاد می کند و در صورت آتش سوزی، اکسیدهای فسفر خورنده و خطرناک تولید می کند. فسفریک اسید ضعیف اگر به شکل محلول در آید، به یون های فسفات و فسفیت تبدیل می شود.

اسید فسفریک صنعتی در صنایع گوناگون

آزمایشگاه های تحقیقاتی، تولید مواد بهداشتی و شوینده، صنایع فولاد و تصفیه خانه ها صنایع پتروشیمی، در پتروشیمی وبرای زدودن آلودگی های سطحی از فلزات و فولاد، به ویژه از بین بردن زنگ آهن، صنعت نساجی، تصفیه پساب و نیز تولید ظروف تفلون و مواد شوینده. بعلاوه برای سنتز نمک های فسفات نیز به کار می رود.

ساختار و فرمول اسید فسفریک

فرمول شیمیایی اسید فسفریک: H3PO4

جرم مولکولی: برابر 97.99 گرم در مول است.

به طور کلی خواص آن به دو دسته تقسیم می شوند:

خواص فیزیکی

خواص شیمیایی

خواص فیزیکی تسید فسفریک

به صورت خالص یک جامد بلوری سفید با نقطه ذوب 42.35 درجه سانتیگراد است. هنگامی که غلظت آن کمتر است، یک مایع ویسکوز بی بو، بدون رنگ، با چگالی 1.885 گرم در میلی لیتر است. این ماده غیر سمی و غیر فرار است. معمول ترین غلظت آن در آب 85 ٪ است.

خواص شیمیایی اسید فسفریک

دارای سه اتم H اسیدی و قابل جایگزین است. بنابراین، این ماده به طور متفاوت با سایر اسیدهای معدنی واکنش نشان می دهد. با استفاده از جایگزینی یک، دو یا سه اتم هیدروژن، مانند NaH2PO4، Na2HPO4 و Na3PO4، می توان سه نمک متفاوت تولید کرد.

در دماهای بالا، مولکول های ان می توانند با یکدیگر واکنش نشان داده و (با از دست دادن مولکول آب) ترکیب شوند تا دیمر، تری مر و حتی زنجیره های پلیمری طولانی مانند اسیدهای پلی فسفریک و اسید متافسفریک تشکیل دهند.

2 H3PO4 → H4P2O7 (- H2O)

تاریخچه اسید فسفریک:

اسید فسفریک به طور مستقل به عنوان یک جز خاکستر استخوان در سال 1770 توسط دو شیمی دان سوئدی، یوهان گوتلیب گان و کارل ویلهلم شیله کشف شد. چهار سال بعد، شیل کشف کرد که می توان اسید را با افزودن اسید نیتریک به فسفر تولید کرد.

کاربرد اسید فسفریک :

اسید فسفریک در صنعت غذایی و دارویی استفاده گسترده ای دارد و سبب دادن طعم تندی به مواد غذایی شده، و با نازلترین قیمت و حجمی فراوان موجود است.
به عنوان ماده افزودنی در تولید انواع مختلف نوشابه ها از نوع کولا به دلیل قدرت اسیدی زیادتر نسبت به اسید سیتریک و طعم ملایم تر دارد.

و همچنین در تولید ژله ها و پنیرها کاربرد و نقش اسیدی کننده را دارد.

دیگر کاربرد فسفریک اسید در فرآیندهای خوراکی و تولید ژلاتین از کولاژن است. فسفریک نیز نظیر اسید سیتریک دارای ویژگی بافری خوبی می باشد و از این نظر در فرایندهای تخمیری جهت کنترل PH استفاده می شود.
بالای ۹۰ درصد جهت مصارف تولید کود کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد، گرید خوراکی اسید فسفریک در نوشابه های مشکی کاربرد بسیار زیادی دارد. که باعث تولید یک طعم ترش در محصولات غذایی می شود.

در تولید مخمرها PH را اسیدی حفظ می کند و منبع فسفر مناسبی جهت رشد و نمو مخمرها می شود .

در میوه های پوستگیری شده جهت خنثی سازی خاصیت بازی سود پرک نیز مورد استفاده قرار می گیرد. اسید فسفریک غیر سمی می باشد.

به عنوان تعدیل کننده‌ pH در برخی صنایع است. در محصولات بهداشتی برای خنثی کردن خاصیت قلیایی کاربرد دارد .

در تولید مکمل های خوراکی دامی مانند دی کلسیم فسفات نیز کاربرد دارد .

در تولید کودهای کشاورزی فسفاته استفاده بسیار زیادی دارد .