اسید فسفریک

توضیحات

به طور کلی اسید فسفریک (phosphoric acid) یک اسید معدنی و یک عامل جداسازی است. در دندانپزشکی به عنوان حلال جهت تمیز و صاف کردن سطح دندان ها مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این به دلیل داشتن عنصر P در استخوان و دندان نقش بسیار مهمی در بسیاری از فرآیندهای متابولیسمی ایفا می کند. این ترکیب شیمیایی معمولا به صورت محلول با ذرصد خلوص 85 درصد در دسترس است.

همچنین ماده ای خورنده در فلزات و منسوجات است. علاوه بر این کاربری ها، در تولید کود و پاک کننده ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد. گرید خوراکی این محصول به خصوص در نوشابه های سیاه به وفور استفاده می شود.

خرید اسید فسفریک

فروش اسید فسفریک در شرکت مبتکر اندیشان. برای اطلاع از قیمت محصول و ثبت خرید با کارشناسان واحد فروش ما در تماس باشید.

این ماده یکی از مواد اصلی تشکیل دهنده ی نوشابه های مشکی است.

مشخصات فنی اسید فسفریک

این ترکیب مایعی بی رنگ و بدون بو است. در آب، اتانول حل می شود. اشتعال زا نیست اما بسیار خورنده است و جزو اسیدهای قوی محسوب می شود. 

فرمول شیمیایی	H3PO4
جرم مولکولی	97.99 g/mol
نقطه جوش	بالاتر از 266 درجه فارنهایت
نقطه ذوب	108ºF
چگالی	1.892 g/L
فشار بخار	0.03 میلی متر جیوه
اسیدیته	1.5
انحلال پذیری در آب	548 g در 100 g آب در دمای 20ºC
ساختار شیمیایی

در صنعت اغلب این ماده به دو صورت 75 و 85 درصد به بازار عرضه می گردد، هردوی این مواد ویژگی های خاصی را دارند با این حال هر دو خورنده می باشند و کار کردن با آن ها نیازمند رعایت نکات ایمنی است. برخی از ویژگی های این ماده را در زیر می توانید مشاهده نمایید. توجه نمایید که این ماده در دمای های پایین می تواند منجمد شود پس حفظ و نگهداری آن در دمای اتاق لازم و ضروری است.

نقطه ذوب (خالص)	42ºC
غلظت 75 درصد	18ºC
غلظت 85 درصد	21ºC
نقطه جوش (خالص)	260º
غلظت 75 درصد	135ºC
غلظت 85 درصد	154ºC
چگالی ویژه (خالص)	1.88
غلظت 75 درصد	1.58
غلظت 85 درصد	1.69
تراکم بخار (خالص)	3.4

تولید اسید فسفریک

آپاتیت مهمترین سنگ فسفات است که در تهیه این اسید در گریدهای خوراکی و صنعتی به کار برده می شود. این سنگ در دو نوع فلوراید و هیدروکسید است، هر دو مدل دارای ناخالصی هایی مانند فلوراید، کلراید، اکسیدهای آهن و آلومینیوم، پیریت (سولفید آهن، FeS) و ترکیبات معدنی فسیل شده هستند. این ناخالصی ها باعث ایجاد اختلال در فرآیند تولید می شوند، کیفیت اسید فسفریک تولیدی را کاهش می دهند و باعث خوردگی و خراب شدن مواد فلزی و پلاستیکی مورد استفاده در دیواره راکتور می شوند.

 دو روش عمده برای تولید این ماده وجود دارد که عبارتند از روش مرطوب و استخراج با حلال. در روش مرطوب از اسید سولفوریک برای تبدیل سنگ فسفات به اسید فسفریک استفاده می شود. در استخراج با حلال ابتدا سنگ فسفاته با هیدروکلریک اسید رقیق شده و سپس اسید تولید شده با استفاده از الکل جدا می شود.

روش مرطوب

این روش شامل سه مرحله است:

حل کردن سنگ در اسید سولفوریک، واکنش کلی بین اسید سولفوریک و فلوئوروآپاتیت عموما به صورت زیر است:

Ca_10⁽PO4)₆F₂ + 10H₂SO₄     →      10CaSO₄ + 6H₃PO₄ + 2HF

هیدروژن فلوئورید با تمام سیلیکاهای فعال موجود واکنش داده تا سیلیکون تترافلوئورید تولید شود:

4HF + SiO₂     →       SiF₄ + 2H₂

سیلیکون تترافلوئورید تولید شده در مرحله قبل تبخیر شده و یا به اسید فلوئوروسیلیسیک هیدرولیز شده و رسوب سیلیکا تولید می کند

3SiF₄ + 2H₂O     →      2H₂SiF₆ + SiO₂

فرآیند استخراج با حلال

در این روش سنگ فسفات با اسید کلریدریک واکنش داده و محلولی آبی از این ماده و CaCl2 تولید می کند:

Ca_3⁽PO_4⁾2 + 6 HCl     →       2H₃PO₄ + 3 CaCl₂

کاربرد ها

این ماده در گرید صنعتی مصارف مختلفی دارد که به طور کلی می توان آن ها را اینگونه بر شمرد. البته این ارقام و درصد ها تقریبی است و بعد از مدتی دچار تغییر می گردد اما به طور کلی می شود به آن ها استناد کرد. کاربرد اسید فسفریک در کشاورزی (استفاده در ساخت کود) را می توان از مهمترین مصارف این ماده دانست. بر این اساس 75 درصد تولیدی این ماده به عنوان کود مورد استفاده قرار می گیرد، 8 درصد در تولیدات بذر های شیمیایی، 11 درصد در مواد مورد استفاده در تصفیه آب ،2.5 درصد در صنایع غذایی، 1درصد به عنوان اسید در پاکسازی سطوح فلزی و 2.5 درصد باقی مانده در تولید عوامل مهار آتش، ضد یخ ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. 

در مصارف غیر صنعتی آن نیز می توان به کاربرد آن ها در ساخت مواد مراقبتی از مبلمان منازل، استفاده در باتری ها، محصولات سوختی و مشتقات آن ها، محصولات ظرفشویی، بسته بندی محصولات غذایی، استفاده در صنایع و محصولات مراقبتی خودرو، محصولات مصرف شخصی، صنعت رنگ و محصولات پوششی و غیره اشاره کرد.

کاربرد اسید فسفریک در کشاورزی

محصول تولید شده به روش مرطوب مهمترین ماده اولیه در تولید کودهای فسفاته ای مانند سوپر تریپل فسفات ها، آمونیوم نیترات و کودهای NPK است.

متالورژی

پوشش های شیمیایی برای محافظت از فولاد و سطوح آلومینیومی مورد استفاده قرار می گیرند. محلول های فسفاته که حاوی این ماده و افزونی های خاص دیگر است برای محافظت از وسایل نقلیه فولادی، کشتی های نظامی و … به کار برده می شوند.

به طور کلی فسفاته کردن یکی از فرایند های مهم در متالوژی می باشد. بهبود سطح با محلول های گرم و رقیق این ترکیب سبب افزایش مقاومت در برابر خوردگی می شود.

 غذا و نوشیدنی (اسید فسفریک خوراکی)

اسید فسفریک خوراکی خالص به سس خوراکی، مایونز و آبمیوه ها افزوده شده همچنین برای ایجاد خاصیت اسیدی و افزایش ماندگاری نوشیدنی های حاوی کولا مورد استفاده قرار می گیرد.

پزشکی

ترکیب این اسید و پودر روی برای تولید سولفات روی مورد استفاده قرار می گیرد که در دندان سازی به عنوان پرکننده کاربرد دارد.

کشاورزی

این ماده منبع غنی از فسفر برای گیاهان است. می توان از آن هم برای محصولات گلخانه ای، هم برای درختان میوه و هم برای محصولاتی که در فضای باز کاشته می شوند استفاده کرد.

تهیه کربن فعال از پسته

این اسید به عنوان عامل فعال کننده شیمیایی جهت تهیه کربن فعال از ضایعات پسته، مورد استفاده قرار می گیرد. می توان کربن فعال تهیه شده را در باتری های لیتیم- سولفور به کار برد.

خطرات اسید فسفریک

این اسید، ماده ای خورنده است و تماس آن با چشم ها می تواند باعث سوزش و تحریک چشم ها گردد. استنشاق آن نیز می تواند موجب سوزش بینی، گلو و شش ها و متعاقب آن باعث ایجاد سرفه گردد. قرار گرفتن طولانی در معرض این ترکیب خورنده شیمیایی نیز می تواند موجب خشکی پوست شود. در صورت استنشاق این ماده می بایست فرد مورد نظر را در معرض هوای تازه قرار داد. اگر با پوست تماس پیدا کرد می بایست آن را با مقدار زیادی آب شستشو داد و از پوست جدا کرد. در صورت بلعیدن آن نیز باید دهان را شستشو داد و فرد را وادار به استفراغ نکرد. در همه این موارد باید به نکات پزشکی در این زمینه رجوع شود.

بررسی بازار 

با افزایش جمعیت تقاضا برای غذا، که در آن مواد اولیه محصولات غذایی به کود شیمیایی وابسته هستند، افزایش می یابد. به همین دلیل پیش بینی می گردد که رشد نرخ تقاضا برای این ماده از سال 2018 تا سال 2024 به 3.5 درصد برسد.

جمع بندی

اسید فسفریک یک ماده شیمیایی مهم است که کاربردهای زیادی در صنایع، کشاورزی و غیره پیدا می کند. در این مقاله به برخی از کاربردهای مهم آن پرداختیم. اصلی ترین کاربردهای این اسید زدودن زنگ از سطوح فلزی است. از دیگر کاربرد های آن استفاده در نوشیدنی ها به عنوان طعم دهنده و کاربرد در دندانپزشکی برای اچ کردن سطوح مینا و عاج در مراحل باندینگ دندان، ترمیم های دندانی و در پزشکی برای تکمیل الکترولیت ها، تسکین ناراحتی معده همراه با حالت تهوع و… استفاده می شود.