H3po4 какая кислота. Фосфорная кислота

Среди всего разнообразия кислот занимает свое почетное место и ортофосфорная кислота. Применение ее в некоторых сферах промышленности давно оправдало себя.

Знакомьтесь, ортофосфорная кислота

Как выглядит данное химическое вещество? Это жидкость практически без цвета или с желтым оттенком. При комнатной температуре она существует в виде твердых кристаллов ромбообразной формы. Обычно такой кислотой называют раствор 85% концентрации, представляющий собой жидкость наподобие сиропа с полным отсутствием запаха. хорошо растворяется в воде и многих растворителях. Например, в этаноле. Если при нагревании температура превышает 213 градусов, данное вещество превращается в пирофосфорную кислоту.

Есть 2 разновидности этого вещества:

• пищевая кислота;
• промышленная.

Ортофосфорная кислота: применение

На сегодняшний день данное химическое вещество востребовано во многих сферах производства. Где только не встречается ортофосфорная кислота. Применение ее можно разделить на 2 вида: в пищевой и непищевой промышленности.

Пищевая ортофосфорная кислота

Данный вид применяется для изготовления некоторых продуктов. Например:

1. Как регулятор кислотности в производстве газированных напитков.
2. Как подкислитель в составе сыров и плавленых сырков.
3. При производстве некоторых видов колбас.
4. В хлебопечении как составляющая разрыхлительных порошков.
5. При изготовлении сахара.

Данное вещество в промышленном производстве имеет свое собственное обозначение — антиоксидант Е338.

Непищевая ортофосфорная кислота

Во многих сферах производства невозможно обойтись без компонента под названием ортофосфорная кислота. Применение ее необходимо:

1. В сельском хозяйстве. Особенно в такой отрасли, как звероводство. Раствор этой кислоты входит в корм норок для профилактики мочекаменной болезни животных.
2. В науке она используется для исследований, которые проводятся в молекулярной биологии.
3. На производстве ее применяют в качестве флюса при пайке по нержавейке, по меди.

Как бороться со ржавчиной?

Ответ прост: вам поможет ортофосфорная кислота. Применение против ржавчины этого вещества защищает от коррозии. Все дело в том, что оно, в отличие от многих других, безопасно для металлов. Обработка ортофосфорной кислотой поверхности способствует появлению защитной пленки, которая предотвращает дальнейшее повреждение. Ее часто можно встретить в средствах, которые производятся для борьбы со ржавчиной. Поэтому ее применяют в отельном и ресторанном бизнесе.

Вред ортофосфорной кислоты

Однако (наряду с преимуществами) существуют и минусы использования ортофосфорной кислоты.

1. Она способна повысить кислотность организма и тем самым нарушить баланс.
2. Она негативно влияет на кальций. Вытесняет его из зубов и костей. Раньше в стоматологии для удаления эмали часто использовалась ортофосфорная кислота. Применение ее запретили совсем недавно именно по этой причине.
3. Ежедневное использование этого вещества в пищу может привести ко рвоте, тошноте, отсутствию аппетита.
4. Попадая на кожу, ортофосфорная кислота вызывает сильные

Как бы там ни было, применение этого вещества разрешено в странах России, ЕС и бывшего СНГ. При рациональном и умелом использовании ортофосфорная кислота приносит огромную пользу.

Ортофосфорная кислота — неорганическое соединение, довольно слабая кислота. В пищевой промышленности используется в качестве регулятора кислотности и имеет маркировку Е338.

Химическая формула ортофосфорной кислоты — H 3 PO 4 . По своим физическим свойствам в чистом виде ортофосфорная (фосфорная) кислота представляет собой гигроскопичные бесцветные кристаллы. При температуре выше 42°C ортофосфорная кислота начинает плавиться превращаясь в вязкую бесцветную жидкость.

Добавка Е338 очень хорошо растворима в воде и обычно применяется в виде 85% водного раствора. В таком виде фосфорная кислота представляет собой бесцветную сиропообразную жидкость. Кислота не обладает запахом и также хорошо растворяется во многих растворителях, например этаноле.

Ортофосфорная кислота может быть получена различными способами:

• Взаимодействием фосфата кальция с серной кислотой:
  3H 2 SO 4 + Ca 3 (PO 4) 2 = 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4 ;
• Гидролизом пентахлорида фосфора:
  PCl 5 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5HCl;
• Сжиганием фосфора и дальнейшем взаимодействием его оксида с водой:
  P 2 O 5 +3H 2 O = 2H 3 PO 4 .

Ортофосфорная кислота признана безопасной пищевой добавкой при условии соблюдения предельно-допустимых норм потребления. И хотя некоторые исследования говорят, что напитки с добавкой Е338 приводят к снижению плотности костной ткани у подопытных, другие не подтверждают данного факта.

В то же время, ряд врачей-стоматологов находят закономерность в развитии кариеса зубов и потреблением сладких напитков, содержащих ортофосфорную кислоту. В данном случае кислота действует как «растворитель» зубной эмали, а сахар, содержащийся в напитках является питательной средой для развития бактерий.

В пищевой промышленности добавка Е338 используется для подкисления продуктов, придавая им кислый и слегка горький вкус. Ортофосфорная кислота является очень дешевой по сравнению с другими регуляторами кислотности, такими как лимонная кислота и поэтому широко применяется в газированных напитках массового производства.

Кроме пищевой промышленности фосфорная кислота используется в стоматологии для очистки поверхности зубов, в фармацевтической промышленности в качестве одного из компонентов различных лекарств.

Еще одним направлением использования ортофосфорной кислоты является удаление ржавчины. Данная кислота используется в различных средствах — преобразователях ржавчины. Она превращает гидроксид железа в черный фосфат железа, тем самым останавливая распространение коррозии.

Также ортофосфорная кислота используется в косметике, моющих средствах, электронной, химической и других отраслях промышленности.

Добавка Е338 входит в список разрешенных пищевых добавок в Европейском союзе, Российской Федерации, Украине и многих других странах.

Самый опасный враг металла – коррозия, которая возникает в результате взаимодействия кислорода и углекислого газа с водой. Один из способов борьбы против ржавчины – обработка металлической поверхности ортофосфорной (фосфорной) кислотой.

Что такое ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота представляет собой продукт неорганического водорастворимого типа. Производится в виде 85% водного раствора. Вещество внешне напоминает сироп и не имеет цвета.

Фосфорная кислота не только удаляет рыхлые окислы, но и образует сероватую защитную пленку маслянистой консистенции. Механизм защиты состоит в образовании фосфатированной поверхности после того, как кислота разъест оксид железа.

Фосфорная кислота имеет самое разнообразное применение. Однако если говорить о защите поверхностей от коррозийных процессов, сфера применения кислоты также широка: от обработки технологического оборудования до защиты деталей автомобилей. Ортофосфорная кислота входит в , а также преобразователей ржавчины. Причем в последнем случае кислота выступает в качестве базового элемента.

Достоинства ортофосфорной кислоты:

1. Удаляет налет ржавчины на поверхности металла, а также на эмалевых и фаянсовых изделиях.
2. Удаление ржавчины происходит деликатно, без повреждения поверхности (к примеру, кислота не повреждает эмаль).
3. На поверхности металла возникает защитная пленка, предотвращающая развитие коррозийных процессов и механических повреждений.
4. Помимо защитных функций, известны очищающие качества фосфорной кислоты – она применяется для удаления налета и грязи со всевозможной сантехники.

Техника безопасности при работе с кислотой

Фосфорная кислота причисляется к классу опасных химических веществ. В результате соприкосновения данного вещества с кожей возможны болезненные ожоги. Также вещество выделяет вредные пары, которые опасны для дыхательных путей.

Исходя из сказанного выше, транспортировка, хранение и работа с данным материалом требует соблюдения определенных норм безопасности. Работать с фосфорной кислотой можно лишь в защитной одежде, перчатках и респираторе.

В случае нежелательного контакта вещества с кожей необходимо выполнить следующие действия:

1. Прежде всего, нужно снять одежду, на которую попала вредная жидкость.
2. Далее следует промыть пораженную область кожи значительным количеством воды. Лучше всего, если это будет проточная вода. Примерная продолжительность промывания – 15-20 минут.
3. Ни в коем случае нельзя растирать жидкость по коже. Вещество нужно не вытирать салфетками или полотенцем, а именно смывать.
4. Иногда разовое промывание не помогает. В таком случае нужно продлить процедуру еще на 15-20 минут. То же самое рекомендуется делать в случае, когда жжение спустя какое-то время повторяется.
5. До приезда врача рекомендуется наложить на пораженный участок свободную (не стягивающую) повязку из марли.
6. Если болевой синдром слишком беспокоит, можно выпить обезболивающий препарат (например, анальгин).

Итак, все работы с ортофосфорной кислотой необходимо осуществлять с предельной аккуратностью и внимательностью. Если же инцидент все же произошел, то после оказания первичной помощи пострадавшему нужно безотлагательно обратиться к врачу.

Исходя из степени коррозийного процесса и размера очищаемого изделия, выбирается метод удаления ржавчины:

• травление с погружением в раствор;
• однократная или многократная обработка детали фосфорной кислотой (валиком или из распылителя);
• обработка металла с предварительной очисткой механическим способом.

Травление изделий с погружением

Для травления понадобится много кислоты и соответствующая размерам детали емкость. Лучше всего осуществлять травление методом полного погружения.

Порядок выполнения работ:

• обезжириваем деталь с помощью любого средства бытовой химии;
• тщательно промываем изделие в проточной воде;
• заполняем тару раствором в следующей пропорции: 100-150 граммов кислоты на литр воды;
• погружаем изделие в емкость и оставляем его на час, не забывая периодически помешивать раствор;
• достаем и промываем деталь;
• подготавливаем раствор-нейтрализатор с таким соотношением компонентов: 50% воды, 48% спирта, 2% нашатыря;
• промываем изделие спиртовым раствором, а затем проточной водой;
• сушим деталь любым способом (например, конвекционным).

Важно соблюдать последовательность операций, т.к. они связаны между собой. К примеру, без обезжиривания травление получится неравномерным. Если после обработки хорошо не просушить деталь, на ней появится гидроксид, что крайне нежелательно.

Нанесение кислоты на поверхность

Если изделие крупногабаритное, под него отсутствует подходящая емкость или запас порошка не слишком большой, можно обработать поверхность с помощью пульверизатора, валика или кисточки. Перед обработкой детали нужно провести подготовительные работы: снять ржавчину, очистить и обезжирить деталь.

Нужно принимать во внимание степень коррозийного процесса. Если ржавчины слишком много, возможно, придется применить болгарку с насадкой в виде металлической щетки или лепесткового круга. Однако убирать ржавчину следует осторожно, чтобы не образовалось дыр, если металл чересчур истончен. Необходимо избегать абразивов со слишком крупными зернами.

Ортофосфорная кислота относится к мощным средствам, поэтому, если не соблюдать осторожность, можно повредить и декоративный слой.

Прежде чем наносить состав, необходимо очистить поверхность щеткой, а затем обезжирить материал моющим составом. После обезжиривания поверхность промывается водой и хорошо высушивается. Далее можно наносить кислоту.

Спустя пару часов после обработки поверхности кислота смывается при помощи спиртового раствора-нейтрализатора, рецепт которого указан выше. Затем поверхность обмывают водой и просушивают.

Совет! В кислотный состав можно добавить замедляющее вещество (ингибитор) под названием «Катапин». Этот препарат уменьшает скорость реакции с неокислившимся металлом. На литр воды добавляется 1-2 грамма «Катапина».

Удаление ржавчины с сантехнических приборов

Применяется фосфорная кислота и в качестве средства бытовой химии. С помощью данного вещества легко удаляются следы ржавчины в местах регулярного стока воды в унитазах и .

Обратите внимание! Ортофосфорная кислота неприменима по отношению к акриловым ваннам.

Инструкция по удалению ржавчины с фаянсовых и эмалированных изделий:

• обезжириваем поверхность с помощью любого моющего средства;
• очищаем поверхность щеткой с натуральным ворсом;
• смешиваем 100 граммов 85% состава с 500 миллилитрами воды;
• наносим раствор на поверхность;
• спустя определенное время (от 2 до 12 часов в зависимости от количества окислов) смываем состав при помощи содового раствора (литр воды на столовую ложку соды).

Особенность данного способа очистки – нет необходимости в трущих движениях, которые могли бы привести к повреждению эмалированной поверхности.

Интересная информация! Некоторые хозяйки для удаления налета ржавчины применяют «Кока-Колу». Секрет очищающего эффекта напитка состоит в том, что в нем содержится незначительное количество ортофосфорной кислоты. Однако действенность такого способа все же недостаточна, поэтому правильнее использовать состав с 85% концентрацией.

Преобразователь ржавчины

Модификатор ржавчины – это такой же раствор фосфорной кислоты, но с особыми добавками. Существует несколько типов преобразователей:

• грунтовки;
• стабилизаторы;
• преобразователи.

В качестве примера грунтовок можно привести состав «ЭВА-0112», который включает в себя основу и 85% ортофосфорную кислоту. Состав используется для грунтования стальных поверхностей под окрашивание.

Преобразователь под торговой маркой «Цинкарь» содержит кислоту, а также цинковые и марганцевые соли. В результате преобразования ржавчины металлу передается эффект легирования и на его поверхности образуется защитный слой.

Обратите внимание! Использовать преобразователь рекомендуется только после ознакомления с инструкцией.

Правила транспортировки ортофосфорной кислоты

Фосфорная кислота относится к агрессивным веществам, поэтому порошок необходимо размещать в изолированной таре. Важно не допускать попадания в кислоту посторонних веществ. Емкости под хранение и перевозку вещества должны быть сухими и чистыми. Только при соблюдении указанных требований можно получить раствор надлежащего качества. Если же состав получится некачественным, велика вероятность выделения вредных паров. Кроме того, с помощью низкокачественного раствора не выйдет защитить металл.

Хранить тару с порошком нужно в теплом и сухом месте. Необходимо избегать сырых мест, где возможно образование конденсата. Не рекомендуется пересыпать порошок в другую тару, желательно хранить его в изначальной упаковке. Поскольку груз относится к опасным веществам, для перемещения его на значительные расстояния понадобится сопроводительная документация.

При выборе средства для удаления следов коррозии нужно исходить из ситуации. Если планируется очистка поверхностей методом погружения, понадобится много кислоты. В данном случае рекомендуется приобрести 85% фосфорную кислоту. Если же есть потребность не только в удалении ржавчины, но и в создании защитной пленки под краску, то своими руками изготовить раствор не получится. В данной ситуации правильнее приобрести преобразователь фабричного изготовления, в котором содержатся все нужные добавки.

Кроме того, нужно знать, планируется ли грунтование поверхности. Преобразователи-модификаторы улучшают ингибиторные и гидрофобные качества грунтующего состава, но все же не относятся к грунтовкам. В таких случаях помогут грунтующие преобразователи, после обработки, которыми на поверхность можно наносить лакокрасочный состав.

Воронение, т.е. получение на стальной поверхности окислов железа, может быть осуществлено при помощи способа Паркера.

Инструкция:

• Берем 60-85% раствор кислоты и кладем в него стальные опилки на 2 недели. Емкость должна быть тщательно закупорена.
• Очищаем и обезжириваем предметы, подлежащие оксидированию.
• Кладем изделие в выдержанный раствор и кипятим жидкость в течение 30-45 минут. В зависимости от марки металла поверхность приобретет серый или .

Обратите внимание! Не следует держать изделие в кипящей воде слишком долго, иначе возможно разъедание оксидируемой поверхности.

В завершение статьи хотелось бы напомнить, что фосфорная кислота – это промежуточное решение. Если оставить покрытие непокрашенным, рано или поздно металл подвергнется коррозии.

P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 (на холоде);

• ортофосфорная кислота — H 3 PO 4

HPO 3 + H 2 O = H 3 PO 4 (при кипячении);

• пирофосфорная кислота (дифосфорная) — H 4 P 2 O 7

2H 3 PO 4 = H 4 P 2 O 7 + H 2 O (нагревание при 200°C);

Из ортофосфорной кислоты легко испаряется вода и она становится концентрированной. При нагревании до 300°C ортофосфорная кислота отдает воду, разлагаясь сначала на пирофосфорную кислоту, затем различные полифосфорные кислоты. При этом образуется гигроскопичная стекловидная масса. Если затем эту массу разбавить водой, то она превратится обратно в ортофосфорную кислоту. Полифосфорные кислоты можно получить также растворением при повышенной температуре оксида фосфора(V) в ортофосфорной кислоте.

Наибольшее значение имеет ортофосфорная кислота (или просто фосфорная), которую для технических целей получают по реакции

Са 3 (РО 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 3CaSO 4 + 2Н 3 РО 4 ,

Применение

Применяют ортофосфорную кислоту в настоящее время довольно широко.

• Основным ее потребителем служит производство фосфорных и комбинированных удобрений. Для этих целей ежегодно добывается во всем мире фосфоросодержащей руды около 100 млн. т. Фосфорные удобрения не столько способствуют повышению урожайности различных сельскохозяйственных культур, сколько придают растениям зимостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным климатическим условиям, создают условия для более быстрого созревания урожая в районах с коротким вегетативным периодом. Они также благоприятно действуют на почву, способствуя ее структуированию, развитию почвенных бактерий, изменению растворимости других содержащихся в почве веществ и подавлению некоторых образующихся вредных органических веществ.
• Немало ортофосфорной кислоты потребляет пищевая промышленность. Дело в том, что на вкус разбавленная ортофосфорная кислота очень приятна и небольшие ее добавки в мармелады, лимонады и сиропы заметно улучшают их вкусовые качества. Этим же свойством обладают и некоторые соли фосфорной кислоты. Гидрофосфаты кальция, например, с давних пор входят в хлебопекарные порошки, улучшая вкус булочек и хлеба.

Интересны и другие применения ортофосфорной кислоты в промышленности:

• Например, было замечено, что пропитка древесины самой кислотой и ее солями делают дерево негорючим. На этой основе сейчас производят огнезащитные краски, негорючие фосфодревесные плиты, негорючий фосфатный пенопласт и другие строительные материалы.
• Различные соли фосфорной кислоты широко применяют во многих отраслях промышленности, в строительстве, разных областях техники, в коммунальном хозяйстве и быту, для защиты от радиации, для умягчения воды, борьбы с котельной накипью и изготовления различных моющих средств.
• Фосфорная кислота, конденсированные кислоты и дегидротированные фосфаты служат катализаторами в процессах дегидратирования, алкилирования и полимеризации углеводородов.
• Особое место занимают фосфорорганические соединения как экстрагенты, пластификаторы, смазочные вещества, присадки к пороху и абсорбенты в холодильных установках. Соли кислых алкилфосфатов используют как поверхностно-активные вещества, антифризы, специальные удобрения, антикоагулянты латекса и др. Кислые алкилфосфаты применяют для экстракционной переработки урановорудных щелоков.

Н 3 РО 4 применяют для производства удобрений , в пищевой, текстильной промышленности, в медицине, как флюс при пайке . Фосфаты применяют как фосфорные удобрения , в производстве эмалей , стёкол .

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Фосфорная кислота» в других словарях:

Фосфорная кислота — (ортофосфорная кислота или обыкновенная фосфорная кислота) (H3PO4) получается при действии серной кислоты на природный фосфат трикальция. Полученная таким образом техническая кислота содержит в качестве примесей пентаоксид дифосфора,… … Официальная терминология

Соединение фосфора с кислородом. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. Михельсон А.Д., 1865. ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА соединение фосфора к кислородом, кристаллы её бесцветны, призматичны,… … Словарь иностранных слов русского языка

— (ортофосфорная кислота), H3PO4, твердое вещество, tпл 42,35шC. Применяют фосфорную кислоту в производстве удобрений, различных фосфатов, для обработки кормов для скота, нанесения антикоррозионных покрытий на металлы, осветления сахара, как… … Современная энциклопедия

ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА — (Acidum phosphori cum), этим наименованием охватывают к ты 5 валентного фосфора. Для удобства классификации их можно рассматривать как продукты взаимодействия фосфорного ангидрида (Р206) и воды; известны одноосновная метафосфор ная к та, НР03(=… … Большая медицинская энциклопедия

Производство термической фосфорной кислоты возможно дву­мя методами: одно — и двухступенчатым24″151-159.

При одноступенчатом или непрерывном методе печные газы, содержащие элементарный фосфор и окись углерода, поступают в камеры сгорания, где фосфор окисляется до фосфорного ангид­рида кислородом воздуха, газы охлаждаются, гидратируются и пропускаются через электрофильтры для улавливания фосфорной кислоты. По двухступенчатому методу фосфор сначала конденси­руется, а затем сжигается и Р2О5 гидратируется до фосфорной кислоты.

Несмотря на кажущиеся преимущества одноступенчатого не­прерывного метода, наиболее широко распространен двухступен­чатый способ, так как последним получается более чистая фосфор­ная кислота. Кроме того, в этом случае возможно при необходи­мости выпускать в качестве продукта также желтый, фосфор и эффективно использовать окись углерода, являющуюся побочным продуктом. Затраты на оборудование ниже, чем при одноступен­чатом способе24, так как в последнем улавливание фосфорной кис­лоты из образующихся больших объемов газа требует громоздкой аппаратуры. Расход электроэнергии, воды и воздуха при односту­пенчатом методе также значительно больше.

Первоначальной стадией процесса получения фосфорной кис­лоты является окисление фосфора:

Р4 + 5О2 = Р4О10

По одноступенчатому способу окисляется не только фосфор, но и окись углерода:

Р4 + ЮСО + Ю02 = Р4О10 + ЮС02

При этом выделяется большое количество тепла, которое прак­тически не может быть использовано из-за коррозионного дейст­вия фосфорного ангидрида, содержащегося в продуктах горения. Требуется охлаждение газов в камере горения, предупреждающее быстрый износ аппаратуры и обеспечивающее полное поглощение фосфорного ангидрида.

Вследствие высокой температуры газа (800-1000°) при взаи­модействии фосфорного ангидрида с водой первоначально обра­зуется метафосфорная кислота НР03 (в парообразном состоянии):

Р4О10+2Н2О = 4НРОз

Последняя при гидратации превращается в туманообразную ортофосфорную кислоту (через ряд промежуточных соединений):

НР03 + Н20 = Н3Р04

Во избежание образования низших окислов фосфора, переходя­щих при гидратации в фосфористую и фосфорноватистую кислоты, сжигание фосфора производится в двухкратном избытке воздуха.

С целью использования окиси углерода, содержащейся в газах возгонки, исследована возможность избирательного окисления фос­фора 105>167. Установлено, что при поддержании в окислительной камере 450-540° и подаче 120-130% воздуха от теоретического количества, необходимого для окисления фосфора, можно окислить практически весь фосфор до Р2О5, а окись углерода окисляется только на 5-7%. Эти исследования направлены к эффективному применению одноступенчатого способа получения фосфорной кис­лоты, хотя при этом она получается менее чистой.

Представляет интерес прямое получение пятиокиси фосфора пу­тем окисления фосфора воздухом в процессе восстановления фос­фора в смеси с углем и кварцем в пламенной печи 170 при темпера­туре 1200-1600°, развиваемой за счет сгорания образующихся фос­фора и окиси углерода. Другой возможный путь — возгонка P2Os из смеси фосфата и Si02. Равновесное давление Р4О10 над смесью Са3(Р04)2 и Si02 при 1700° К равно 7,7- 10-7ат. Из смеси, содер­жащей 3Моль Si02 на 1 моль Са3(Р04)2 при 1650° и давлении