اسید فسفریک

توضیحات

اسید فسفریک 2.5 لیتری

یکی دیگر از مواد شیمیایی پرفروش اسید فسفریک می باشد که قدرت اسید آن از دیگر اسیدها پایین تر می باشد به همین دلیل در شرایط معمولی خطرناک نیست و اغلب در صنایع غذایی به عنوان ماده افزودنی در نوشابه های گازدار استفاده می شود.

این ماده هم مانند اسید سولفوریک در تولید کود شیمیایی نقش مهمی را ایفا می کند. بنابراین با توجه به کاربردهای زیادی که دارد جز دسته های پرفروش مواد شیمیایی قرار می گیرد.

تاریخچه و معرفی اسید فسفریک

اسید فسفریک (به انگلیسی: Phosphoric acid) که به ارتو فسفریک اسید یا فسفریک(V) اسید نیز معروف است، یک اسید ضعیف با فرمول شیمیایی H3PO4 است. به‌طور معمول به عنوان یک محلول غلیظ بی‌رنگ با غلظت ۸۵٪ در آب مشاهده می‌شود. ترکیب خالص آن یک جامد بی‌رنگ است.[ویکی پدیا]

اسید فسفریک معمولاً در آزمایشگاه‌های شیمی به عنوان محلول آبی ۸۵٪ مشاهده می‌شود که یک مایع شربتی بی‌رنگ، بی‌بو و غیر فرار است. اگرچه اسید فسفریک تعریف دقیق اسید قوی را برآورده نمی‌کند، اما محلول ۸۵٪ آن بازهم می‌تواند پوست را به شدت تحریک کرده و به چشم آسیب برساند.

برای تشخیص این اسید خاص از سایر «اسیدهای فسفریک» مانند پیروفسفریک اسید می‌توان از نام «اسید ارتوفسفریک» استفاده کرد. با این وجود، اصطلاح «اسید فسفریک» اغلب به معنای همین ترکیب خاص است؛ و این نام فعلی IUPAC آن است.

کاربردها

فسفریک اسید از جمله پرمصرف‌ترین مواد شیمیایی در صنعت است. از آن در تولید کودهای شیمیایی فسفاته، پاک‌کننده‌های صابونی و غیرصابونی، تصفیه آب، خوراک دام و داروسازی، مکمل‌های خوراک دام و طیور (دی و منو کلسیم فسفات)، مواد فسفاته شوینده‌ها، تصفیه پساب‌ها، ، ضد حریق کردن برخی سطوح و عوامل بازدارنده اشتعال، به عنوان ماده افزودنی در نوشابه‌های گازدار و نیز جهت تمیزکردن و جرم‌گیری سطوح فلزی به‌کار می‌رود. همچنین از اسید فسفریک ۳۷ درصد در دندانپزشکی قبل از ترمیم‌های کامپوزیت و باندینگ‌ها استفاده می‌شود. فسفریک اسید خوراکی را از افزودن آب به P4O10 می‌سازند.

کاربرد در کشاورزی

کاربرد اصلی اسید فسفریک برای ساخت کودها است که تقریباً ۹۰٪ از تولید آن را شامل می‌شود.فسفر یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان به شمار می‌رود. فسفات های آلی ترکیباتی هستند که انرژی لازم برای بیشتر واکنش‌هایی که در سلول‌های زنده اتفاق می‌افتند را مهیا می‌کنند؛ بنابراین خاک های غنی با کودهای فسفاتی رشد گیاهان را بالا می‌برند. افزایش غلظت فسفات در سطح آب ها همچنین رشد گیاهان آبزی را بالا می‌برد. اضافات کودهای شیمیایی می‌توانند باعث تحریک رشد گیاهان در آب‌های دریاچه‌ها و آب‌های جاری شوند. آب فاضلاب‌ها که شامل فسفات است می‌تواند تأثیر یکسانی داشته باشد.

با توجه به اینکه فسفر ازجمله عناصر ضروری در رشد گیاهان به شمار می رود، می توان گفت بخش قابل ملاحظه ای از اسید فسفریک تولید شده در تولید کودهای آمونیوم فسفات مصرف می شود. غنی کردن خاک ها با کودهای فسفاتی رشد گیاهان را افزایش میدهد و همچنین می توان گفت افزایش غلظت فسفات ها در سطح آب بر رشد گیاهان آبزی تاثیر مثبت دارد.
البته گفتنی است وجود کودهای فسفات در آب ها و رشد گیاهان آبزی به دلیل وجود آنها، گاهی مرگ گیاهان را به همراه دارد. گیاهان مرده نیز برای تجزیه شدن، اکسیژن موجود در آب را مصرف کرده و درنتیجه حیات موجودات آبزی به خطر می افتد. با توجه به موارد گفته شده استفاده بیش از حد از کودها برای گیاهان و حتی ریختن فاضلاب های حاوی فسفات ها می تواند برای محیط زیست مشکلاتی را ایجاد نماید و این امر نیاز به رعایت کردن اصول و استانداردهای تعریف شده دارد.

کاربرد در صنایع غذایی

از اسید فسفریک گرید غذایی (E338) در تولید غذاهای اسیدی و نوشابه‌های گازدار مانند انواع کولا‌ها استفاده می‌شود. به‌کارگیری این ماده سبب دادن طعم تندی به غذا شده، و از آنجا که به صورت انبوه تولید می شود، با قیمتی ارزان و حجمی فراوان در دسترس می‌باشد. قیمت پایین و حجم زیاد تولید این ماده، آن را در مقایسه با طعم دهنده‌های طبیعی نظیر زنجبیل برای دادن طعم تندی، یا اسید سیتریک که از لیمو (lemon) و عصاره لیموترش (lime) که برای دادن طعم ترشی بکار می‌رود، در رتبه بالاتری قرار داده‌است. باید توجه داشت اسید فسفریک موجود در نوشابه می‌تواند باعث فرسایش دندان شود. همچنین اسید فسفریک می‌تواند باعث ایجاد سنگ کلیه، به ویژه در افرادی که قبلاً سنگ کلیه داشته‌اند، گردد.

کاربرد در شوینده ها

در تولید شوینده ها اسید فسفریک برای نرم کردن آب بکار می‌رود. یون های کلسیم (II) و منیزیم (II) که باعث سختی آب می شوند، اگر از بین نروند با صابون تشکیل رسوبات غیر قابل حل می‌دهند که سبب ایجاد لکه بر روی لباس‌ها در هنگام شستشو می‌شوند. نمک های فسفات از اسید فسفریک به طور وسیع در شوینده ها به‌عنوان builder به‌کار می‌رود. بیشتر گستره ترکیبات فسفر در مخلوط شوینده های جامد است که سدیم تری پلی فسفات یکی از آنهاست.Na5P3O10، به عنوان نرم‌کننده آب، سدیم تری پلی فسفات با کلسیم (II) و منیزیم (II) پیوند برقرار می‌کند و تشکیل اجزاء محلول را می‌دهد که کمپلکس یا کلیت است. این کمپلکس‌ها از واکنش کلسیم (II) و منیزیم (II) با صابون ممانعت به عمل می‌آورند تا رسوب ایجاد نشود.

همان طور که میدانید سختی آب یکی از معضلات شایع در زمینه منابع آبی است. آب سخت آبی است که مقدار مواد معدنی زیادی را در خود دارد و این مواد معدنی اغلب شامل یون های کلسیم، منیزیم، کاتیون های فلزی و دیگر ترکیبات می شود. از مشکلاتی که آب سخت می تواند به همراه داشته باشد، تشکیل رسوبات غیرقابل حل با صابون و مواد شوینده و ایجاد لک بر روی لباس ها است، یا حتی آب سخت مانع از کف کردن مواد شوینده می شود.
به منظور نرم کردن آب و بهبود در کارایی مواد شوینده، در شوینده ها از اسید فسفریک استفاده می شود. به عبارت دیگر، نمک های فسفات این اسید در مواد شوینده به عنوان بیلدر و با هدف نرم کردن آب مصرف می شود. ترکیبات فسفر موجود در شوینده ها با کاتیون های موجود در آب، کمپلکس تشکیل داده و از واکنش آن ها با صابون و ایجاد رسوبات مزاحم جلوگیری میکند.

کاربرد در پزشکی و دندانپزشکی

از اسید فسفریک در دندانپزشکی و ارتودنسی به‌عنوان عامل آماده‌سازی (Etching) مینا و عاج دندان جهت تمیز کردن و افزایش اصطکاک سطح دندان استفاده می‌شود. همچنین از اسید فسفریک به‌عنوان کاتالیست در ساخت آسپیرین بخاطر داشتن یون هیدروژن فراوان و آلایندگی کمتر در مقایسه با اسید کلریدریک و سولفوریک استفاده می‌شود. اسید فسفریک با فرمول H3PO4 به عنوان اورتوفسفریک اسید در پزشکی شناخته می‌شود و نمک آن ارتوفسفات است که یکی از درمان‌های اصلی در انواعی از سنگ‌های کلیوی است که در تیپ III نوع جذبی هیپرکلسیوری، به دلیل نشت فسفات از کلیه، دیده می‌شود.

در ساخت آسپرین، اسید فسفریک به دلیل دارا بودن یون هیدروژن فراوان و آلایندگی کمتر نسبت به اسیدهای دیگر به عنوان کاتالیزگر مناسبی معرفی شده است. دیگر کاربرد این اسید در پزشکی به عنوان عامل تمیزکننده و زبر کننده سطح دندان به ویژه برای بخش هایی از دندان که وسایل دندانپزشکی در آن به کار رفته، است.
خمیردندان نیز ازجمله محصولات عرضه شده در زمینه سلامت دندان است که در تولید آن از دی کلسیم فسفات، سدیم فسفات، کلسیم پیرو فسفات و تری کلسیم فسفات به عنوان براق کننده دندان استفاده می شود. علاوه بر خمیر دندان، در ساخت دهان شویه ها از دی آمونیوم فسفات استفاده می شود.

کاربرد در زدودن زنگ آهن

از اسید فسفریک می‌توان مستقیماً برای زدودن زنگ آهن (اکسید آهن III) از ابزارهای آهنی یا فولادی و تبدیل آهن به فسفاتهای محلول در آب استفاده نمود. پس از زدودن زنگ آهن فسفات آهن تولید شده تبدیل به ترکیب فسفات آهن سیاه شده که خود به عنوان عامل جلوگیری از خوردگی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. اسید فسفریک به عنوان کاتالیزور در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد.

برای برطرف کردن زنگ آهن ایجاد شده روی ابزارهای آهنی یا فولاد و تبدیل این آهن به فسفات های محلول می توان از اسید فسفریک استفاده کرد. این فسفات آهن به فسفات آهن سیاه شده تبدیل می شود و جالب است بدانید که این محصول به عنوان یک عامل ضدخوردگی شناخته شده است. با توجه به این خاصیت اغلب از آن درساخت انواع اسلحه استفاده می شود و می توان گفت علت رنگ سیاه اکثر اسلحه ها روکش فسفات آنها است.
علاوه بر اسلحه از محلول های فسفاته با هدف جلوگیری از خوردگی وسایلی همچون هواپیما، کشتی، ماشین آلات جنگی و دیگر وسایل نقلیه استفاده می شود.

کاربردهای اسید فسفریک خوراکی در صنایع غذایی

یکی از کاربردهای مهم اسید فسفریک استفاده از آن در غذاهای خوراکی به منظور ایجاد طعم در غذا است. با در نظر گرفتن این امر که فسفریک اسید را می توان به صورت انبوه و قیمت بسیار مناسب به صورت صنعتی تولید نمود ؛ جایگزین کردن آن با چاشنی های طبیعی خوراکی مانند اسید سیتریک با قابلیت ایجاد طعم ترش و یا زنجبیل با ایجاد طعم تند در غذاها، منطقی خواهد بود. درنتیجه می توان گفت اسید فسفریک یکی از مواد اصلی موجود در انواع نوشابه های گازدار و غذاهای اسیدی است.
در محصولات لبنی از این اسید به منظور تنظیم PH محیط و کنترل میزان پروتئین استفاده می شود. همچنین افزودن فسفات های مشتق شده از اسید فسفریک خوراکی به محصولات لبنی محصولی با کیفیت بالاتر و ماندگاری بیشتر را تولید می نماید.
در فرایند تولید شکر از نیشکر، برای تصفیه شربت حاصل از نیشکر از فسفریک اسید استفاده می شود.
در مراحل تولید روغن های نباتی نیز اسید فسفریک را با هدف تمیز کردن کاتالیزورها و جدا کردن باقیمانده مواد حاصل از صمغ گیری با سود مایع به کار می برند.
می توان از ترکیب اسید فسفریک با جوش شیرین، بیکینگ پودر تولید نمود که ماده ای پرمصرف در شیرینی پزی و نانوایی است.
اغلب محصولات گوشتی را برای حفظ رطوبت و ایجاد طعم بهتر در آن ها در محلول های نمکی که حاوی فسفریک اسید یا نمک های فسفاته هستند، قرار میدهند. ازجمله این نمک های فسفاته، هگزامتا فسفات، سدیم فسفات، تی سدیم فسفات و دی کلسیم فسفات ها هستند.
علاوه براین، اسید فسفریک را می توان برای تامین فسفر، کلسیم و نیتروژن غیرپروتئینی مورد نیاز در خوراک دام و طیور استفاده نمود. به عبارت دیگر، از گرید خوراکی این اسید جهت تامین مواد مغذی خوراک دام و طیور و به صورت کلسیم فسفات ها و اسید فسفریک، فسفات سدیم و آمونیوم فسفات های جامد استفاده می شود.

فرآیند تولید اسید فسفریک

اسید فسفریک را می توان به دو روش حرارتی و روش تر تولید نمود. روش حرارتی محصولی با درجه خلوص بالا تولید میکند و قیمت تمام شده آن نیز نسبت به روش تر بالاتر است. فسفریک اسید تولید شده به روش تر را بیشتر برای تولید کودهای شیمیایی و خوراک دام و طیور به کار می برند و البته از طریق تصفیه این اسید می توان آن را برای گرید خوراکی مناسب نمود.

روش حرارتی یا خشک در تولید اسید فسفریک

در روش حرارتی یا خشک، فسفر عنصری در مجاورت هوای اضافی به اکسید فسفر تبدیل می شود. این اکسید با جذب گرمای نهان سوخت و هیدراته شدن، اسید فسفریک را تولید می نماید. نکته قابل توجه این است که غلظت اسید حاصل به میزان آب مصرف شده و میزان قدرت خنک کنندگی سیستم وابسته است.
روش های مختلفی برای خنک کردن محفظه احتراق مانند دیواره خیس، دیواره خنک شونده با آب و دیواره خنک شونده با هوا وجود دارد. در روش دیواره خیس، جریانی از اسید سرد شده از بالای محفظه احتراق به سمت پایین وجود دارد که باعث محافظت دیواره محفظه می شود. در روش خنک شونده توسط هوا، محفظه احتراق از جنس های نسوز مانند گرافیت یا آلومینا است و حرارت از طریق تشعشع و جابجایی محفظه ها خارج می شود.

روش تر یا مرطوب در تولید اسید فسفریک

می توان گفت روش متداول تولید اسید فسفریک در جهان روش تر است که در آن ماده اولیه سنگ معدن بوده و تولید در حجم بالا و درجه خلوص پایین انجام می شود. در روش تر از واکنش اسید سولفوریک با سنگ فسفات استخراج شده از معدن و خرد کردن آن (این سنگ به شکل فلوئور و آپاتیت است) ، فسفریک اسید و گچ حاصل می شود.
در روش مرطوب ابتدا در اثر واکنش فسفریک اسید با سنگ های خرد شده فسفات، مونو کلسیم فسفات حاصل می شود. مونو کلسیم فسفات با سولفوریک اسید ترکیب و اسید فسفریک و گچ را تولید میکند. با توجه به اینکه سنگ فسفات ناخالصی های گوناگونی دارد، در این فرایند واکنش های جانبی متفاوتی نیز شکل می گیرد که باعث مصرف بیشتر سولفوریک اسید می شود.
اسید فسفریک تولید شده به روش تر به دلیل وجود ناخالصی های حاصل از سنگ معدن، رنگی سیاه داشته و مناسب برای مصارفی است که درصد خلوص اسید اهمیتی ندارد.
روش تر را می توان با فرایندهای مختلفی مانند دی هیدرات، همی هیدرات و انیدرید انجام داد و طبیعی است هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارد.

فروش اسید فسفریک

در فروشگاه حاتم آزما اسید فسفریک در حجم های مختلف به فروش می رسد . برای تهیه مواد شیمیایی با ما تماس بگیرید.