Застосування ортофосфорної кислоти в побуті, сільському господарстві і харчовій промисловості - хімічні властивості
Любителі газованого напою «Кока-кола» навряд чи дивляться на його склад, що має добавку Е338. Цією речовиною є ортофосфорна кислота, яка знаходить застосування не тільки в харчовій промисловості, але і в текстильній, сільськогосподарської і навіть справляється з іржею на поверхні деталей. Що за властивості у хімічної сполуки, які сфери його використання, що потрібно знати про техніку безпеки – варто розглянути детальніше.
Що таке ортофосфорна кислота
При кімнатній температурі це гігроскопічні безбарвні кристали ромбоподібного виду, які добре розчиняються водою. Ортофосфорное з'єднання вважається неорганічної кислотою з середньою силою. Одна з її форм – жовтувата або безбарвна сиропоподібна рідина, без запаху, є водним розчином з концентрацією 85%. Інше її назва – біла фосфорна кислота.
Хімічне ортофосфорное з'єднання має властивості:
- розчиняється в етанолі, воді, розчинниках;
- утворює 3 ряди солей – фосфатів;
- викликає опіки при попаданні на шкіру;
- при взаємодії з металами утворює горючий, вибухонебезпечний водень;
- температура кипіння залежить від концентрації – від 103 до 380 градусів;
- рідка форма схильна до переохолодження;
- несумісне з горючими матеріалами, чистими металами, негашеним вапном, алкоголем, карбідом кальцію, хлоратами;
- при температурі 42,35 градуси плавиться, але не розкладається.
Формула
Кислота ортофосфорна – неорганічне з'єднання, яке описується формулою H3PO4. Його молярна маса дорівнює 98 г/моль. Мікрочастинка речовини побудована в просторі так, що з'єднує між собою атоми водню і кисню. Формула показує – хімічна речовина володіє таким складом:
Кількість атомів | Відсоток маси | |
Водень | 3 | 3,1 |
Фосфор | 1 | 65,3 |
Кисень | 4 | 31,6 |
Отримання фосфорної кислоти
Хімічна сполука має кілька способів виробництва. Відомий промисловий метод виготовлення кислоти ортофосфорної – термічний, при якому виходить чистий продукт високої якості. Відбувається такий процес:
- окислення під час спалювання при надлишку повітря фосфору до фосфорного ангідриду, що має формулу Р4О10;
- гідратація, абсорбція отриманого речовини;
- конденсація фосфорної кислоти;
- уловлювання тумана з газової фракції.
Є ще дві методики виробництва ортофосфорного з'єднання:
- Екстракційний спосіб, відрізняється економічністю. Його основа – розкладання природних мінералів-фосфатів соляною кислотою.
- При лабораторних умовах речовина виходить взаємодією білого фосфору, є отруйним з розведеною азотної кислоти. Процес вимагає суворого дотримання техніки безпеки.
Хімічні властивості
Неорганічне з'єднання вважається трехосновным, які мають середню силу. Характерні такі хімічні властивості ортофосфорної кислоти:
- реагує на індикатори зміною кольору на червоний;
- при нагріванні перетворюється в пирофосфорную кислоту;
- у водних розчинах піддається триступеневої дисоціації;
- при реакції з сильними кислотами утворює фосфорилы – комплексні солі;
- утворює жовтий осад, взаємодіючи з нітратом срібла;
- термічно розкладається до дифосфорной кислоти;
- при контакті з підставами, аморфними гідроксидами, утворює воду і сіль.
Застосування
Кислота ортофосфорна застосовується в багатьох галузях, починаючи від промисловості до лікування зубів. Засіб використовується умільцями як флюс при пайку, для очищення поверхні металу від іржі. Рідина застосовується:
- для наукових досліджень в молекулярної біології;
- як каталізатор процесів органічного синтезу;
- для створення антикорозійних покриттів металів;
- при виробництві вогнетривких просочень для дерева.
Речовина знаходить застосування:
- у нафтовій промисловості;
- при виготовленні сірників;
- для виробництва кіноплівки;
- з метою захисту від корозії;
- для освітлення сахарози;
- при виготовленні ліків;
- у холодильних установках як зв'язуюча речовина у складі фреону;
- при механічній обробці для полірування, очищення металів;
- в текстильній галузі при виробництві тканин, що мають вогнезахисну речовину;
- як компонент при отриманні хімічних реактивів;
- у ветеринарії для лікування сечокам'яної хвороби у норок;
- як складова для грунтовки по металу.
У харчовій промисловості
Широке поширення отримало застосування фосфорної кислоти при виготовленні продуктів харчування. Вона зареєстрована в реєстрі харчових добавок під кодом Е338. При вживанні з допустимими кількостями речовина вважається безпечним. Корисними є такі властивості препарату:
- запобігання згіркнення;
- регулювання кислотності;
- продовження терміну придатності;
- збереження смакових характеристик;
- посилення дії антиоксидантів.
Кислота ортофосфорна як підкислювач, розпушувач, антиоксидант знаходить застосування в хлібопеченні, м'ясної, молочної промисловості. Використовується при виробництві кондитерських виробів, цукру. Речовина надає продуктам кислуватий, гіркуватий смак. Добавка Е338 входить до складу:
- плавлених сирів;
- здоби;
- газованих напоїв «Пепсі-кола», «Спрайт»;
- ковбас;
- булок;
- молока;
- дитячого харчування;
- мармеладу;
- тортів.
Дослідження показали, що зловживання продуктами, що містять ортофосфорные з'єднання, особливо газованими напоями, може призвести до появи проблем зі здоров'ям. Не виключено:
- вимивання з організму кальцію, що може спровокувати утворення остеопорозу;
- порушення кислотно-лужного балансу – добавка здатна збільшувати його кислотність;
- поява захворювань ШКТ;
- загострення гастриту;
- руйнування емалі зубів;
- розвиток карієсу;
- поява блювоти.
У нехарчової промисловості
Застосування ортофосфорної кислоти можна спостерігати в багатьох сферах виробництва. Часто це пов'язано з хімічними властивостями продукту. Препарат застосовується для виготовлення:
- комбінованих, фосфорних мінеральних добрив;
- активованого вугілля;
- фосфорних солей натрію, амонію, марганцю;
- вогнезахисних фарб;
- скла, кераміки;
- синтетичних миючих засобів;
- вогнетривких єднальних компонентів;
- негорючого фосфатного пінопласту;
- гидрожидкостей для авіаційної промисловості.
В медицині
Стоматологи застосовують ортофосфорный склад для обробки внутрішньої поверхні коронки. Це допомагає під час протезування поліпшити її зчеплення з зубом. Речовина використовується фармацевтами для приготування ліків, зубного цементу. У медицині застосування ортофосфорного сполуки пов'язаний зі здатністю протруювати емаль зуба. Це необхідно при разі використання для пломбування адгезивних матеріалів другого, третього покоління. Важливі моменти після травлення поверхню необхідно:
- промити;
- просушити.
Застосування від іржі
Перетворювач іржі на основі ортофосфорної кислоти створює на поверхні захисний шар, що оберігає від корозії при подальшому використанні. Особливість застосування з'єднання – безпека для металу при нанесенні. Існує кілька способів виконати видалення іржі ортофосфорною кислотою, що залежать від розміру ушкодження:
- травлення з зануренням у ванну, іншу ємність;
- багаторазове нанесення на метал складу пульверизатором, валиком;
- покриття поверхні попередньо обробленої механічною очисткою.
Ортофосфорное з'єднання виробляє перетворення іржі фосфати заліза. Склад можна використовувати для промивання та очищення:
- виробів металопрокату;
- свердловин;
- поверхонь трубопроводів;
- парогенераторів;
- систем водопостачання, опалення;
- змійовиків;
- бойлерів;
- водонагрівачів;
- теплообмінників;
- котлів;
- деталей машин і механізмів.
Взаємодія ортофосфорної кислоти
Властивості неорганічної речовини визначають його взаємодію з іншими речовинами та сполуками. При цьому відбуваються хімічні реакції. Ортофосфорный складу входить у взаємодію з:
- солями слабких кислот;
- гідроксидами, вступаючи в реакцію нейтралізації;
- металами, що знаходяться зліва від водню в ряду активності з утворенням солі і виділенням водню;
- основними оксидами, беручи участь у реакції обміну;
- гідроксидом амонію, створюючи гідрофосфат амонію;
- аміаком з отриманням кислих солей.
Техніка безпеки при роботі з кислотою
Ортофосфорное з'єднання відноситься до класу небезпечних речовин, вимагає дотримання обережності. Роботи з складом повинні проводитися в спеціальному приміщенні, обладнаному припливно-витяжною вентиляцією, подалі від джерел вогню. Неприпустимо відсутність засобів індивідуального захисту:
- респіратора;
- рукавичок;
- спеціального одягу;
- нековзних черевик;
- очок.
Небезпечно потрапляння ортофосфорного складу на шкіру, в очі, шкідливо вдихання гарячих парів. Це може викликати опік, запаморочення, блювання, кашель. При екстрених випадках потрібно:
- зняти одяг, на яку потрапила речовина;
- промити місце ураження проточною водою;
- викликати лікаря;
- накласти вільну пов'язку;
- розлиту рідину нейтралізувати лугом.
Правила транспортування
Існують спеціальні Гости, обумовлюють правила перевезення ортофосфорної кислоти, яка належить до небезпечних вантажів. Речовина може доставлятися будь-яким видом транспорту. Хімічно активна рідина перевозиться в щільно закритих:
- сталевих автоцистернах;
- бутлях з поліетилену, скла;
- пластикових кубах;
- бочках;
- каністрах;
- гуммированных залізничних цистернах.
Ціна
Кислоту ортофосфорну можна придбати в аптеках, господарських магазинах, замовити через інтернет-сайти. Для промислових цілей набувають оптом з знижками. Середня вартість для Москви в рублях становить:
Кількість, літр | Середня ціна, р. | |
Харчова термічна | 1 | 400 |
Технічна 85% | 0,8 | 380 |
1600 | 13500 | |
Флюс для пайки | 0,01 | 180 |
0,003 | 40 | |
Харчова добавка Е388 | 1 | 85 |
