اسید فسفریک(Phosphoric acid)

اسید فسفریک Phosphoric acid

فسفریک اسید 85 % مایع  غلیظ بی رنگ  ، شفاف  و بی بو  می باشد . در آب به طور کامل حل می شود. و در اتانول قابل حل است. اسیدیته آن 1/5 می باشد . نام های دیگر اسید فسفریک اورتو فسفریک ،فسفریک اسید می باشد. اورتو فسفریک اسید نام آیوپاک آن است .فرمول شیمیایی آن H₃PO₄ می باشد.در دو گرید خوراکی و صنعتی موجود می باشد . اسید فسفریک دارای طعم تندی است .این ماده از جمله پرمصرف ترین ماده شیمیایی در صنعت به شمار می آید. این ماده معدنی واز  خانواده  اسید ها به شمار می آید. اسید فسفریک یک اسید غیر سمی است .این اسید وقتی خالص باشد در دمای اتاق جامد است. اسید فسفریک با وجود اینکه اسید قوی نیست اما اسید فسفریک 85 % تا حدودی خاصیت خورندگی دارد.

در محیط آبی، اسید فسفریک یک اسید سه پروتونه  رفتار می کند که سه اتم هیدروژن یونیزه کننده دارد. یون های هیدروژن به ترتیب طبق واکنش های زیر آزاد می شود.

H₃PO₄(aq)     H⁺(aq) + H₂PO₄^‾(aq)  Ka₁ = 7.5 × 10‾³
H₂PO₄^‾(aq)   H⁺(aq) + HPO₄^2‾(aq)  Ka₂ = 6.2 × 10‾⁸
HPO₄^2‾(aq)  H⁺(aq) + PO₄^3‾(aq)  Ka₃ = 1.7 × 10‾¹²

اسید فسفریک خیلی اسید قوی نیست، برای مثال از اسید استیک قوی تر و از اسید سولفوریک و اسید هیدروکلریک ضعیف تر است. هر مرحله انحلال آن با سهولت کمتر نسبت به مرحله قبلی انجام می شود. بنابراین، ^-H₂PO₄ یک اسید بسیار ضعیف و ^-HPO₄² یک اسید بشدت ضعیف است.

روش تولید اسید فسفریک

روش تجاری تولید اسید فسفریک از طریق افزودن اسید سولفوریک به سنگ فسفات است.

(H₂SO₄(ℓ) + Ca3(PO₄)₂(s) → 6 H2O(ℓ) + 2 H₃PO₄(s) + 3 CaSO₄⋅2 H₂O(s

اسید فسفریک خالص بدون آب یک ماده جامد سفیدرنگ است که در دمای 42 درجه سانتی گراد ذوب می شود تا یک مایع ویسکوز را شکل دهد. که با حرارت دادن اسید فسفریک 85%  تحت شرایط خلاء بدست می آید.

کاربرد اسید فسفریک

اسید فسفریک در صنعت کاربرد های متعدد و گسترده ای دارد ازجمله ازبین برنده زنگ،افزودنی مواد غذایی،دندان مصنوعی و ارتوپدی ،الکترولیت،به عنوان مواد اولیه  کود کشاورزی ،عامل دیسپرس کننده، وبه عنوان ترکیبی برای تمیز کننده خانگی،مکملهای غذای دام و طیور (دی و منو کلسیم فسفات)،..

عمده کاربرد اسید فسفریک (حدود %85) در تولید کودهای کشاورزی استفاده می شود و 20% باقیمانده به عنوان افزودنی در شوینده ها، پاک کننده ها، حشره کش ها و خوراک دام می باشد.

اسید فسفریک عمدتا در تولید کود شیمیایی، شوینده ها و مواد دارویی استفاده می شود. در صنایع فولاد، اسید فسفریک به عنوان پاک کننده و ضدزنگ استفاده می شود، همچنین به عنوان عامل طعم دهنده در نوشابه های گازدار، آبجو، ژله و پنیر مصرف می شود. در صنایع غذایی، اسید فسفریک  طعم اسیدی ترش ایجاد می کند. یک مطالعه جدید که در مجلهEpidemiology به چاپ رسیده، گزارش کرده که بیماری مزمن کلیوی ناشی از  مصرف بیش از اندازه نوشابه گازدار،به علت وجوداسید فسفریک درآن می باشد.

در تولید شوینده ها، اسید فسفریک برای تولید نرم کننده های آب استفاده می شود. نرم کننده های آب، یون­های کلسیم و منیزیم را از آب سخت حذف می کند. اگر این یون ها حذف نشود، با صابون واکنش داده و رسوبات غیرمحلولی را شکل می دهد. فسفات تولید شده از اسید فسفریک به عنوان نرم کننده آب در شوینده ها استفاده می شود.

همانطور که ذکر شد، حجم عمده کاربردهای اسید فسفریک در تولید کود شیمیایی می باشد. فسفر یکی از مولفه های اصلی برای رشد گیاه می باشد. فسفات های آلی ترکیبات هستند که انرژی لازم برای اکثر واکنش های شیمیایی در سلول­های زنده را تامین می­کنند. بنابراین، غنی سازی خاک با استفاده از کودهای فسفات، رشد گیاه را افزایش می دهد. همچنین افزایش غلظت فسفات در آب های سطحی، رشد گیاهان آبی را افزایش می دهد.