Chemické vlastnosti kyseliny ortofosforečné

Kyselina ortofosforečná (kyselina fosforečná) je anorganická trojsytná kyselina střední síly. Čistá látka se skládá z průhledných hygroskopických krystalů.

Chemický vzorec kyseliny fosforečné: Zdroj: chemege.ru Chemické a fyzikální vlastnosti

• pevný stav agregace;
• molární hmotnost 98 g/mol;
• ve své čisté formě nemá krystalická látka barvu;
• teplota tání 42,35 °C;
• bod varu +158 °C;
• krystalizuje v monoklinickém systému.

V pevném stavu je látka hygroskopická a může difundovat vzduchem. Kyselina fosforečná se mísí s vodou v libovolném poměru. Nejběžnější koncentrace roztoku jsou:

Zdroj: ru.wikipedia.org Vlastnosti

Pouze disociace v prvním stupni (exotermická) je doprovázena uvolňováním tepla. Ve druhém a třetím stupni se teplo absorbuje, to znamená, že proces je endotermický:

Hlavní způsoby získávání

Kyselina fosforečná byla poprvé syntetizována Robertem Boylem v roce 1694 pomocí oxidu fosforečného v reakci. Reakce

V laboratorních podmínkách se sloučenina získává oxidací fosforu kyselinou dusičnou:

Technologie výroby kyseliny fosforečné, založená na tepelné metodě, zahrnuje spalování fosforu na oxid fosforečný, který následně reaguje s vodou:

V praxi se k realizaci této chemické interakce používají různé metody.

IG proces (pod názvem společnosti IG) zahrnuje provádění těchto reakcí v jediné reakční koloně. Fosfor, jehož spalovací teplota je více než 1,5 °C, se do něj čerpá pomocí stlačeného vzduchu nebo páry pod tlakem 2000 MPa tryskou.

Výsledný oxid fosforečný je absorbován kyselinou fosforečnou proudící shora podél stěn kolony. Stěny kolony jsou tak zcela pokryty kyselinou. Látka plní několik funkcí najednou:

• rozpuštění oxidu fosforečného;
• odvod tepla z procesu chemického spalování;
• ochrana sloupové konstrukce před požárem.

Vzniklá kyselina fosforečná se koncentruje v komoře na dně kolony. Směs je transportována přes výměník tepla, vstupuje do horní části kolony a opět stéká po stěnách.

Zařízení používané v chemickém průmyslu pro syntézu kyseliny fosforečné je vyrobeno z nerezové nízkouhlíkové oceli. Tento materiál je stabilní a nereaguje s koncentrovanou kyselinou fosforečnou při teplotách nepřesahujících 100 °C.

Charakteristickým rysem kyseliny fosforečné syntetizované pomocí této techniky je minimální koncentrace sloučenin nečistot v nižších oxidačních stavech. Například sloučenina obsahuje kyselinu fosforitou H3PO3, jejíž podíl je 0,1 %.

Výsledná kyselina se čistí od nečistot arsenu, který je typicky přítomen v malých koncentracích i ve velmi čistém fosforu. Toto čištění se provádí působením sirovodíku (získá se přidáním sulfidu sodného ke kyselině fosforečné) a filtrací po vysrážení sulfidu arsenu.

Tyto chemické reakce jsou základem TVA proces (z úřadu Tennessee Valley Authority). Rozdíl oproti předchozí technologii je v tom, že spalování fosforu a absorpce oxidu fosforečného jsou realizovány odděleně.

Fosfor a vzduch jsou přiváděny do ocelové spalovací komory, která je doplněna externím chlazením. Produkty spalování jsou pak transportovány přes horní část komory do absorpčního oddělení pro další tvorbu kyseliny fosforečné.

В Hoechstův proces (podle názvu firmy Hoechst) jsou spalovací a absorpční reakce odděleny. Rozdíl mezi touto technologií syntézy kyseliny fosforečné a jinými metodami je využití tepla, které se uvolňuje při spalování fosforu, k výrobě páry.

Při realizaci extrakční metoda Při syntéze kyseliny fosforečné se přírodní fosfáty upravují anorganickými kyselinami. V běžných případech se k tomuto účelu používá koncentrát apatitu Khibiny a fosforitany Karatau.

Zpracování fosfátů se v průmyslu aktivně využívalo již v polovině 1880. let XNUMX. století. Tento směr se začal rozvíjet po druhé světové válce, což bylo vysvětleno vysokou poptávkou po minerálních hnojivech v zemědělství.

Extrakční proces pro výrobu kyseliny fosforečné. Rovnice pro schéma rozkladu surovin, kde parametr x může být roven 0,1 až 2,2:

V důsledku toho vzniká vedlejší produkt ve formě síranu vápenatého. Tato látka je při určité teplotě a koncentraci kyseliny fosforečné schopna srážet se ve formě dihydrátu nebo hemihydrátu Pozn

Tam je také anhydritová metoda, která zahrnuje vysrážení bezvodého síranu vápenatého. Technologie se nepoužívá v průmyslové výrobě kyseliny fosforečné, což se vysvětluje výskytem vážných problémů s korozí.

Klasická technologie pro syntézu kyseliny fosforečné – dihydrátový proces. Výhodou této metody je její relativně nízká teplota, která eliminuje vznik koroze. Při zavádění technologie je přípustné používat různé fosfátové suroviny a zpracovávat je ve velkých objemech.

V první fázi se surovina rozdrtí na částice o velikosti menší než 150 mikronů. Fosfát a kyselina sírová vstupují do reaktoru v oddělených proudech. Vzniklá vrstva síranu vápenatého na částicích tedy nebrání dalšímu rozkladu. Teplota procesu se udržuje v rozmezí od 70 °C do 80 °C. V tomto případě je koncentrace kyseliny fosforečné v systému 28-31 % z hlediska Kde se používá, oblasti použití

Kyselina fosforečná se používá jako tavidlo v procesu pájení (na oxidovanou měď, na železný kov, na nerez).

Sloučenina se používá k provádění vědeckých experimentů v laboratorní praxi.

Látka se používá k odstranění rzi z kovových povrchů. V důsledku této úpravy se vytvoří ochranný film, který slouží jako bariéra proti korozním procesům.

Kyselina fosforečná se používá ve složení freonů, v průmyslových mrazících jednotkách jako silná vazebná složka.

V letectví je kyselina ortofosforečná součástí hydraulické kapaliny NGZh-5U a jejích zahraničních analogů.

V potravinářském průmyslu se látka používá jako potravinářská přísada. Kyselina fosforečná reguluje hladinu kyselosti v sycených nápojích, jako je Coca-Cola. Slabý vodný roztok kyseliny fosforečné s malým obsahem cukru chutná jako angrešt.

V oblasti kožešinového chovu zejména na farmách, kde se chovají norci, krmením roztokem kyseliny ortofosforečné zabraňují zvýšení kyselosti v žaludku a rozvoji urolitiázy.

Látka při použití v hydroponických systémech umožňuje kontrolovat hladinu pH živného roztoku.

Kyselina fosforečná našla široké uplatnění ve stomatologii. Pomocí této látky se před vyplňováním zubů leptá sklovina a dentin, to znamená, že se odstraní mazací vrstva.