Феновете на безалкохолните напитки като Coca-Cola рядко изучават етикети със състава на продукта. И напразно - има информация за добавката Е338, чиито подсладени разтвори напомнят цариградско грозде на вкус. Това е ортофосфорна киселина, която намери приложение не само в храните, но и в химическата и авиационната промишленост, медицината и селското стопанство.

И също така успешно се използва в машиностроенето за защита от най-опасния противник, корозия, тъй като при обработка на метални повърхности с нейните разтвори с добавки на цинк и манган (така нареченото фосфатиране) се получава инертен защитен филм. Високо оценени от тези качества и домашните майстори, със собствените си ръце възстановяват боядисването на употребявани автомобили.

Физични и химични свойства

Фосфорната (или просто фосфорната) киселина е неорганична триосновна киселина с химическата формула H3PO4. Той има средна якост и при стандартни условия съществува под формата на безцветна течност без мирис или прозрачни кристали, които активно абсорбират водната пара от въздуха, разнасят се и се нуждаят от съхранение в плътно затворени съдове. В разтопено състояние е склонен към преохлаждане, сгъстява се до масленост при +15 ° C, става стъклен при -121 ° C, топи се при +42.35 ° C, кипи при +158 ° C и при нагряване над +213 ° C преминава в пирофосфорна киселина H4P2O7.

Той е разтворим в повечето разтворители, основните от които са вода и етилов алкохол. Неговият 85% воден разтвор, безцветен и без мирис, подобен по текстура на сироп, се нарича фосфорна киселина. Той проявява свойствата на киселина или основа в зависимост от условията, реагира с основи, соли на слаби киселини, основни оксиди и амоняк. Образува експлозивен водород при взаимодействие с метали, които са в същия ред на активност и в резултат на качествена реакция с утайка от неразтворими кристали от сребърен нитрат жълто.

Солените фосфати заемат важно място в биохимичните процеси на животни и растения, синтезират биологично активни вещества. Фосфатните естери на аденозин ATP, AMP и ADP са основните компоненти на енергийния метаболизъм, а фосфатната група е неразделна част от молекулите на ДНК и РНК.

Производствен процес

В лабораторни условия се получава:

  • Разтваряне на фосфорен оксид (V) във вода при нагряване.
  • Чрез хидролиза на фосфорен пентахлорид в гореща вода.
  • В реакция на концентрирана азотна киселина с бял фосфор.

Промишлеността използва термични и екстракционни (сярна) методи. Термичният метод, който позволява да се постигне най-висока чистота на продукта, включва следните етапи:

  • Окисляване на елементарен фосфор чрез изгаряне в излишък на въздух за получаване на тетрафосфорен декаоксид (фосфорен анхидрид).
  • Хидратация и абсорбция на нейните пари в специални кули.
  • Кондензация на получената киселина с улавяне на мъгла от газовата фаза.

При метода на екстракция се използва реакцията на разлагане на сярна киселина на естествени соли с добив до 95%. Етапи на процеса:

  • Смес от сярна киселина и естествен фосфат, т.нар. каша от бункера се подава в екстрактора - стоманена облицована вана с бъркалка.
  • За 4 часа пулпата, загрята до 90 ° С, преминава няколко такива реактора последователно. В резултат на това се образува фосфорна киселина и кристализира калциев сулфат.
  • За разделяне пулпата влиза в перфорирана лента с филтърна кърпа, а готовият продукт се събира през отворите му във вакуумните камери.

Правила за транспортиране и съхранение

Фосфорната киселина е опакована и етикетирана съгласно GOST 3885–73 „Реагенти и високо чисти вещества. Правила за приемане, вземане на проби, опаковане, опаковане, етикетиране, транспортиране и съхранение. " Символ трябва да присъства на контейнера в съответствие с GOST 19433–88 „Опасни товари. Класификация и етикетиране. " Веществото може да се транспортира с всички транспортни средства, като се ръководи от техните действащи правила.

Плътно затварящите се гумирани и стоманени железопътни цистерни, специализирани танкери, пластмасови кубчета, бъчви и консерви, бутилки от полиетилен и стъкло са подходящи за това . За съхранение в опаковката на производителя се използват помещения за отопление с отопление. За да преобразувате кристализираната киселина в течно състояние, без да променяте физико-химичните свойства, използвайте бавно загряване до 60 ° C.

Предпазни мерки за безопасност

Като негорима и неексплозивна течност, тя е вещество от втори клас на опасност по своето въздействие върху човешкото тяло. Ако максималната му допустима концентрация във въздуха в помещението е надвишена, се развиват атрофични промени в лигавиците на гърлото и носа, смачкване на зъбите, кашлица и изгаряния и възпаления в очите и кожата. За всички действия с лекарството е необходимо да носите гумени ръкавици, респиратор и предпазни очила, да спазвате лична хигиена, да включите захранващата и изпускателната вентилация или да работите в качулка.

Ако се появи разлив на киселина по тялото, първо трябва да се отървете от мокрите части на дрехите. Засегнатата зона на кожата обилно се напоява с течаща вода и е необходимо да я повлияете с течност, а не да я разтривате с мокри кърпички или кърпа. Еднократното измиване е до 20 минути, ако усещането за парене се повтори, процедурата се възобновява. Върху засегнатата област се прилага безплатна марлева превръзка и се извиква лекар, при силна болка се взема обезболяващо средство. Разлятата киселина се неутрализира с алкал.

Колкото и да е привлекателна рекламата, прекомерната консумация на храни и газирани напитки, съдържащи фосфорна киселина, задължително ще причини вреда на здравето. Прониквайки в кръвта, фосфатите влошават хемоглобина и плътността, измиват калция от тялото и в резултат водят до остеопороза, унищожават зъбния емайл и повишават киселинността на организма и появата на заболявания на стомаха и червата.

Области на употреба

Фосфорната киселина и нейните производни се използват широко в най-различни области от човешкия живот. Сред основните области могат да се отбележат:

  • Производство на прости фосфорни (суперфосфатно и фосфоритно брашно), сложни и сложно смесени торове.
  • Използването на фуражни фосфати като една от важните добавки в селското стопанство прави възможно увеличаването на средното дневно наддаване на тегло при свине и гоби и увеличаване на производството на мляко и яйца.
  • Естерите и солите се използват широко при производството на добавки за омекотяване на вода и синтетични детергенти, са част от повърхностно активното вещество при производството на цимент. Те свързват калциеви и магнезиеви йони, които са отговорни за твърдостта и влошават качеството на измиването.
  • В леярна и металообработващата промишленост се открива използването на фосфорна киселина от ръжда - за фосфатиране, като флюс за запояване на неръждаема стомана, черни метали и окислена мед, за полиране и почистване на повърхности.
  • В текстилната промишленост - за противопожарно импрегниране и боядисване на вълна и кожа, естествени и синтетични влакна.
  • В химическото производство той служи като катализатор за органичен синтез и суровина за реагенти.
  • В аерокосмическото поле неговите етери са компоненти на хидравличната течност на двигателите на въздухоплавателните средства и на ракетите за ракетно гориво.
  • В добивната и нефтената промишленост натриевите фосфати се използват за пречистване на руди и приготвяне на сондажни суспензии.
  • В замразяващите единици той е част от фреон. Използва се и за производството на различни марки специални очила, включително оптични, керамични и порцеланови, фоточувствителни емулсии за фотохартия и филм.
  • При производството на огнеупорни материали фосфатите служат като пълнители за огнеупорен бетон, като суровина за фосфорни дървени плоскости и негорими полистиролни, огнеупорни покрития (лакове, бои, емайли, грундове и импрегнации).
  • В медицината неговите решения предотвратяват уролитиазата и стомашните проблеми. В стоматологията се използват за производството на цименти, състави за ецване на зъбния емайл и за обработка на вътрешните повърхности на коронките.
  • В дървообработващата промишленост фактът, че импрегнирането с фосфорна киселина прави материала негорим - го прави огнеупорен. Например при производството на кибритени пръчици от аспен се импрегнират с неговия 1, 5% разтвор, за да се избегне гниене.
  • В хранително-вкусовата промишленост добавянето на Е338 регулира киселинността, увеличава срока на годност, запазва вкуса и засилва действието на антиоксидантите. Той се използва широко от бакпулвери, преработени сирена, газирани напитки, бебешки смеси, мармалад и торти, колбаси и захар.

Защита от ръжда

Както в състава на грундове за метал, така и в чистия си вид фосфорната киселина е намерила приложение срещу ръждата доста широко: от обработка на промишлени механизми и технологични устройства до защита на части от лични автомобили. Агрегатите на парогенератори, отоплителни и водоснабдителни системи, топлообменници на котли и котли - всички те са изложени на агресивни влияния и се нуждаят от защита. Като част от преобразувателя на ръждата, киселината не само премахва продуктите от разлагането от повърхността, но също така образува сивкав, мазен филм от фосфати. Това предпазва от корозия и механични повреди, допринася за добро сцепление на следните слоеве покритие.

Терминът "офорт" в металообработката означава набор от мерки за отстраняване на част от повърхността на материал с химически реагенти . Процесът започва с пречистване на замърсители от масло и мазнини, които пречат на взаимодействието. След това металът се обработва с 20% разтвор на фосфорна киселина, загрята до 80 ° С, след това 2% разтвор с железни добавки при 70 ° С. Реагентът е доста скъп, така че използването е икономически изгодно само при условие на регенерация и добро отстраняване на ексфолираща ръжда от повърхности.

Гравирането се извършва чрез потапяне в устойчиви на киселина бани или в специални инсталации по струйния метод, където продуктът се напръсква с разтвор под налягане. Този механичен ефект от удари на капки върху повърхността на детайла в комбинация с химическа реакция значително увеличава скоростта на ецване. За работа с продукти с големи размери и метални конструкции се използват кисели пасти, които се нанасят с четка, изчакват се отстраняването на ръждата, след това обработват повърхността с вода и пасивиращ разтвор от 2% натриев нитрит.

Фосфорната киселина е част от специални преобразуватели на ръжда, двукомпонентни системи, състоящи се от основа и втвърдител. Непосредствено преди боядисването те се комбинират, смесват и се нанасят върху повърхността с четка или спрей. Времето за сушене е 2 часа при стайна температура, но нанасянето на следните слоеве покритие може да се извърши само след един ден, за да завърши процеса на конверсия на корозионните продукти. В допълнение към отстраняването на ръжда от метали, киселината се използва за деликатно почистване на емайлирани и керамични изделия, включително водопровод.

Когато избирате метод за отстраняване на ръжда с фосфорна киселина, изхождайте от изискванията на ситуацията. Ако планирате да почиствате само чрез потапяне, трябва да купите и разредете достатъчно количество от продукта при 85% концентрация. Ако искате не само да премахнете ръждата, но и да създадете защитен филм за оцветяване, тогава трябва да дадете предпочитание на фабричен конвертор, който вече съдържа всички необходими добавки.

Ако е необходимо да се грундира повърхността, грундовете-конвертори ще помогнат, тъй като впоследствие те могат да бъдат нанесени с лак или боя. Конверторите на модификатори дават само инхибиторни и хидрофобни свойства, но не могат да служат като праймери. Във всеки случай ецването е междинно решение, което изисква довършителни работи.

Категория:

На технологиите