اسید فسفریک

اسید فسفریک چیست؟

این ماده که اسیدی معدنی است عمده کاربرد را در ساخت نوشابه های مشکی و ساخت انواع کود های فسفاته دارد. این ماده جز اسید های ضعیف طبقه بندی می شود که یکی از مواد شیمیایی مهم در از بین بردن زنگ آهن است

ساختار و فرمول اسید فسفریک

ساختار این ماده به صورت زیر است:

فرمول شیمیایی: H3PO4

جرم مولکولی: برابر 97.99 گرم در مول است.

فرایند تولید اسید فسفریک چیست؟

با دو فرآیند تولید می شود:

الف) فرایند “مرطوب”

ب) فرایند حرارتی

روش حرارتی به طور معمول یک محصول غلیظ و خنثی تولید می کند. اسید تولید شده به وسیله ی مسیر مرطوب کمتر خالص است اما در تولید کود از آن استفاده می شود.

فرایند مرطوب

از مخلوط سنگ آهن و اسید سولفوریک غلیظ (93 درصد) در راکتور تاخالصی هایی مانند کلسیم حذف می شود.

آیا می دانستید اسید سولفوریک بیشترین کاربرد را در میان سایر مواد شیمیایی دارد؟ یکی از عمده ترین کاربرد های این ترکیب به دلیل استفاده از آن در تولید فسفریک اسید است

فرایند حرارتی

مواد اولیه برای این فرآیند فسفر و هوا هستند:

در ابتدا، فسفر به کوره اسپری می شود و در هوا در دمای حدود 1800-3000 کلوین سوزانده می شود.

اکثر فرایندها از هوای مرطوب استفاده می کنند .  واکنش نهایی به صورت زیر انجام می گیرد:

اسید تولید شده به عنوان محصول دارای غلظت حدود 85٪ است.

اغلب افرادی که این ماده را درخواست می کنند و خرید می نمایند از آن به دو دلیل زیر استفاده می کنند

1. خوراکی 85 درصد (بالاترین خلوص این ترکیب می باشد.در حال حاضر، فسفات ها (E 338-341، E 343، E 450-452) افزودنی های غذایی مجاز در اتحادیه اروپا با حداکثر سطوح مجاز (MPLs) در محدوده 500 تا 20000 میلی گرم بر کیلوگرم در 104 کاربرد مجازهستند.)
2.  صنعتی

از جمله کاربرد آن در کشاورزی و محصولاتی است که ما در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم مانند: نوشابه! در هر صورت، در اینجا ما به برخی از کاربردهای محبوب آن خواهیم پرداخت.

• حذف زنگ
• در غذاها و نوشیدنی ها
• مراقبت شخصی
• مورد استفاده در کشاورزی
• دارو
• تصفیه آب: این ماده در صنعت تصفیه آب و پسماند برای خنثی کردن آلاینده ها و کنترل رشد باکتری ها استفاده می شود. فسفات ها برای کنترل pH در دیگ های صنعتی به منظور جلوگیری از خوردگی و کاهش کارایی استفاده می شوند.

حذف زنگ با کمک فسفریک اسید

در میان انواع مختلف مواد شیمیایی موجود، این ماده معمولا در حذف زنگ از فلزات مانند آهن، فولاد و غیره استفاده می شود. زنگ زدگی یک شرایط خورندگی است که وقتی فلزی در معرض هوا و رطوبت قرار می گیرد روی آن ایجاد می شود. مناطق کوچک زنگ زدگی در سطح جسم فلزی ظاهری نامطبوع ایجاد می کند. در صورت عدم درمان این زنگ زدگی های سطحی ، زنگ زدگی گسترش می یابد تا جایی که در واقع یک سوراخ در فلز ایجاد می گردد. یک محلول موثر در حذف زنگ زدگی ، استفاده از محصول فوق برای حل شدن خوردگی است.

معمولا این اسید با زنگ زدگی واکنش نشان می دهد و اکسید آهن قرمز مایل به قهوه ای را به سیاه تبدیل می کند. این ترکیب رنگی فسفات آهن است. این ماده فسفات سیاه به راحتی حذف می شود.

غلظتی که از این ماده برای حذف زنگ آهن استفاده می شود، 25 الی 50 درصد است.

• چرا آماده سازی سطح مفید است؟

آماده سازی فلز یک روش معمول در صنایع است که مستلزم استفاده از اسید فسفریک برای تمیز کردن اجسام فلزی است. معمولاً فلزات مستعد زنگ زدگی هستند. از این رو درمان فلزات برای از بین بردن زنگ زدگی بسیار مهم است. زنگ یک ماده اکسید قرمز است که هنگام واکنش اکسیژن، آب و آهن ایجاد می شود.

برای از بین بردن زنگ، این ماده به صورت رقیق شده روی سطح فلز زنگ زده اعمال می شود یا جسم در محلول رقیق شده ی آن غوطه ور می شود. اسید توده ها و پوسته های زنگ زدگی را از بین می برد و با اکسیدها واکنش می دهد تا یک لایه محافظ نازک ایجاد کند.

در حالی که سطح فلز زنگ زده به رنگ قهوه ای مایل به قرمز است، پس از تمیز کردن جسم فلزی با استفاده از این اسید، یک لایه مایل به خاکستری روی فلز تشکیل می شود. پوشش جدید اکسید فسفات بی اثر است و از این رو از زنگ زدن بیشتر جلوگیری می کند. قابل ذکر است که یک پوشش رنگ می تواند به سطح جدید بچسبد.

• بررسی دلایل وجود این ماده در تمیز کننده های سطوح

این ماده به عنوان از بین برنده ی زنگ آهن و سطوح موثر واقع می شود. اگر این ماده برای مدت طولانی (حداقل یک ساعت) روی سطحی مانند کاشی باقی بماند، می تواند به تدریج مواد معدنی و آلاینده های موجود بر سطح را از بین ببرد و به راحتی سبب از بین بردن و تمیز سازی سطوح شود. به عنوان مثال، نوشابه های نوشابه کولا به دلیل غلظت بالای این اسید می توانند زنگ آهن را از بین ببرند. این ماده خوردگی سطوح را در پی نخواهد داشت. با این حال توجه کنید که انواع خاصی از کاشی ها هرگز نباید با این ماده تماس داشته باشند. شما باید از استفاده از پاک کننده های حاوی این ماده بر روی کاشی های طبیعی خودداری کنید، زیرا حتی اسیدهای ملایم می توانند باعث حکاکی و حتی حل شدن سنگ طبیعی شوند. اما کدام سنگ ها؟ شما می توانید از این ماده بر روی سطوح سرامیکی، چینی و کامپوزیت استفاده کنید، با این حال هرگز از این ترکیب برای تمیز سازی سطوحی مانند سنگ مرمر طبیعی، اونیکس، گرانیت یا سنگ آهک استفاده نکنید.

• آیا با کمک بقیه اسید ها نیز می توان زنگ زدگی را از بین برد؟

تمام اسیدهای معدنی رقیق (H2SO4، HCl، HNO3) با تبدیل زنگ زدگی به نمک های آهن محلول در آب (به عنوان مثال Fe2(SO4)3، FeCl3 یا Fe(NO3)3) زنگ را حل می کنند. با این حال، تمام این اسیدها همچنین قادر به حمله به فلز آهن آزاد در زیر زنگ هستند. این فرآیند را می‌توان به صورت حفره‌کردن یا اسید‌شویی توصیف کرد. با این حملات، سطح تازه ای برای زنگ زدگی بیشتر باز می شود.

اما H3PO4 به آهن حمله نمی کند، اما زنگ را حل می کند. به همین دلیل فسفریک برای زدودن زنگ از اجسام آهنی ترجیح داده می شود.

اسید فسفریک خوراکی

دلیل استفاده از این ماده در نوشیدنی ها ارائه ی طعم ترش و بهبود طول عمر محصولات نوشیدنی به خصوص نوشابه ها است.

خاصیت اسیدی آن سبب شده است تا از آن به عنوان یک تنظیم کننده ی اسیدیته استفاده نمایند. علاوه بر این به دلیل تنظیم نمودن اسیدیته از وجود باکتری و سایر میکروارگانیسم ها در محصول جلوگیری می شود و محصول ماندگاری بالاتری خواهد داشت

کوکاکولا مشتری اصلی این اسید!!

بله درست خواندید!! این اسید در مقادیر مجاز در اغلب نوشیدنی های مشکی ساخت شرکت کوکا مورد استفاده قرار می گیرد. نوشابه ی کلاسیک، رژیمی ، زیرو و دکتر پپر Dr Pepper نمونه ای از نوشیدنی های ساخت این کمپانی است که در فرمولاسیون ساخت آن ها زا ماده ی فوق به منظوز ایجاد طعمی مناسب استفاده شده است.

آیا همه ی نوشیدنی ها از فسفریک به عنوان افزودنی استفاده می کنند؟

توجه داشته باشید که ماده فوق خورنده است، اما در واقع غلظت اسید موجود در نوشابه کمتر از آب پرتقال یا لیموناد است. توجه داشته باشید که این ماده در همه ی نوشیدنی ها استفاده نمی شود در آب میوه ها این ماده می تواند سبب ته نشین شدن یون های فسفاته شود