Фосфорная кислота для чего
Ортофосфорная кислота (Е338)
Регулятор кислотности и антиоксидант ортофосфорная кислота (она же известна под кодом Е338) – пищевая добавка, без которой невозможно представить себе популярные напитки вроде “Coca-cola” или “Pepsi”. Кроме напитков, она встречается в колбасных изделиях, плавленых сырках и смесях для выпечки. Свойства добавки нашли применение и в других отраслях промышленности, не связанных с производством питания для населения. По поводу её безопасности для человека точатся дискуссии, проводятся опыты, приводятся факты, но пока производители продолжают использовать добавку, и только в последние несколько десятков лет мировое сообщество посчитало нужным урегулировать норму применения вещества в продуктах питания.
Способы получения добавки Е338 и химические свойства
Ортофосфорная кислота представляет собой неорганическое соединение и относится к слабым кислотам. Она имеет вид бесцветного порошка, состоящего из мелких гранул, обладает свойствами гигроскопичности.
Температура плавления – от 42 градусов Цельсия, при этом кристаллы превращаются в бесцветную, однородную и вязкую жидкость. Вещество имеет характерный кислый вкус, а запах у него отсутствует. В воде и органических растворителях обладает хорошей растворимостью. Распространённый способ использования в промышленности – в виде 85-процентного водного раствора. В процессе реакции с сильными кислотами образует соли, а с нитратом серебра выделяет жёлтый осадок.
Существует несколько способов получения добавки Е338, поэтому различают непосредственно кислоту ортофосфатную и кислоту ортофосфорную термическую. В первом случае вещество добывают путём обработки фосфатов серной, азотной или соляной кислотой.
Полученное вещество подвергается очистке. Этот метод является более экономически выгодным, так как подразумевает меньшие затраты труда, времени и электроэнергии. Получение термической разновидности добавки подразумевает более чистое вещество на выходе. Этот процесс включает в себя 4 этапа. Сначала элементный фосфор подвергают сжиганию, пока он не перейдёт в фосфорный ангидрид.
Результат термической реакции абсорбируют с участием кислоты, конденсируют и охлаждают. Ещё одна технология получения – гидролиз пентахлорида фосфора.
Добавка, в основном, используется как антиоксидант, замедляющий окисление элементов. В пищевой промышленности ценится как компонент, способный продлить срок хранения пищи, и призванный добавить кислинку вкусу продукта.
Требования к упаковке и правила обращения с веществом
На таре, в которую расфасовывается кислота, обязательно должно быть обозначение “Опасно”, “Едкая жидкость”.
Хранить и транспортировать добавку разрешено в такой упаковке:
Сами емкости для удобства помещают в полиэтиленовые барабаны или дощатые ящики, внутри которых должен быть мягкий наполнитель во избежание повреждения упаковки.
Попадание вещества на кожу или слизистые, в глаза или в дыхательные пути может вызывать ожоги, тошноту, рвоту, головокружение и нарушение целостности тканей. В таком случае необходимо незамедлительно обратиться за врачебной помощью.
Кислота является опасной в обращении, поэтому работать с ней можно только вдали от открытых источников огня, в хорошо вентилируемом помещении.
Обязательно наличие защитной спецодежды: перчаток, респиратора, очков, ботинок и костюма для работы с опасными веществами.
Применение кислоты в промышленности
На сегодняшний день существует как минимум семь отраслей производства, в которых используется ортофосфатная или ортофосфорная кислота.
Как антиоксидант, разрыхлитель и регулятор кислотности, кислота повсеместно применяется в приготовлении таких пищевых продуктов:
Добавка придаёт пище кислинку или слегка горьковатое послевкусие.
В сфере химической промышленности вещество используется для изготовления фосфорных солей аммония, марганца и натрия, огнеупорных связующих компонентов, негорючего пенопласта.
Как элемент гидрожидкостей, кислота применяется в авиационной промышленности.
Отрасль сельского хозяйства использует добавку как составляющую минеральных удобрений.
Кроме того, Е338 – элемент производства лакокрасочных изделий, стекла и керамики, моющей продукции, активированного угля, невоспламеняющихся красок.
Медицинская сфера, особенно стоматология, ортофосфорную кислоту применяет в своих целях: для борьбы с мочекаменной болезнью, как реактив для обработки внутренней поверхностей зубных коронок перед их установкой.
Косметологическая отрасль пользуется стабилизирующим свойством кислоты: компонент упрочняет химические связи между составляющими элементами продуктов.
В домашних условиях вещество популярно как средство для удаления ржавчины с металлов.
Влияние на здоровье человека
Пищевая добавка Е338 не является полностью безопасной и безвредной. Тем не менее применение её разрешено в странах Европейского союза, в России, Украине и США. Согласно международным нормам, содержание вещества в пищевой продукции не может превышать 9 г на 1 килограмм готового продукта.
Постоянное употребление кислоты плохо сказывается на костной ткани организма: так как она способствует повышению уровня кислотности в организме, последний пытается его нейтрализовать за счёт кальция.
Макроэлемент он “забирает” из костей и зубов, поэтому может развиваться остеопороз и кариес.
Среди других негативных последствий употребления продуктов с этим компонентом в составе медики отмечают появление заболеваний органов пищеварительного тракта, в том числе, гастрита и язвы желудка и кишечника, тошноту, диарею и рвоту.
Никакой информации по поводу возможной пользы добавки у учёных на сегодняшний день нет. Также не подтверждены данные о возможной связи между употреблением кислоты в пище и появлением онкологических заболеваний, бесплодия или генных мутаций.
Ортофосфорная кислота – синтетический антиоксидант и стабилизатор, регулятор кислотности и компонент многих популярных продуктов и напитков. Несмотря на то, что продукту присвоен средний уровень опасности, он является ингредиентом газировок “Coca-cola” и “Pepsi”, которые очень любят пить и взрослые, и дети. В последнее время учёные всё чаще обращают внимание мировой общественности на тот факт, что пищевая добавка Е338 – одна из распространённых причин появления кариеса, нарушений в работе желудочно-кишечного тракта, вымывания из организма кальция. Пока единственное, чего им удалось достичь – установление максимально разрешённого количества вещества в качестве добавки к пищевым продуктам. И сегодня продолжается изучение свойств и результатов употребления добавки в пищу, а также поиск аналогичной по цене и простоте получения альтернативы. Пока она не найдена, и в составе пищи по-прежнему можно встретить ингредиент под кодом “Е338”. Потребителю остаётся только внимательно изучать этикетки и решать для себя, стоит ли покупать продукты с этим регулятором кислотности.
Ортофосфорная кислота – применение
Ортофосфорная кислота – универсальное вещество, которое применяется во многих сферах деятельности. Чаще всего ее используют для удаления ржавчины с металлических поверхностей.
Что такое ортофосфорная кислота
Что же такое ортофосфорная (фосфорная) кислота? Она относится к неорганическим веществам. При комнатной температуре она приобретает вид ромбических кристаллов. Имеет консистенцию сиропа и представляет собой 85-процентный раствор. Ее кристаллы хорошо растворимы в воде и этиловом спирте.
Это вещество относится к группе антиоксидантов (антиокислителей) и используется как регулятор кислотности. В качестве добавки ей присвоен код Е338.
Описание препарата, характеристики, вредные свойства
Химическая формула вещества – H3PO4. При нагревании вещества до температуры более 213°C оно меняет свой состав и превращается в пирофосфорную кислоту (H4P2O7).
Основным свойством этого химического компонента выступает отсутствие выраженного запаха и цвета. Она обладает хорошей растворимостью в воде и других жидкостях. Образуется она при химическом воздействии на фосфат или же во время применения гидролиза. Ее преимуществом выступает низкая себестоимость (в отличие от лимонной кислоты). В связи с этим ее часто используют в производстве напитков и продуктов питания.
Это вещество негативно влияет на здоровье, повышая кислотность желудочного сока. Людям, страдающим гастритом с повышенной кислотностью, необходимо свести к минимуму или исключить из рациона продукты, содержащие в своем составе такое вещество.
Помимо всего прочего, она способствует выведению из организма кальция, что может негативно сказаться на состоянии зубов и костей. Передозировка этого вещества может спровоцировать нарушения в работе ЖКТ, вызвать тошноту и рвоту.
Получение кислоты
Многие задаются вопросом, как получить кислоту в лабораторных условиях? Существуют различные способы получения ортофосфорной кислоты, наиболее распространенными среди которых являются следующие:
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
Сa3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4
3P + 5HNO3+ 2H2O = 3H3PO4+ 5NO
Сфера применения
Ортофосфорную кислоту применяют в таких сферах деятельности, как нефтяная промышленность, стоматология, животноводство. Ее также используют при производстве:
Правила работы с кислотой
Работа с ортофосфорной кислотой должна происходить в помещении с хорошей вентиляцией. Следует обязательно надеть респиратор для предотвращения попадания едких паров в дыхательные пути и очки для защиты глаз. Если нет под рукой этих защитных средств, то следует воспользоваться маской. Обязательно следует надевать перчатки и защищать открытую поверхность кожи от попадания на нее вещества, т. к. это может привести к ожогам. При попадании ее на кожные покровы следует тщательно промыть их под проточной водой, после чего обратиться за медицинской помощью.
Перевозка реагента должна осуществляться в специальном транспорте, оборудованном железными цистернами, не поддающимися ее разрушительному влиянию. Ее можно перевозить и при помощи других транспортных средств, как сухопутных, так и водных. Но при этом должны быть соблюдены все правила техники безопасности.
Хранить ее следует в месте, защищенном от прямого попадания солнечных лучей. Срок хранения при таких условиях составляет не больше 1 года.
Использование кислоты
Применение фосфорной кислоты достаточно широкое. Стоит рассмотреть наиболее популярные методы ее использования.
В медицине
Ее применяют в стоматологии во время пломбирования зубов для протравливания эмали непосредственно перед началом процесса. Эта процедура имеет свои негативные стороны, т. к. контролировать глубину и стадию расщепления эмали невозможно, как и их полное удаление перед пломбированием. Оставшееся после такой процедуры вещество может уменьшить прочность защиты и привести к образованию кислотных остатков на эмали зуба. Эта кислота добавляется в малых дозах в зубные отбеливатели.
Удаление ржавчины с поверхности металла погружным методом и поверхностным нанесением. Преобразователь ржавчины
Преимущество удаления ржавчины ортофосфорной кислотой состоит в том, что она убирает коррозию с металла и создает тонкую пленку на них, защищая от разных внешних воздействий. После покрытия этим веществом металлической поверхности начинается активный процесс разъедания и поглощения оксида железа. Затем на плоскости металла образуется серая пленка маслянистой консистенции.
Существуют различные методы удаления окислов, среди которых можно выделить следующие:
Преобразователь коррозии – это кислотный раствор с различными добавками. Существуют такие виды растворов, в зависимости от используемых в их составе добавок:
К 1 типу относится грунтовка ЭВА-0112, состоящая из основного компонента и 85% раствора вещества. Она выступает основой под покраску.
В состав преобразователя «Цинкарь» входит кислота и соли марганца и цинка. При его применении ржавчина трансформируется в плотный защитный слой. Происходит процесс легирования.
Ортофосфорная кислота для металла
Для очистки или для пайки металлических элементов необходимо проделать следующие операции. Перед полным погружением металлического элемента в ортофосфорный состав, его вначале зачищают от разных видов налета на поверхности, в частности от жиров. Для этого следует промыть деталь с использованием чистящего средства. После этого необходимо растворить 150 мл вещества в 1 л воды и опустить в этот раствор металлический элемент на 1 час, время от времени размешивая жидкость для большей эффективности.
Затем необходимо смыть смесь раствором, который состоит из 50% воды, 2% нашатырного спирта и 48% этанола. После этого элемент нужно ополоснуть под струей водой и хорошо высушить.
Перед тем как нанести распылитель на поверхность валиком или кистью, следует предварительно зачистить поверхность от ржавчины. После нанесения следует немного подождать, а затем смыть смесь нейтрализующим раствором и высушить деталь.
Такие процедуры можно проводить с разными металлами, в т. ч. и алюминием.
Применение в сельском хозяйстве
В сельском хозяйстве используют фосфорную кислоту, добытую из руды, в качестве удобрения. При попадании в грунт, а затем в растения, она помогает им перенести засуху и морозы. При этом почва становится более плодородной и благоприятной для выращивания овощных культур и зелени.
Применение кислоты в быту и пищевой промышленности
Применение кислоты в быту подразумевает ее использование для удаления коррозии с различных поверхностей (за исключением акриловых). Он подходит для обработки эмалированных и фаянсовых поверхностей. Перед нанесением раствора ортофосфорной кислоты металлическую поверхность необходимо обработать моющим средством. Для приготовления раствора следует смешать 1 л воды и 200 г действующего вещества, а затем нанести смесь на обрабатываемую плоскость на 1-12 часов. По прошествии времени смесь необходимо погасить содовым раствором и смыть.
В пищевом производстве применяется как регулятор кислотности.
Техника безопасности при работе с кислотой
При попадании жидкости на слизистые оболочки и кожные покровы может возникнуть головокружение, кашель, рвота, химический ожог. В таком случае следует вызвать врача, промыть пораженный участок, сделать свободную повязку и осуществить нейтрализацию фосфорной кислоты щелочью.
Как правильно хранить и перевозить кислоту
При хранении и транспортировке кислоты следует соблюдать необходимые условия. Хранить ее разрешено только в специальных емкостях:
Фосфорная кислота – агрессивное вещество, в связи с чем порошок следует содержать в изолированной таре. В кислоту не должно попадать инородных веществ. Тара для перевозки и хранения должна быть сухой и чистой.
Чтобы раствор имел нужные свойства, следует соблюдать все условия. При некачественном составе возможно выделение токсичных паров. Помимо всего прочего, такой раствор не сможет защитить поверхность металла от негативного влияния окружающих факторов.
Наиболее подходящее для хранения место – сухое и теплое. Не подойдут для этой цели сырые места, в которых образуется большое количество конденсата. Нежелательно пересыпать порошкообразное средство в другие емкости. Лучше всего хранить его в первоначальной упаковке.
Т. к. это вещество принадлежит к разряду опасных, то при его перевозке на дальние расстояния требуется заполнение сопроводительной документации.
Срок хранения фосфорной кислоты составляет 1 год с момента изготовления.
Температура замерзания 85% раствора составляет – 21°С. Температура плавления + 42°С.
Читайте также:
Как чистят семечки на производстве, зависит от того, какие семена требуется избавить от несъедобной части.…
Фосфорная кислота. Свойства, добыча, применение и цена фосфорной кислоты
Веселье приносит и вкус бодрящий. Фраза из рекламы «Кока-Колы» не раскрывает нюансов бодрящего вкуса напитка.
Значит ли это, что кислота в газировке полезна? Разберемся в вопросе, рассмотрев весь комплекс свойств соединения.
Свойства фосфорной кислоты
В твердом виде соединение не практично, посему, переводится людьми в раствор фосфорной кислоты. Ее полное название – ортофосфорная.
Это значит, что в кислоте наибольшее число гидроксогрупп, а конкретно 3OH. Формула соединения: — H3PO4.
Существуют, так же, метофосфорная кислота с одной гидроксогруппой и пирофосфорная.
Итак, просто фосфорной кислотой принято называть соединение с приставкой «орто». Это наиболее известный и распространенный реагент.
Растворяясь в воде, вещество делает ее вязкой, тягучей. Причина – цепляние молекул друг за друга. Вместо рук – водородные связи.
Если говорить о концентрации раствора, фосфорным принято называть 85-процентный. Для сильных кислот это, как говорится, ударная доза.
Но, героиня статьи к сильным не относится. Химическая активность соединения средняя.
Одна из причин малой реакционности – нерастворимость солей фосфорной кислоты.
В итоге, кислота не может пробиться к металлу. Реакция заканчивается, едва начавшись.
Состав фосфорной кислоты дает нерастворимую соль и при взаимодействии с оксидами металлов. Реакция тоже зачаточна.
Со щелочами реакция возможна лишь при правильном соотношении компонентов.
Если щелочь в недостатке, взаимодействие замрет, не дойдя до конца. Идти до него долго, ведь реакция многоступенчатая, как собственно, и с аммиаком.
Сначала, получается дигидроортофосфат с формулой NH4H2PO4. Потом, с аммиаком реагирует уже дегидроортофосфат, образуя гидрофосфат аммония.
Специфическая для героини статьи реакция – постепенная потеря воды при нагреве. Сначала, получается пирофосфорная, а потом и тетраметофосфорная.
Возможна и обратная реакция фосфорной кислоты. Она получается из тетраметафосфорной при растворении в воде 5-го оксида фосфора.
Добыча фосфорной кислоты
Фосфор – один из самых распространенных элементов земной коры. В списке из 20-ти позиций он находится на 11-ом месте.
Красный и черный во взаимодействия вступают с неохотой. Тем не менее, за счет распространенности вещества, на Земле хватает минералов, его содержащих.
Последняя дороже, требует громоздкой аппаратуры и дает загрязненную кислоту.
Суть метода в окислении фосфора до фосфорного ангидрида. Его газы охлаждают, гидротируют и фильтруют.
Производство фосфорной кислоты двухступенчатым способом отличается избирательным окислением фосфора.
Окись углерода остается в стороне. Полученный ангидрит фосфора взаимодействует с водой, «рождая» метакислоту. Для этого нужен нагрев до 800-от градусов Цельсия.
Метафосфорная кислота находится в парообразном состоянии. Остается гидрировать ее и получить ортотуман.
Есть ряд промежуточных реакций, которые могут довести до формирования низших окислов, к примеру, фосфораватистой кислоты.
Она не входит в планы промышленников. Поэтому, фосфор сжигают в двухкратном избытке кислорода. Его обилие исключает переход ортофосфорной кислоты в низший окисел.
Двухступенчатая реакция, как видно, основана на извлечении соединения из раствора.
Поэтому, итогом реакций становится экстракционная фосфорная кислота, то есть, обычная, но полученная путем экстракции.
Попутно, образуется чистый фосфор, причем сразу в двух формах. Обе нужны промышленникам и, это еще один плюс двухступенчатой добычи.
Применение фосфорной кислоты
Фосфор нужен не только человеческому организму, но и растениям. Без биогенного элемента у них плохо созревают семена, плоды, в общем, тормозится репродуктивная функция.
Поэтому, 80, а по некоторым данным и 90% фосфорной кислоты применение находят в сельском хозяйстве. Основные поставщики удобрений – Морокко, Россия и США.
От питания растений перейдем к питанию человека. Фосфорная кислота – официально зарегистрированная пищевая добавка.
Ее обозначение – Е338. Примешивается не только к газировкам, но и мармеладу, колбасам, хлебобулочным изделиям, даже к сахару.
Последний продукт реагент осветляет. Желтоватый сахар, как известно, не в почете. Остальные позиции Е338 подкисляет, усиливает вкус.
Все бы ничего, но остаток фосфорной кислоты, перебрасываемый в сферу питания, все увеличивается.
Постоянное употребление Е338 повышает кислотность организма. Нейтрализовать ее удается путем вымывания из костей и зубов кальция.
Его организму требуется единица, а фосфора, как говорилось, на 50% больше. Но, с современными продуктами питания это не 50, а все 150%.
Теперь к животным. Они тоже нуждаются в фосфоре, но продуктов с Е338 не покупают.
Поэтому, ортофосфорную кислоту животным дают ветеринары. Они советуют соединение в качестве профилактического средства от камней в почках.
Пригождается ортофосфорная кислота и в деревообрабатывающей промышленности. Соединение используют в качестве пропитки.
После обработки древесина теряет горючесть. К пламени, так же, устойчивы лакокрасочные смеси с фосфорной кислотой. В пенопласт ее тоже добавляют.
Фосфорная кислота способна смягчить воду. Не удивительно, что реагент входит в состав средств от накипи и некоторых моющих составов.
Своеобразному мытью подвергают и зубы, предназначенные под коронки. Протезы садятся на клей, а он лучше держится на поверхности, обработанной фосфорной кислотой.
Героиня статьи легко разъедает ржавчину. Поэтому, в кустарных условиях с помощью реагента снимают окисленные детали, гайки.
Достаточно капнуть на них кислотой и подождать около получаса. Элемент легко подастся.
Капают, обычно, не чистым соединением, а смесями для гидроусилителей, или тормозной жидкостью. В их составе всегда есть фосфорная кислота.
Цена фосфорной кислоты
Купить фосфорную кислоту можно и по 100 рублей за кило, и по 40. Причем, последний ценник выставлен одним из производителей за улучшенный состав марки «И».
Она соответствует ТУ 113-25-65-01-88. Единственный нюанс, под маркой «И» скрывается 72-ух, а не 85-процентная кислота.
Ценник в 100 рублей выставляется за последнюю. По сути, запросы продавцов зависят от их личных амбиций, чистоты реагента, его концентрации и формы поставок.
Оптовикам предлагают скидки в районе 10-20%. Канистры, обычно, вмещают 35 килограммов кислоты. На Российском рынке она либо китайская, либо отечественная.
В малых объемах реагент продается, к примеру, в виде флюса для пайки. 10-миллилитровый бутылек стоит в районе 20-ти рублей.
За 30 миллилитров просят 40 рублей. В небольших емкостях реализуют и пищевую кислоту, то есть Е338. За 200 миллилитров просят 200-300 рублей.
Редкое предложение – бутыли по 1,5-2 килограмма. Такие реализует одна из компаний Новокузнецка. За бутыль просят 350 рублей.