Коханці газованого напою «Кока-кола» навряд чи дивляться на його склад, що має добавку Е338. Цією речовиною є ортофосфорна кислота, яка знаходить застосування не тільки в харчовій промисловості, а й у текстильній, сільськогосподарській і навіть справляється з іржею на поверхні деталей. Що за властивості у хімічної сполуки, які сфери її використання, що потрібно знати про техніку безпеки - варто розглянути докладніше.
Що таке ортофосфорна кислота
При кімнатній температурі це безбарвні гігроскопічні кристали ромбоподібного виду, які добре розчиняються водою.Ортофосфорна сполука вважається неорганічною кислотою із середньою силою. Одна з її форм – жовтувата або безбарвна сиропоподібна рідина, без запаху, є водним розчином з концентрацією 85%. Інша її назва - біла фосфорна кислота.
Хімічна ортофосфорна сполука має властивості:
- розчиняється в етанолі, воді, розчинниках;
- утворює 3 ряди солей - фосфатів;
- викликає опіки при попаданні на шкіру;
- при взаємодії з металами утворює горючий, вибухонебезпечний водень;
- температура кипіння залежить від концентрації - від 103 до 380 градусів;
- рідка форма схильна до переохолодження;
- несумісно з горючими матеріалами, чистими металами, негашеним вапном, алкоголем, карбідом кальцію, хлоратами;
- при температурі 42,35 градуси плавиться, але не розкладається.
Формула
Кислота ортофосфорна - неорганічна сполука, яка описується формулою H3PO4. Його молярна маса дорівнює 98 г/моль. Мікрочастинка речовини побудована у просторі так, що з'єднує між собою атоми водню та кисню. Формула показує - хімічна речовина має такий склад:
|
Кількість атомів |
Відсоток маси |
|
|
Водень |
3 |
3,1 |
|
Фосфор |
1 |
65,3 |
|
Кисень |
4 |
31,6 |
Отримання фосфорної кислоти
Хімічна сполука має кілька способів виробництва. Відомий промисловий метод виготовлення ортофосфорної кислоти - термічний, при якому виходить чистий продукт високої якості. Відбувається такий процес:
- окислення під час спалювання при надлишку повітря фосфору до фосфорного ангідриду, що має формулу Р4О10;
- гідратація, абсорбція одержаної речовини;
- конденсація фосфорної кислоти;
- уловлювання туману з газової фракції.
Є ще дві методики виробництва ортофосфорної сполуки:
- Екстракційний спосіб, що відрізняється економічністю. Його основа - розкладання природних мінералів-фосфатів соляною кислотою.
- При лабораторних умовах речовина виходить взаємодією білого фосфору, що є отруйною з розведеної азотної кислоти. Процес вимагає строгого дотримання техніки безпеки.
Хімічні властивості
Неорганічна сполука вважається триосновною, що має середню силу. Характерні такі хімічні властивості ортофосфорної кислоти:
- реагує на індикатори зміною кольору на червоний;
- при нагріванні перетворюється на пірофосфорну кислоту;
- у водних розчинах піддається триступеневої дисоціації;
- при реакції з сильними кислотами утворює фосфорили - комплексні солі;
- утворює жовтий осад, взаємодіючи з нітратом срібла;
- термічно розкладається до дифосфорної кислоти;
- при контакті з основами, аморфними гідроксидами, утворює воду і сіль.
Застосування
Кислота ортофосфорна застосовується в багатьох областях, починаючи від промисловості до лікування зубів. Засіб використовується умільцями як флюс при паянні для очищення поверхні металу від іржі. Рідина застосовується:
- для наукових досліджень у молекулярній біології;
- як каталізатор процесів органічного синтезу;
- для створення антикорозійних покриттів металів;
- при виробництві вогнетривких просочень для дерева.
Речовина знаходить застосування:
- у нафтовій промисловості;
- при виготовленні сірників;
- для виробництва кіноплівки;
- з метою захисту від корозії;
- для освітлення сахарози;
- при виготовленні ліків;
- у холодильних установках як сполучна речовина у складі фреону;
- при механічній обробці для полірування, очищення металів;
- в текстильній галузі при виробництві тканин, що мають вогнезахисне просочення;
- як компонент при отриманні хімічних реактивів;
- у ветеринарії для лікування сечокам'яної хвороби у норок;
- як складова для ґрунтування по металу.
У харчовій промисловості
Широке поширення набуло застосування фосфорної кислоти при виготовленні продуктів харчування. Вона зареєстрована у реєстрі харчових добавок під кодом Е338. При вживанні з допустимою кількістю речовина вважається безпечною. Корисними є такі властивості препарату:
- запобігання прогорканню;
- регулювання кислотності;
- продовження терміну придатності;
- збереження смакових характеристик;
- посилення дії антиоксидантів.
Кислота ортофосфорна як підкислювач, розпушувач, антиоксидант знаходить застосування в хлібопеченні, м'ясній, молочній промисловості. Використовується для виробництва кондитерських виробів, цукру.Речовина надає продуктам кислуватий, гіркуватий смак. Добавка Е338 входить до складу:
- плавлених сирів;
- здоби;
- газованих напоїв - «Пепсі-кола», «Спрайт»;
- ковбас;
- булок;
- молока;
- дитячого харчування;
- мармелада;
- тортів.
Дослідження показали, що зловживання продуктами, що містять ортофосфорні сполуки, особливо газованими напоями, може призвести до виникнення проблем зі здоров'ям. Не виключено:
- вимивання з організму кальцію, що може спровокувати утворення остеопорозу;
- порушення кислотно-лужного балансу - добавка здатна збільшувати його кислотність;
- поява захворювань ШКТ;
- загострення гастриту;
- руйнування емалі зубів;
- розвиток карієсу;
- поява блювоти.
У нехарчовій промисловості
Застосування ортофосфорної кислоти можна спостерігати у багатьох сферах виробництва. Часто це з хімічними властивостями продукту. Препарат застосовується для виготовлення:
- комбінованих, фосфорних мінеральних добрив;
- активованого вугілля;
- фосфорних солей натрію, амонію, марганцю;
- вогнезахисних фарб;
- скла, кераміки;
- синтетичних миючих засобів;
- вогнестійких сполучних компонентів;
- негорючого фосфатного пінопласту;
- гідрідидкостей для авіаційної промисловості.
У медицині
Стоматологи застосовують ортофосфорний склад для обробки внутрішньої поверхні коронки.Це допомагає під час протезування покращити її зчеплення із зубом. Речовина використовується фармацевтами для виготовлення ліків, зубного цементу. У медицині застосування ортофосфорної сполуки пов'язане зі здатністю протравлювати емаль зуба. Це необхідно при нагоді використання для пломбування адгезивних матеріалів другого, третього покоління. Важливі моменти після травлення поверхня необхідно:
- промити;
- просушити.
Застосування від іржі
Перетворювач іржі на основі ортофосфорної кислоти створює на поверхні захисний шар, що оберігає від корозії при подальшому використанні. Особливість застосування з'єднання – безпека для металу при нанесенні. Існує кілька способів виконати видалення іржі ортофосфорною кислотою, що залежать від розміру пошкодження:
- травлення з зануренням у ванну, іншу ємність;
- багаторазове нанесення на метал складу пульверизатором, валиком;
- покриття поверхні попередньо обробленою механічною очисткою.
Ортофосфорне з'єднання здійснює перетворення іржі у фосфати заліза. Склад можна використовувати для промивання та очищення:
- виробів металопрокату;
- свердловина;
- поверхні трубопроводів;
- парогенераторів;
- систем водопостачання, опалення;
- змійовиків;
- бойлерів;
- водонагрівачів;
- теплообмінників;
- котлов;
- деталей машин та механізмів.
Взаємодія ортофосфорної кислоти
Властивості неорганічної речовини визначають її взаємодію з іншими речовинами та сполуками. У цьому відбуваються хімічні реакції. Ортофосфорний склад входить у взаємодію з:
- солями слабких кислот;
- гідроксидами, вступаючи в реакцію нейтралізації;
- металами, що знаходяться зліва від водню в ряду активності з утворенням солі та виділенням водню;
- основними оксидами, беручи участь у реакції обміну;
- гідроксідом амонію, створюючи гідрофосфат амонію;
- аміаком з отриманням кислих солей.
Техніка безпеки при роботі з кислотою
Ортофосфорна сполука відноситься до класу небезпечних речовин, що вимагає дотримання обережності. Роботи зі складом повинні проводитися у спеціальному приміщенні, оснащеному припливно-витяжною вентиляцією, далеко від джерел вогню. Неприпустима відсутність засобів індивідуального захисту:
- респіратора;
- пальчаток;
- спеціального одягу;
- неслизьких черевиків;
- очков.
Небезпечне попадання ортофосфорного складу на шкіру, в очі, шкідливе вдихання гарячої пари. Це може спричинити опік, запаморочення, блювання, кашель. При екстрених випадках потрібно:
- зняти одяг, на який потрапила речовина;
- промити місце ураження проточною водою;
- викликати лікаря;
- накласти вільну пов'язку;
- розлиту рідину нейтралізувати лугом.
Правила транспортування
Існують спеціальні ГОСТи, що обумовлюють правила перевезення кислоти ортофосфорної, яка відноситься до небезпечних вантажів. Речовина може бути доставлена будь-яким видом транспорту. Хімічно активна рідина перевозиться у щільно закритих:
- сталевих автоцистернах;
- бутілях з поліетилену, скла;
- пластикових кубах;
- бочках;
- каністрах;
- гумованих залізничних цистернах.
Ціна
Кислоту ортофосфорну можна придбати в аптеках, господарських магазинах, замовити через інтернет-сайти. Для промислових цілей купують оптом зі знижками. Середня вартість для Москви в рублях:
|
Кількість, літр |
Середня ціна, р. |
|
|
Харчова термічна |
1 |
400 |
|
Технічна 85% |
0,8 |
380 |
|
1600 |
13500 |
|
|
Флюс для паяння |
0,01 |
180 |
|
0,003 |
40 |
|
|
Харчова добавка Е388 |
1 |
85 |