Различные способы применения ортофосфорной кислоты

Даже человеку, не увлекающемуся химией, полезно знать свойства некоторых соединений. И среди них есть такие, которые могут применяться в различных сферах. Например, ортофосфорная кислота используется в промышленности и в быту. Узнайте все способы применения.

Что это?

Что такое ортофосфорная кислота? Это соединение неорганической природы, имеющее среднюю силу. Химическая формула выглядит так: H3PO4. При обычных условиях кислота выглядит как маленькие кристаллы, имеющие ромбовидную форму и довольно быстро растворяющиеся в воде. Наиболее часто соединение представляется в виде раствора с концентрацией основного вещества, равной 85%. Он довольно густой, практически прозрачный и не имеет резкого характерного запаха.

Получение ортофосфорной кислоты может осуществляться несколькими способами:

1. Сжигание фосфора под воздействием кислорода, при котором начинается взаимодействие оксида фосфора с молекулами воды.
2. Гидролиз исходного вещества – пентахлорида фосфора.
3. Преобразование из фосфата.
4. Экстракция при разложении природных фосфатов под влиянием соляной кислоты.
5. Реакция белого фосфора и разбавленной неконцентрированной соляной кислоты.

Основные характеристики

Ортофосфорная кислота обладает следующими характеристиками:

• Взаимодействие с сильными высококонцентрированными кислотами провоцирует проявление признаков амфотерности. Начинают образовываться соли фосфорила.
• Соединение обладает хорошей растворимостью в воде, спиртовых растворах и различных растворителях.
• При нагреве до 215 градусов и выше происходит превращение в пирофосфорную кислоту.
• В концентрированных растворах и расплавленном виде кислота отличается высокой вязкостью, обусловленной формированием прочных водородных межмолекулярных связей.
• В водных растворах запускается процесс электролитической диссоциации, которой проходит в три стадии и приводит к выделению катиона гидроксония. Степень реакции и вид задаются уровнем кислотности раствора.
• Контакты с аморфными гидроксидами и основаниями приводят к выделению соли и воды.
• Термическое разложение до другого соединения – дифосфорной кислоты.
• Характерная особенность и главное отличие от прочих фосфорных кислот – вступление в реакцию с нитратом серебра. В результате выпадает жёлтый осадок.
• Вступление во взаимодействие с основаниями, солями слабых кислот, некоторыми металлами, аммиаком, основными оксидами.

Различные сферы применения

Как можно применять рассматриваемое соединение? Ортофосфорная кислота используется в разных сферах, и все они будут рассмотрены подробно.

Промышленность

Ортофосфорная кислота получила применение в нефтяной промышленности, она включается в состав киноплёнки и спичек. Но особенно часто и эффективно соединение используется в металлургии, ведь оно обеспечивает защиту от коррозии, включается в грунтовки для металлических поверхностей, выполняет функции флюса при паяльных работах, очищает и полирует металлические изделия, применяется для антикоррозийной обработки с целью продления срока службы деталей. Кроме того, ортофосфорная кислота входит в состав пропиток для древесины, придающих огнеупорные свойства этому материалу. Подобные растворы применимы и в текстильном производстве для улучшения качеств ткани. А в авиации кислота используется для производства гидрожидкостей.

Пищевое производство

Пищевая ортофосфорная кислота обозначается как Е338 и входит в состав некоторых продуктов питания. Она продлевает сроки хранения и предупреждает порчу и гниение, предотвращает появление посторонних вкусов (кислого, горького), регулирует уровень кислотности и замедляет окисление, способствует сохранению вкусовых качеств или придаёт лёгкий кисловатый привкус.

Добавку Е338 можно увидеть в газированных напитках, полуфабрикатах, колбасных и мясных изделиях, сырах (особенно плавленых), подсластителях, пекарском порошке (разрыхлителе для теста), кондитерских и хлебобулочных изделиях.

К сведению: Во многих странах ортофосфорная кислота не входит в список запрещённых, но должна использоваться в минимальных количествах.

Биология и медицина

В медицине соединение применяется, в основном, в стоматологии, причём сразу в нескольких целях. Так, оно используется стоматологами для травления зубной эмали перед процедурой пломбирования зубов. Это позволяет повысить сцепление пломбировочного материала с тканями, но специалист не может определить степень обработки и проконтролировать полное удаление соединения с эмали. Если кислота останется в зубе, она может снизить его плотность и начать процесс разрушения. Также соединение включается в состав так называемого стоматологического цемента, некоторых препаратов и отбеливающих средств.

В биологии вещество используется для проведений различных исследований, катализации органического синтеза, изготовления реактивов. Также ортофосфорная кислота получила применение в фармакологии для производства лекарственных препаратов.

Быт и сельское хозяйство

Ортофосфорная кислота широко и в разных целях используется в быту и сельскохозяйственной деятельности. Вот основные сферы:

• изготовление бытовой химии, концентрированных чистящих средств, справляющихся с сильными загрязнениями;
• борьба с ржавчиной;
• производство фосфатных удобрений для растений;
• ветеринария (например, терапия мочекаменной болезни у некоторых животных);
• производство холодильных установок (кислота является связующим компонентом при получении охлаждающей жидкости – фреона).

Возможно ли самостоятельное применение в домашних условиях?

Самостоятельное применение ортофосфорной кислоты крайне не рекомендовано в виду токсичности соединения. Но всё же некоторые рискуют и используют соединение в домашних условиях. Есть три способа: погружение металлического изделия в раствор с целью снятия ржавчины, распыление вещества или обработка поверхности после механической чистки.

Работать с ортофосфорной кислотой можно только в хорошо проветриваемом помещении, в защитном костюме, респираторе, перчатках и очках. Нельзя допускать попадания вещества на кожу и слизистые, вдыхание паров также опасно.

Важно! Лучше не пытаться начинать самостоятельное применение во избежание серьёзных последствий.

Воздействие на человеческий организм

При регулярном попадании пищевой кислоты в организм и превышении её доз возможно негативное воздействие в виде повышения уровня кислотности, развития заболеваний желудочно-кишечного тракта, разрушения зубной эмали, нарушения кислотно-щелочного баланса, снижения плотности костных тканей (это называется остеопорозом) и прочих негативных последствий. Неосторожная работа с промышленной ортофосфорной кислотой может привести к сильнейшим химическим ожогам кожи. Крайне опасно и вдыхание паров.

Ортофосфорная кислота – широко применяемое соединение, обладающее массой полезных свойств. Но она может использоваться только в специальных условиях и профессионалами.