توضیحات

اسید فسفریک که به نام اسید اورتوفسفریک نیز شناخته می شود، یکی از شناخته شده ترین و پرمصرف ترین اسیدها است. این اسید معدنی دارای فرمول شیمیایی H3PO4 است که حاوی یک اتم فسفر، چهار اتم اکسیژن و سه اتم هیدروژن است. شکل خام این اسید از سنگ های فسفاته استخراج می شود. اسید فسفریک بعد از اسید سولفوریک بیشترین تولید را در بین اسیدها در جهان دارد. این اسید به طور گسترده در مواد اولیه مورد نیاز برای تولید داروها، مواد شیمیایی کشاورزی و آفت کش ها، پاک کننده های مواد غذایی و مکمل های خوراک دام و طیور و سایر محصولات استفاده می شود. در صنعت بیشتر در تولید کودهای فسفاته استفاده می شود. مانند سولفات پتاسیم .

خواص فیزیکی و شیمیایی:

اسید فسفریک اسیدی قوی، بی رنگ و بی بو است که به صورت مایعی با چگالی بالا، قابل اختلاط با آب و متراکم تر از آن ظاهر می شود. این ماده به دو صورت مایع و جامد موجود می باشد که نوع مایع آن دارای خلوص 85 درصد است ولی نوع جامد آن کاملا خالص و پودری می باشد. مهمترین خواص فیزیکی و شیمیایی این ترکیب را می توان در جدول زیر خلاصه کرد:

انواع اسید فسفریک:

بر اساس درصد خلوص، اسید فسفریک را می توان به سه دسته تقسیم کرد و برای هر کدام کاربردهای خاص آن را تعریف کرد.

صنعتی: از این نوع اسید در تولید مواد شوینده، صنایع نساجی، تصفیه فاضلاب و همچنین در تولید ظروف تفلون استفاده می شود.
غذا: این نوع اسید را می توان با افزودن آب به P2O5 یا از سنگ های حاوی فسفات در حضور اسید سولفوریک تولید کرد. از کاربردهای این ترکیب می توان به استفاده از آن در تولید روغن های گیاهی، نوشابه های گازدار، خوراک دام و مکمل های خوراک دام اشاره کرد.
اسید فسفریک خام: این اسید از واکنش شیمیایی بین اسید سولفوریک و خاک فسفاته به دست می آید و در واحدهای تصفیه به نوع غذایی و صنعتی تبدیل می شود. لازم به ذکر است که بیشترین کاربرد اسید فسفریک خام در تولید کودهای شیمیایی است.

فرآیند تولید اسید فسفریک:

این اسید ضعیف را می توان با سه روش تجاری تولید کرد: فرآیند مرطوب، فرآیند حرارتی و فرآیند کوره خشک که در زیر توضیح داده شده است:
فرآیند مرطوب:

رایج ترین و ارجح ترین روش، فرآیند مرطوب است که بیشتر برای تولید کودهای فسفاته استفاده می شود. در این روش مواد معدنی حاوی فسفات مانند هیدروکسی آپاتیت کلسیم طبق رابطه زیر با اسید سولفوریک واکنش داده و طی آن اسید فسفریک تولید شده و رسوب سولفات کلسیم به عنوان محصول جانبی رسوب می‌کند:

Ca (PO4)3OH + 5H2SO4 → 3H3PO4 + 5CaSO4 + H2O
فرآیند حرارتی:

در فرآیند حرارتی، محصول تولید شده دارای خلوص بسیار بالایی است و در ساخت مواد شیمیایی با خلوص بالاتر مانند داروها، شوینده ها، محصولات غذایی و سایر محصولات غیر از کود استفاده می شود به گونه ای که عنصر فسفر با اکسیژن ترکیب می شود. و پنتوکسید فسفر تولید می شود. سپس فسفر پنتوکسید را هیدراته می کند و محصول اسیدی مورد نظر تهیه می شود. آلاینده های اصلی فرآیند حرارتی ذرات معلق به شکل گرد و غبار اسیدی هستند.

P4 + 5O2 → 2P2O5

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
فرآیند کوره خشک:

به دلیل کاهش اثرات زیست محیطی و همچنین صرفه جویی در هزینه های بالا در تولید، روشی امیدوارکننده است. در این روش سنگ معدن فسفات با ترکیب آن با منبع کربن، سیلیس و حرارت کاهش می یابد. این فرآیند از کنترل هوا برای کنترل تعداد گازهای حاصل از احتراق از بستر کوره برای کنترل دمای بالای کوره استفاده می کند.

موارد مصرف متداول اسید فسفریک:

این ترکیب یکی از مهم ترین مواد شیمیایی است که در صنایع مختلف از جمله کشاورزی و محصولاتی که در زندگی روزمره از آن استفاده می کنیم بسیار استفاده می شود. این ماده یکی از اسیدهای معدنی مهم و مفید است و در صنایع غذایی نیز کاربرد دارد.

عامل اکسید کننده شیمیایی برای تولید کربن فعال
صنایع دام و طیور مانند اسید فرمیک
برای تنظیم pH در محصولات آرایشی و بهداشتی و مراقبت از پوست
حذف ذخایر معدنی
تنظیم کننده اسیدیته در غذاهایی مانند مربا، گوشت های فرآوری شده، ژله ها و ژلاتین ها، مخمرها، پنیرها، ادویه ها، چاشنی ها و کنسروها.

رنگ ها و رنگدانه ها
صنعت کود و کود فسفاته
حذف زنگ آهن
در کشاورزی
در صنعت تصفیه آب و فاضلاب.

چگونه از اسید فسفریک در کودها استفاده می شود؟

کود یک ماده مغذی ضروری برای رشد و سلامت گیاه است. یکی از موادی که به عنوان کود در کشاورزی استفاده می شود اسید فسفریک است. این اسید از ترکیب سه عنصر فسفر، اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. حدود 80 درصد از اسید فسفریک تولید شده در جهان برای تولید کود استفاده می شود. این ماده شیمیایی عمدتاً به سه نمک فسفات تبدیل می شود که به عنوان کود استفاده می شود. آنها سوپر فسفات سه گانه (TSP)، دی آمونیوم فسفات (DAP) و مونو آمونیوم فسفات (MAP) هستند. استفاده از اسید فسفریک در کودها باعث کاهش استفاده از سموم دفع آفات و کاهش هزینه استفاده از آفت کش ها می شود.

اثرات اسید فسفریک بر رشد گیاه:

برای فتوسنتز در گیاهان ضروری است.
رشد ریشه را افزایش می دهد؛
انرژی خورشیدی را جذب و به مواد گیاهی تبدیل می کند.
افزایش مقاومت گیاه در برابر عوامل مختلف؛
کیفیت و سرعت تولید گیاه را افزایش می دهد.
تشکیل گل و دانه در گیاه را بهبود می بخشد.
استحکام ساقه ها و شاخه ها را افزایش می دهد.

امروزه بیشتر خاک های کشاورزی با مشکل کمبود فسفر مواجه هستند و در نتیجه تولید محصول را کاهش می دهند. بنابراین استفاده از اسید فسفریک در کشاورزی یک گزینه عالی برای تقویت گیاهان و دریافت محصولات بیشتر از آنها است.

نکات ایمنی:

این ترکیب ماده ای خورنده است و در تماس با پوست و چشم باعث آسیب و سوختگی می شود اما قابل اشتعال نیست. هنگام استفاده از آنها باید از روپوش، دستکش و عینک استفاده کرد.

حمل و نقل و انبار:

در جای خنک و با تهویه مناسب و دور از مواد ناسازگار مانند عوامل اکسید کننده، فلزات، مواد قابل احتراق و قلیاها نگهداری شود.