بررسی خواص اسید فسفریک و تفاوت اسید فسفریک خوراکی و صنعتی

تولید و خرید و فروش اسید فسفریک از نظر میزان پس از اسید سولفوریک، بیشترین حجم را در بین اسیدها دارا میباشد. این اسید دارای کاربردهای زیادی در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی، کودهای شیمیایی و بهداشتی است.

اسید فسفریک یک اسید ضعیف سه ظرفیتی است که با توجه به کاربرد آن، به دو نوع اسید فسفریک خوراکی و اسید فسفریک صنعتی تقسیم می شود. از نظر میزان تولید پس از اسید سولفوریک، بیشترین حجم تولیدی در بین اسیدها مربوط به اسید فسفریک است. این اسید دارای کاربردهای زیادی در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی، کودهای شیمیایی و بهداشتی است.

اسید فسفریک چیست؟

اسید فسفریک (Phosphoric acid) دارای فرمول مولکولی H3PO4 و حاوی یک اتم فسفر، چهار اتم اکسیژن و سه اتم هیدروژن است. هر سه اتم هیدروژن تعیین کننده درجات مختلف اسیدی هستند و می توانند  به صورت یون های + H (پروتون ها) از ترکیب جدا شوند. هنگامی که هر سه هیدروژن از ترکیب حذف شوند، آنچه که باقی می ماند یک یون ارتوفسفات -PO43 است که به آن فسفات می گویند. اگر یک یا دوپروتون حذف شود یون دی هیدروژن فسفات تشکیل می شود.

از نظر ویژگی های ظاهری، اسید فسفریک مایعی بی رنگ، بی بو، شفاف و متراکم است. این اسید غیرسمی بوده و خورندگی کمی دارد و تنها اسید معدنی غیرآلی است که در صنعت مواد خوراکی از آن استفاده می شود. اسید فسفریک می تواند با بازها وارد واکنش شده و با جایگزین کردن اتم های هیدروژن خود، نمک تولید نماید. از ویژگی های دیگر اسید فسفریک می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• غیرقابل اشتعال بوده و فرار است.
• قابلیت انحلال اسیدفسفریک در آب بالاست.
• اگر با فلزات وارد واکنش شیمیایی شود، گاز هیدروژن آزاد می کند.

تفاوت اسید فسفریک خوراکی و صنعتی

اسید فسفریک بر اساس نوع کاربرد به دو نوع خوراکی و صنعتی تقسیم می شود که قیمت خرید و فروش اسید فسفریک خورکی نسبت به نوع صنعتی بیشتر است. اسید فسفریک خوراکی، دارای درجه خلوص بالاتر از 85٪ است. اسید فسفریک با درجه خلوص کمتر از این مقدار، به عنوان اسید فسفریک صنعتی به شمار می رود.

اسید فسفریک با خلوص ۸۵٪ و ۸0٪ با بسته بندی های گالن های ۳۵ کیلویی، بشکه های ۳۳۰ کیلویی و مخزن های ۱۶۵۰ کیلویی در بازار وجود دارد. یکی از مهمترین عوامل تاثیر گذار بر قیمت خرید و فروش  اسید فسفریک، کیفیت این محصول و مواد اولیه تشکیل دهنده این ترکیب شیمیایی است. نوع خوراکی اسید فسفریک به دلیل خلوص بالا، قیمت فروش بالاتری دارد.

اسید فسفریک خوراکی

به اسید فسفریک خوراکی اسید فسفر نیز گفته می شود. اسید فسفریک خوراکی را می توان به دو طریق اضافه کردن آب به پنتوکسید فسفر و یا ترکیب سنگ فسفاته با اسید سولفوریک به دست آورد. در این فرآیند اسید فسفریک خوراکی با غلظت های مختلف تشکیل می شود و برای ترش و معطر کردن برخی از نوشیدنی ها به کار برده می شود.

کاربردهای اسید فسفریک خوراکی

در پزشکی، اسید فسفریک خوراکی به عنوان کاتالیزگر در ساخت آسپرین کاربرد دارد. از این اسید همچنین در ساخت خمیر دندان به صورت ترکیبات دی کلسیم فسفات، سدیم فسفات و ... نیز استفاده می شود. دیگر کاربردهای اسید فسفریک خوراکی عبارتند از:

• تنظیم PH محیط
• تهیه شکر از نیشکر
• طعم دهنده غذاهای خوراکی
• تهیه بیکینگ پودر از جوش شیرین
• تنظیم مقدار پروتئین در محصولات لبنی
• تولید مکمل های غذایی، روغن نباتی، تهیه نوشیدنی های گازدار
• فراهم کردن کلسیم، فسفر و نیتروژن مورد نیاز در تهیه غذای دام

اسید فسفریک صنعتی

اسید فسفریک صنعتی، با توجه به نوع خلوص خود دارای کاربردهای گوناگونی است، برای مثال در ساخت صفحه نمایشگر تلویزیون های LCD، کامپیوترها و تلفن های هوشمند از این اسید استفاده می شود.

کاربردهای اسید فسفریک صنعتی

مصرف عمده اسید فسفریک صنعتی در کشاورزی و تهیه کودهای فسفاته است. کودهای تریپل فسفات و آمونیوم فسفات از مهمترین این محصولات هستند. تولید محصولات کود فسفات – فسفات آمونیوم و سوپر فسفات های سه گانه بخش عمده بازار خرید و فروش اسید فسفریک صنعتی را به خود اختصاص داده است. کاربرد دیگر اسیدفسفریک صنعتی در کاهش درجه سختی آب است تا مواد شوینده بتوانند کف بیشتری را در زمان شستن لباس ها ایجاد کنند. این اسید همچنین می تواند به عنوان یک اسید خورنده و برطرف کننده زنگ آهن مورد مصرف قرار بگیرد. دیگر کاربردهای اسیدفسفریک صنعتی عبارتند از:

• تهیه شوینده ها
• صنعت نساجی
• تصفیه پسآب

روش های تولید اسید فسفریک

اسید فسفریک به دو طریق مرطوب و گرمایی تولید و ساخته می شود. اسید فسفریک به دست آمده از روش مرطوب، اغلب برای تهیه کودهای شیمیایی و اسید فسفریک به دست آمده از روش گرمایی، بیشتر برای صنایع غذایی، دارویی، بهداشتی و نوشیدنی استفاده می شود.

تولید اسید فسفریک به روش مرطوب (تَر)

در روش مرطوب (تر)، سنگهای فسفات خشک و سپس خرد می شوند. درادامه با ورود به رآکتور، با اسید سولفوریک واکنش داده می شوند. حاصل این واکنش، اسید فسفریک و کلسیم فسفات است که در مجموع گچ نامیده می شود. اسید تولید شده در این روش ناخالصی بالایی دارد و به همین دلیل در ادامه، عمل فیلتراسیون و تبخیر با هدف افزایش خلوص، بر روی آن انجام می شود.

از جمله روش های خالص سازی، شفاف سازی است. شفاف سازی خود به دو روش انجام می شود:

1. گرم کردن محلول و انجام عمل سانتریفوژ
2. افزودن آهک و رسوب یون ها

راه دیگر خالص کردن اسید فسفریک، روش فیزیکو شیمیایی و اضافه کردن مواد شیمیایی خاص است. استخراج حلال - حلال، به کار گرفتن فیلترهای غشایی و حذف فلزات سنگین نیز از دیگر روش هایی هستند که می توان با بهره گیری از آن ها، اسیدفسفریک به دست آمده از روش تولید مرطوب را، خالص کرد.

تولید اسید فسفریک به روش خشک

در روش گرمایی (خشک)، اسید فسفریک را از ترکیب فسفر سوخته با آب به دست می آورند. در این روش فسفر به داخل کوره اسپری شده و در دمای 1800 تا 3000 درجه کلوین می سوزد. سپس با آب ترکیب شده و اسید فسفریک به دست می آید. اسید به دست آمده در این روش، نسبت به روش مرطوب، خالص تراست.

نکات قابل توجه در مورد نگهداری اسید فسفریک

بسیار مهم است که در هنگام استفاده از اسید فسفریک،  لباس محافظ، عینک و دستکش استفاده شود. در محل نگهداری این اسید باید تهویه کافی وجود داشته باشد. اگرچه بسیاری از موارد شیمیایی، خود سرطان زا نیستند، اما برخی از آن ها می توانند موجب فعال شدن عملکرد موارد سرطان زا شوند. دمای محل نگهداری اسید فسفریک نباید به نقطه انجماد و یا دماهای خیلی بالا نزدیک باشد.

به طور معمول از مخازن پلی اتیلنی برای نگهداری اسید فسفریک استفاده می شود. این ظروف باید به صورت روکش دار و در محل خشک با دمای مناسب نگهداری شده و از مواد آتش زا و اکسید کننده نیز دور نگه داشته شوند.

اسید فسفریک دارای خورندگی کمتری نسبت به اسیدهای دیگر ولی ترکیب هایی مثل اسیدهای فسفریک کلرید دار گرم شده، تا ده برابر خورندگی بیشتر دارد.

تماس مکرر یا طولانی مدت با اسید فسفریک می تواند منجر به سوزش مزمن چشم، سوزش شدید پوست یا مشکلات طولانی مدت دستگاه تنفسی شود.