کاربرد های اسید فسفریک

اسید فسفریک چیست؟

اسید فسفریک یا Phosphoric Acid با نام‌های دیگر اورتو فسفریك اسید، محلول اسید فسفریك، اسید فسفر و فسفریك اسید شناخته می‌شود. فرمول شیمیایی آن به صورت H₃PO₄ می‌باشد. ماده‌ای معدنی، اسیدی، بی بو و بی‌رنگ شامل فسفروس یا اتم فسفر است. وزن مولکولی آن 97.99 گرم بر مول است و PH آن برابر با 1.5 است. اسید فسفریک اسید ضعیفی است و در شرایط عادی و مدت زمان کوتاه کم‌خطر است.

اسید فسفریک ( Phosphoric acid ) از خانواده کربوکسیلیک اسیدها است که خاصیت اسیدی بسیار ضعیفی دارد. این اسید به صورت مایع بوده و هیچگونه رنگ و بوی خاصی ندارد. یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد فسفریک اسید این است که بر خلاف سایر اسیدها هم درآب و هم در اتانول حل می‌شود. فرمول شیمیایی این اسید H₃PO₄ است که طبق این فرمول اسید فسفریک دارای سه پروتون می باشد. به عبارتی سه مولکول اکسیژن دارد؛ به همین دلیل به راحتی در آب حل می شود. حال اگر از لحاظ خاصیت اسیدی بخواهیم آن را مورد بررسی قرار دهیم باید بگوییم که اسید فسفریک خاصیت اسیدی کمتری نسبت به اسید سولفوریک و خاصیت اسیدی بیشتری نسبت به اسید استیک دارد.
امروزه اسید فسفریک هم در بخش صنعتی و هم در بخش خوراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خرید اسید فسفریک

کاربردهای اسید فسفریک

اسید فسفریک در صنایع مختلفی کابرد دارد. معمولاً در دو گرید صنعتی و خوراکی و با درصد خلوص متفاوت، در دو حالت مایع و جامد در بازار وجود دارد. در ادامه با کاربردهای اسید فسفریک در صنایع مختلف آشنا می شویم:

1-کاربرد فسفریک اسید در مواد غذایی

این ترکیب شیمیایی، یک اسید معدنی است که در گرید خوراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فسفریک اسید خوراکی، رایج ترین ماده شیمیایی افزودنی به انواع مواد غذایی است. مقادیر متفاوتی از این اسید، در سبد غذایی روزانه مردم وجود دارد. هدف اصلی افزودن این اسید معدنی به مواد غذایی، ایجاد طعم بهتر در آن‌ها می‌باشد. مصرف فسفریک اسید خوراکی بیش از حد مجاز، موجب کاهش تراکم مواد معدنی استخوان‌ها می‌شود؛ به همین دلیل است که متخصصان تغذیه هشدار می‌دهند تا در مصرف نوشابه‌های گازدار و انواع کیک و کلوچه دقت داشته باشید.

2-کاربرد اسید فسفریک خوراکی در نوشیدنی‌ها

یکی از بزرگ ترین موارد مصرف اسید فسفریک خوراکی، تولید نوشیدنی‌های بدون الکل و  انواع کولا می‌باشد. نقش اصلی این اسید معدنی در نوشیدنی ها، حفظ خواص و کمک به طعم بهتر آن‌ها است. طعم خنک و مطلوب نوشیدنی‌ها به واسطه حضور مقادیر معینی از فسفریک اسید خوراکی در این محصولات است.

جالب است بدانید در نوشابه‌هایی که از نظر ظاهر، شفاف‌تر هستند، به جای اسید فسفریک خوراکی، از اسید سیتریک استفاده شده است. طعم کولا در نوشابه‌ها به واسطه این دو اسید خوراکی ایجاد می‌شود. علاوه بر نوشیدنی‌های کولا، از این اسید خوراکی در بسیاری از انواع دیگر نوشیدنی‌ها مانند نوشیدنی‌های ورزشی، چای بسته بندی و نوشیدنی‌های با طعم میوه استفاده می‌شود.

3-کاربرد اسید فسفریک به عنوان طعم‌دهنده غذایی

این ماده سبب دادن طعم تندی به غذا می‌شود. این ماده در حجم انبوه تولید می‌شود. تولیدکنندگان به خاطر قیمت ارزان و راحتی تولید این ماده در حجم انبوه، ترجیح می دهند که از اسید فسفریک به جای طعم دهنده های طبیعی مانند زنجبیل یا اسید سیتریک لیمو (lemon) و عصاره لیموترش (lime) استفاده کنند. اسید فسفریک در صنایع غذایی به عنوان یک طعم دهنده و تثبیت کننده خواص مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اسید در تولید انواع ترشی به کار می‌رود.

4-کاربرد اسید فسریک در تولید محصولات غذایی لبنی

نمک‌های این اسید خوراکی، موادی شیمیایی هستند که در بسیاری از محصولات لبنی استفاده می‌شوند. هدف از افزودن این اسید به لبنیات، افزایش ماندگاری، اصلاح بافت غذا، بهبود کیفیت و همچنین تنظیم PH می‌باشد. برای مثال افزودن فسفات‌ها به پنیرکه نوعی از مشتقات فسفریک اسید هستند موجب ایجاد بافتی یکنواخت و نرم و افزایش پایداری آن می شود. این ترکیبات شیمیایی را در شیر، خامه، پنیر خامه ای، کرم قهوه و غیره می‌بینیم. بافت بسیار نرم و سطح صافی که در انواع پنیر و خامه مشاهده می‌کنید، ناشی از افزودن اسید فسفریک خوراکی به این محصولات است.

5-کاربرد اسید فسفریک در تولید پودر کیک و شیرینی

نمک‌های فسفریک اسید، ترکیبی از جوش شیرین هستند که برای تولید انواع پودر کیک، پودر آشپزی و تولید خمیرهای آماده استفاده می‌شوند. به احتمال زیاد، در محصولات غذایی پخته شده که از مخمرها در تهیه خمیر آن ها استفاده نشده است، مقادیر معینی از فسفریک اسید خوراکی وجود دارد. پودرهای مخصوص آشپزی در بسته بندی های مخصوص و در وزن‌ها متفاوتی به فروش می‌رسند.

6-کاربرد اسید فسفریک در محصولات غذایی فرآوری شده

محصولات غذایی فرآوری شده، دسته‌ای از مواد غذایی هستند که اسید فسفریک خوراکی به آن ها اضافه می‌شود. صبحانه‌های آماده بسته بندی شده، نوشیدنی‌ها، آب‌های طعم دار، بطری‌های قهوه و گوشت فرآوری شده، مهم ترین محصولات غذایی تولید شده با استفاده از فسفریک اسید هستند. گوشت گوسفند و گوشت مرغ با محلول‌های معینی از نمک‌های فسفریک اسید فرآوری می‌شوند تا علاوه بر این‌که میزان رطوبت موجود در بافت گوشت افزایش یابد، طعم و خواص اصلی آن نیز حفظ شود. معمولاً جزئیات مواد افزودنی به این فرآورده ها بر روی بسته بندی های آن ها درج می‌شود. نمک‌های دی کلسیم فسفات، هگزا متا فسفات، سدیم فسفات و تری کلسیم فسفات، نمونه‌ای از این مواد می‌باشند.

7-کاربردهای اسید فسفریک در تولید غذای دام و طیور

فسفریک اسید به عنوان یک ماده افزودنی و مکمل در برخی از انواع خوراک دام و طیور مانند دی کلسیم فسفات نیز به کار می‌رود. نمک های فسفاته مشتق شده از فسفریک اسید، دقیقاً همان مواد شیمیایی اولیه هستند که در صنایع تولید خوراک دام و طیور از آن ها استفاده می شود. حدود 5% از تولیدات جهانی فسفر به صنایع تولید خوراک حیوانات اختصاص دارد.

8-کاربردهای اسید فسفریک در تولید مواد پاک‌کننده صنعتی

این ماده در نرم کردن آب به کار می‌رود. در آب سخت یون‌های کلسیم II و منیزیم II وجود دارد که اگر باقی بمانند در واکش با صابون، رسوبات غیرقابل حلی را تشکیل می‌دهند. این رسوبات در هنگام شستشو، سبب پدیدآمدن لکه بر روی لباس‌ها می‌شوند. به طور معمول، نمکهای فسفات تولید شده از اسید فسفریک را در پاک‌کننده‌ها به‌عنوان سازنده به‌کار می‌‌برند. سدیم تری پلی فسفات در پاک‌کننده‌های جامد به عنوان نرم‌کننده آب، با یون‌های کلسیمII و منیزیم IIپیوند برقرار می‌کند. این پیوند سبب تولید محلولی کمپلکس یا کلیت می‌شود و از واکنش این یون‌ها با صابون جلوگیری می‌کند، در نتیجه، رسوبی ایجاد نمی‌شود.

9-کاربردهای اسید فسفریک در پزشکی، داروسازی و دندانپزشکی

از اسید فسفریک در دندانپزشکی و اورتودنسی به‌عنوان عامل آماده سازی مینا‌ و عاج دندان به منظورتمیز کردن و افزایش اصطکاک سطح دندان و عامل قلم زنی برای تمیز کردن و زبر کردن سطح دندان خصوصا در جاهایی که از اسباب و وسایل دندان پزشکی استفاده شده است، بهره‌ می‌برند. ترکیب این اسید و پودر روی برای تولید سولفات روی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در دندان سازی به عنوان پرکننده کاربرد دارد.

از دیگر کاربردهای آن برای پاک کردن جرم‎های دندان در دندانپزشکی و در خمیردندان‌هایی است که خاصیت سفید کنندگی دارند. در داروسازی نیز از این ماده، به‌عنوان کاتالیست درتولید آسپیرین به خاطر داشتن یون هیدروژن فراوان و آلایندگی کمتر در مقایسه با اسید کلریدریک و اسید سولفوریک استفاده می‌شود. اسید فسفریک با نام اورتوفسفریک اسید در پزشکی شناخته می‌شود و نمک آن نیز اورتوفسفات است که یکی از درمان‌های اصلی در انواعی از سنگ‌های کلیوی است و به دلیل نشت فسفات از کلیه، دیده می‌شود.

10-اسید فسفریک در صنعت کشاورزی

تولید انواع کودهای فسفاته مانند مونو آمونیوم فسفات، دی آمونیوم فسفات، سوپر فسفات تریپل، فسفات منیزیم، کودهای NPK و …  با استفاده از ترکیب اسید فسفریک امکان پذیر است. کودهای فسفاته با تأمین عنصر فسفر، مقدمات کشت محصولات مرغوب را در زمین‌های کشاورزی فراهم می‌سازند. فسفات های آلی که دسته‌ای از مشتقات این اسید محسوب می شوند، در تولید انواع حشره کش ها و سموم دفع آفات به کار می روند.

بیشتر اسید فسفریک در تولید کود به‌کار می‌رود زیرا فسفر یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان است. می‌دانیم که فسفاتهای آلی از ترکیباتی به شمار می‌روند که انرژی لازم را برای بیشتر واکنش‌هایی که در سلول‌های زنده اتفاق می‌افتند، فراهم می‌سازند. در نتیجه، خاک‌های غنی‌شده با کودهای فسفاتی، رشد گیاهان را بالا می‌برند.

هم‌چنین، افزایش غلظت فسفات در سطح آب‌ها، رشد گیاهان آبزی را بالا می‌برد. اضافات کودهای شیمیایی می‌توانند باعث تحریک رشد گیاهان در آب‌های دریاچه‌ها و رودخانه‌ها شود. آب فاضلاب‌ها نیز که شامل فسفات است، تاثیر مشابهی خواهد داشت.

البته به علت سرعت انباشتگی در خوراک آبی موجود در دریاچه‌ها، گیاهان آبزی تغذیه شده، پس از مدتی خواهند مرد. این گیاهان مرده، برای تجزیه باید اکسیژن حل شده در آب را، مصرف ‌نمایند. این سبب می‌شود تا به مرور، سطح اکسیژن حل شده کم شود.

امروزه، برای کاهش تهدید انباشتگی در دریاچه‌ها، فسفات‌ها را از پاک‌کننده‌ها حذف می‌کنند. در بعضی از موارد، فسفاتها جای خودشان را با کربنات‌ها عوض کرده‌اند. به عبارت دیگر پاک‌کنندهای جدید به گونه‌ای تهیه می‌شوند که با یونهای کلسیم و منیزیم آب سخت، واکنشی ندهند.

11-فسفریک اسید در پتروشیمی 

فسفریک اسید به عنوان کاتالیزور در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد. زدودن آلودگی های سطحی از فلزات و فولاد، به ویژه از بین بردن زنگ آهن، محلول‌های فسفریک اسید استفاده می‌شوند.

این ترکیب باعث می‌شود یک نمک فسفات آهن بر روی سطح فلز اجاد شود که از پدیده خوردگی فلز جلوگیری می‌کند. از اسید فسفریک، به صورت مستقیم، برای زدودن زنگ آهن در اکسید آهن III (که در ابزارهای آهنی یا فولادی وجود دارد) و تبدیل آهن به فسفات‌های محلول در آب استفاده می‌شود. پس از زدودن زنگ آهن، فسفات آهن تولید شده به ترکیب فسفات آهن سیاه تبدیل می‌شود.

12-فسفریک اسید در صنعت متالورژی

پوشش‌های شیمیایی به منظور حفاظت و نگهداری از فولاد و سطوح آلومینیومی مورد استفاده قرار می‌گیرند. محلول‌های فسفاته که حاوی فسفریک اسید و افزونی‌های خاص دیگر است برای محافظت از وسایل نقلیه فولادی، کشتی های نظامی و غیره به کار برده می شوند. در فسفاته کردن، بهبود سطح با محلول‌های گرم و رقیق این ترکیب، سبب افزایش مقاومت در برابر خوردگی می‌شود.

13-اسید فسفریک در تصفیه آب و فاضلاب

محققین حوزه آب و فاضلاب به دنبال یافتن راه حل‌ی هستند تا بتوانند فرآیند تصفیه فاضلاب و تهیه آب آشامیدنی را بهینه سازی کنند. هر یک از مواد به کار رفته در این حوزه دارای خواص مختلفی هستند و به یک منظور ویژه مورد استفاده قرار می گیرند.

دلیل انتخاب انواع فسفات و اسید فسفریک صنعتی برای کاربرد در سیستم های تصفیه خانه های آب آشامیدنی و تصفیه فاضلاب، کارآیی آن‌ها در کاهش خطر خوردگی لوله ها و اتصالات، جلوگیری از رسوب آهک، کنترل و تنظیم PH محیط و جلوگیری از قرمز یا قهوه ای شدن آب است. تصفیه آب و فاضلاب شامل سه بخش اصلی است؛ این دسته بندی ها عبارتند از: تصفیه فاضلاب، تولید آب آشامیدنی و تولید آب صنعتی (آب مورد استفاده در بخش های مختلف صنعت) در ادامه برخی از موارد توضیح داده شده‌ است.

14-اسید فسفریک صنعتی در کنترل رنگ قهوه ای و قرمز آب

در مراحل مختلف تصفیه آب و فاضلاب تحت فرآیندهای اکسیژن دهی، هوادهی یا افزودن کلر، آب دچار تغییر رنگ خواهد شد. این عامل به واسطه رسوب برخی از فلزات نظیر آهن در آب رخ می‌دهد؛ که منجر به تغییر رنگ آب به قرمز یا قرمز مایل به قهوه ای می‌شود. اسید فسفریک صنعتی و سایر فسفات‌ها می‌توانند این یون‌های فلزی را به دام انداخته و از تغییر رنگ آب جلوگیری نمایند.

15-اسید فسفریک صنعتی در جلوگیری از خوردگی لوله و اتصالات

آب‎‌های سخت منجر به تولید رسوبات آهکی در سیستم های تصفیه آب و فاضلاب می‌شوند. این رسوبات به مرور زمان موجب تحمیل هزینه های زیاد برای تعمیرات و نگهداری تجهیزات تصفیه خانه می شود زیرا رسوبات می‌توانند برخی از دستگاه ها را از کار بیاندازند. افزودن پلی فسفات‌های منیزیم و کلسیم و همچنین اسید فسفریک صنعتی به محلول آب، از تشکیل این رسوبات آهکی جلوگیری می‌کند.

16-اسید فسفریک صنعتی در تنظیم PH آب 

عامل حیاتی‌ای که در سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب مورد توجه قرار دارد،PH  آب است. میزان PH  می‌تواند از 0 تا 14 متغیر باشد، اما باید توجه داشت، یون‌های مضر در تصفیه خانه در چه میزانPH، فعال هستند. اسید فسفریک صنعتی و ارتوفسفات ها می‌توانند سطح PH آب را به خوبی تنظیم کنند.

17- به عنوان واکنشگر رسوب دهنده سرب

حضور سرب در آب آشامیدنی، خطرات جدی برای انسان و محیط زیست دارد. بنابراین، افزودن مقادیری از اسید فسفریک صنعتی به آب برای جلوگیری از رسوب سرب در لوله‌ها ضروری است.

18-اسید فسفریک در آتش‌نشانی

از دیگر کاربردهای این اسید، تولید مواد بازدارنده اشتعال برای مصارف آتش نشانی است. این اسید به منظور ضد حریق کردن برخی سطوح و عوامل بازدارنده اشتعال به کار می‌رود. اسید فسفریک به دلیل  غیر قابل اشتعال بودن، بعنوان ماده بازدارنده اشتعال در آتش‌نشانی استفاده می‌شود. البته باید مراقب بود؛ زیرا این اسید در مجاورت با فلزها تولید گاز هیدروژن قابل اشتعال می‌نماید.

19-اسید فسفریک در صنایع آبکاری

اسید فسفریک در صنایع آبکاری کاربرد دارد؛ برای مثال از انودایزینگ در الکترولیت اسید فسفریک به عنوان مرحله ماقبل آبکاری استفاده می‌شود.

20-اسید فسفریک در تولید مواد بهداشتی و شوینده‌ها

از اسید فسفریک در تولید شوینده‌هایی مانند سدیم تری پلی فسفات و سدیم تری فسفات استفاده می‌شود. به علاوه از این اسید برای تمیز کردن و جرم گیری سطوح فلزی استفاده می‌شود. این اسید در تهیه مواد آرایشی و بهداشتی وخود مراقبتی کاربرد دارد. در ماسک‌های اسکراب، شامپوهای سر و بدن، لاک ناخن، رنگ مو و پاک کننده‌های صورت از این اسید به عنوان تنظیم‌کننده اسیدیته استفاده می‌شود.

21-اسید فسفریک در سلول‌های سوختی

این اسید به عنوان الکترولیت در سلول‌های سوختی نیز استفاده شده و از آن برای ساختن دیترجنت‌های مصنوعی نیز استفاده می‌شود.

22-اسید فسفریک به عنوان کاتالیست و تهیه محلول بافر

اسید فسفریک در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به کار می رود. فسفریک اسید، یک اسید ضعیف است و اگر به صورت محلول درآید، می تواند به یون های فسفات و فسفیت تبدیل شود. در تولید بعضی الکل‌ها مانند اتانول به عنوان کاتالیست عمل می‌کند.

نمک‌هایی که از این اسید مشتق می‌شوند برای تهیه محلول‌های بافر یا تامپون به کار می‌روند. محلول های بافر متشکل از یک اسید ضعیف و نمک آن و یا یک باز صعیف و نمک آن هستند. محلول های بافر (تامپون) محلول هایی هستند که در برابر تغییرات pH تا حدی مقاومت می کنند. یعنی اگر چند قطره اسید یا باز به آن اضافه شود، pH این محلول ها تغییر محسوسی نمی‌کند.

مشخصات فنی اسید فسفریک

نکات ایمنی کار با اسید فسفریک

اسید فسفریک همانطور که از نامش پیداست از خانواده اسیدها بوده و با وجود اینکه خاصیت اسیدی بسیاری پایینی دارد، باز هم اگر در تماس با پوست دست و چشم قرار بگیرد باعث ایجاد سوختگی و آسیب‌های جدی به بدن می‌شود. در مواردی دیده شده که بخار ناشی از این اسید می‌تواند خفه‌کننده باشد. پس بهتر است حین کار با مواد اسیدی از ماسک فیلتر دار، دستکش کار و عینک محافظ استفاده شود.

روش تولید اسید فسفریک خوراکی و صنعتی

به طور کلی اسید فسفریک به دو روش کاملا متفاوت مرطوب و گرمایی تهیه و تولید می‌شود؛ که درصد خلوص اسید فسفریک تولید شده به روش گرمایی یا حرارتی به مراتب بالاتر می باشد.

تولید اسید فسفریک به روش مرطوب

در این روش از خرد کردن آپاتیت و ترکیب آن با اسید سولفوریک، اسید فسفریک و کلسیم سولفات که در واقع همان گچ است تولید می‌شود. در واقع اسید فسفریک ساخته شده در روش مرطوب غلظت 28 درصدی خواهد داشت و برای افزایش غلظت آن و رساندنش به 50 درصد، از فرآیند تبخیر چندمرحله‌ای استفاده می‌گردد.

تولید اسید فسفریک به روش گرمایی (حرارتی)

برای تولید اسید فسفریک خوراکی بیشتر از فرآیند گرمایی استفاده می‎شود. در این روش اسید فسفریک از ترکیب، احتراق و غبارگیری فسفر، آب و هوا حاصل خواهد شد. در این روش ابتدا مواد را با هم ترکیب می‌کنند، سپس در معرض احتراق قرار می‌دهند که باعث اکسید شدن فسفر می‌شود و در نهایت با هیدراته شدن آب با فسفر اکسید شده عملیات غبارگیری انجام می‎شود و اسید فسفریک تولید می‌گردد.

سایر کاربرد های اسید فسفریک

• از اسید فسفریک در بخش کشاورزی به وفور استفاده می‌کنند.
• اسید فسفریک در تهیه بسیاری از شوینده‌ها، به منظور کاهش رسوبات غیر محلولی استفاده می‌شود.
• در بخش دارویی و درمانی نیز این اسید کاربرد فراوانی دارد؛ در دندانپزشکی از ترکیب اسید فسفریک با روی برای پر کردن دندان‌های آسیب دیده استفاده می‌کنند. از دیگر کاربردهای آن نیز می‌توان به چسباندن ایمپلنت اشاره کرد.
• یکی از پرکاربردترین استفاده‌ها از اسید فسفریک، استفاده از آن در تهیه نوشابه است؛ در واقع این اسید نقش مهمی در طعم نوشابه‌ها دارد و میزان اسیدیته آن‌ها را کنترل می‌کند.

خرید و فروش اسید فسفریک

شیمی بازار بورس آنلاین خرید و فروش مواد شیمیایی بستر مناسبی را برای خرید و فروش انواع مواد شیمیایی در صنایع مختلف از جمله خرید و فروش اسید فسفریک فراهم کرده است.