اسید فسفریک (Phosphoric acid) یک محلول غلیظ بی رنگ، بی بو و غیر فرار بوده که دمای محیط غیرفعال است و کاربرد های مهمی دارد. ترکیب خالص آن، یک جامد بی رنگ است. این اسید غیر سمی بوده و مشتعل نخواهد شد. این محصول در برخورد با الکل ها، آلدهید‌ها، سیانید‌ها، کتون ها، فنول ها، استرها و سولفیدها تجزیه می شود و بخاری سمی تولید می کند. این اسید معمولاً در آزمایشگاه شیمی به عنوان محلول آبی 85 درصد یافت می شود. این محصول در بین اسیدها بعد از سولفوریک اسید رتبه دوم تولید در سطح جهانی را دارد که با در نظر گرفتن این تولید بالا می توان گفت از پرمصرف ترین مواد شیمیایی در صنایع مختلف است. برای مطالعه کاربرد اسید فسفریک به در آزمایشگاه به مطلب اختصاصی آن رجوع کنید.
تولید اسید فسفریک
با توجه به مصرف بالای اسید فسفریک، آن را می توان به دو روش زیر تولید کرد؛
روش تر
در اثر افزودن سولفوریک اسید بر روی فسفات کلسیم بدست خواهد آمد. در این روش کانی های فسفات را با سولفوریک اسید ترکیب می کنند. علاوه بر تولید اسید فسفریک و برخی فسفات‌ها که ترکیبات اصلی هستند، ترکیبات جانبی دیگری هم تولید می شوند.
روش حرارتی یا خشک
این روش شامل احتراق فسفر و هیدراسیون P4O10 است. مخلوط فسفر مایع و هوا به محفظه احتراق که شبیه برج است تزریق و با انجام واکنش اکسیداسیون فسفر، تولید خواهد شد. P4O10 به دست آمده را در برج بعدی هیدراته کرده و بخارهای باقیمانده P4O10 را، واحد شستشو به اسید فسفریک رقیق تبدیل خواهد کرد و به عنوان افشان در کاهش دمای برج اول کاربرد دارد. اسید حاصل از این روش خلوص زیادی را دارد اما این فرایند گران است به همین دلیل این روش تنها برای مصرف در صنایع غذایی و دارویی و مواد پاک کننده که حساسیت بالایی دارند و کیفیت امری بسیار مهم است، استفاده می شود. اغلب اسید تولید شده به روش مرطوب را اسید فسفریک صنعتی نامیده و از آن در تولید کودهای شیمیایی و کشاورزی و مکمل خوراک دام و طیور بهره می برند.
کاربرد اسید فسفریک
این محصول به عنوان ماده اولیه مورد نیاز برای تولید مواد دارویی، کودهای شیمیایی و سموم، پاک کننده های فرآورده های غذایی، مکمل غذایی دام و طیور، ماده افزودنی در نوشابه های گازدار و نیز جهت تمیز کردن و جرم گیری سطوح فلزی، پاک کننده های صابونی و غیرصابونی، تصفیه پساب، ضد حریق کردن برخی سطوح و عوامل بازدارنده اشتعال بکار می رود. همچنین از اسید 37 درصد آن در دندانپزشکی قبل از ترمیم های کامپوزیت استفاده می کنند.
اسید فسفریک در صنعت کود و کشاورزی
کود، غذایی ضروری برای رشد و حفظ سلامت گیاهان است و یکی از موادی که به عنوان کود در کشاورزی کاربرد دارد، اسید فسفریک می باشد. این اسید از ترکیب سه عنصر فسفر، اکسیژن و هیدروژن ایجاد می شود. حدود 80 درصد اسید فسفریک تولیدی در جهان برای ساخت کود استفاده می شود. این ماده به طور عمده به سه نمک فسفات تبدیل می گردد که به عنوان کود بکار می رود. آنها سوپر فسفات سه گانه (TSP)، دی آمونیوم فسفات (DAP) و مونو آمونیوم فسفات (MAP) هستند. فسفر ماده ای مهم و حیاتی برای رشد و سلامت گیاهان است. به خواص فسفر برای رشد گیاهان اینگونه می توان اشاره کرد:
- جذب و تبدیل انرژی خورشیدی به مواد مورد نیاز گیاه
- ضروری برای انجام فتوسنتز در گیاه
- افزایش رشد ریشه
- افزایش مقاومت گیاه در برابر عوامل گوناگون
- بالا بردن کیفیت و سرعت محصول دهی گیاه
- بهبود تشکیل گل و دانه در گیاه
- افزایش استحکام ساقه و شاخه ها
- افزایش سرعت تولید مثل گیاه
امروزه، بیشتر خاکهای کشاورزی با مشکل کمبود فسفر و در نتیجه کاهش تولید محصول مواجه هستند، در حالی که در برخی مناطق فسفر مازاد وجود دارد. البته، مشکل کمبود فسفر خاک به دلیل کشت مداوم و فرسایش خاک نیز بیشتر می شود. بنابراین استفاده از اسید فسفریک در کشاورزی، گزینه ای عالی برای تقویت گیاهان و دریافت محصولات بیشتر از آنان می باشد.
سرانه مصرف اسید فسفریک در جهان
بازار اصلی اسید فسفریک تولید محصولات کود فسفات – فسفات آمونیوم و سوپرفسفات های سه گانه است. تولید کود حدود 80 درصد از بازار جهانی و خوراک دام حدود 6 درصد را تشکیل می دهد. باقیمانده در انواع کاربرد های صنعتی مصرف می شود. در آمریکای لاتین، در نیمه اول سال 2018 به دلیل افت قیمت مواد غذایی، تقاضای کود های فسفاته کاهش یافت. در نیمه دوم، تقاضا در پی افزایش قیمت سویا افزایش یافت.
با رشد سریع اقتصاد چین و افزایش نیاز به کود های فسفاته، چین بزرگترین تولید کننده و مصرف کننده این محصول است. از سال 2008 تا 2018، ظرفیت این اسید در چین به طور متوسط سالانه حدود 3 درصد رشد کرده است. تولید و مصرف این محصول در مدت مشابه به طور متوسط سالانه حدود 5 درصد رشد داشت. پیش بینی می شود که تولید و مصرف اسید فسفریک در چین بین 2018 و 2023 رشد کندتر و در عین حال متوسط را تجربه کند.
خرید و فروش اسید فسفریک
خرید و فروش اسید فسفریک یا فسفریک اسید به صورت عمده در شرکت کیمیا تجارت تات انجام می شود. اسید فسفریک چینی در گالن 35 کیلوگرمی به فروش می رسد. از آنجایی که این محصول وارداتی است و همواره تحت تاثیر قیمت دلار و تعرفه های گمرکی می باشد، لازم است برای اطلاع از قیمت این محصول با ما تماس بگیرید.
نکات ایمنی در مورد اسید فسفریک
اگرچه این اسید تعریف کامل اسید قوی را شامل نمی شود، اما محلول 85 درصد آن می‌تواند پوست را به شدت تحریک کرده و به چشم نیز آسیب برساند. بهتر است این اسید در دمای کمتر از 30 درجه سانتیگراد نگهداری شود. در دماهای پایین تر از 20 درجه، این اسید به صورت مایع بسیار سرد درآمده و در بسیاری از موارد منجمد نخواهد شد. این محصول دارای دو نوع صنعتی و خوراکی است که به صورت مخزنی و گالنی نگهداری می شوند.
سوالات متداول اسید فسفریک
1- چرا اسید فسفریک در ساخت رنگ صنعتی کاربرد دارد؟
این اسید دارای توانایی شگفت انگیزی در نگهداشتن ترکیبات شیمیایی است. به عبارتی این ترکیب به عنوان امولسیفایر شناخته می شود. امولسیفایر به موادی گویند که یکنواختی مخلوط های شیمیایی را تسهیل می کنند.
2- چرا در فرایند تصفیه اسید فسفریک را به آب اضافه می کنند؟
برای تصفیه آب از این اسید در غلظت کم استفاده می شود؛ زیرا فسفاتهای معدنی از خوردگی خطوط لوله کشی فلزی آب جلوگیری می کنند. علاوه بر جلوگیری از خوردگی، این مواد موجب شسته شدن رسوب فلزات سنگین مانند سرب و مس می شوند.
3- آیا اسید فسفریک در پاک کنندگی محصولات شوینده تاثیرگذار است؟
این اسید یونهای سخت موجود در آب مانند یون کلسیم، منیزیم یا آهن را حذف می کند. بنابراین موجب پاک کنندگی بیشتر سایر اجزای محصولات شوینده می شود. این ماده بر روی ذرات ریز مانند روغنها، رسوبات معدنی و لکه های سیمانی تاثیرگذار است و در حین شستشو آنها را از بین می برد.
4- چرا از اسید فسفریک در تولید آسفالت استفاده می شود؟
این ترکیب شیمیایی به عنوان یک اصلاح کننده آسفالت به کار می رود. بعلاوه نوعی خاصیت الاستیک در آسفالت اصلاح شده با پلیمر ایجاد می کند. همچنین این ماده شیمیایی موجب بهبود عملکرد آسفالت در درجه حرارت بالا می شود.
5- اسید فسفریک چه کاربردی در ساخت انواع فلزات دارد؟
پولیشهای شیمیایی بر پایه اسید فسفریک برای درخشان کردن و صیقل دادن آلومینیوم و آلیاژهای آن بسیار پرکاربرد است. همچنین این اسید از خوردگی فولاد هم جلوگیری می کند و موجب افزایش چسبندگی رنگ بر روی سطح آنها می گردد.