اسید فسفریک و کاربردهای آن

اسید فسفریک (Phosphoric acid) که به آن اسید فسفریک (V) یا اورتوفسفریک نیز گفته می شود یکی از اسیدهای معروف و پرمصرف است.

اسید فسفریک یک اسید معدنی با فرمول H3PO4 است که حاوی یک اتم فسفر، چهار اتم اکسیژن و سه اتم هیدروژن است. این ترکیب یکی از مهم ترین و مفیدترین مواد شیمیایی شناخته شده برای انسان است.

فرم خام این اسید از سنگ های فسفات استخراج می شود در حالی که شکل خالص تر از فسفر سفید به صورت صنعتی تولید می شود.

اسید فسفریک خالص یک ماده جامد کریستالی سفید با نقطه ذوب 42.35 درجه سانتی گراد است. این ماده وقتی کمتر غلیظ می شود، مایع چسبناک و بی بو با چگالی 1.885 گرم در میلی لیتر است که غیر سمی و غیر فرار است. بیشترین غلظت اسید فسفریک 85٪ است.

اسید فسفریک چیست و چه کاربردهایی دارد؟
این ترکیب یکی از مواد شیمیایی مهمی است که در صنایع مختلف از جمله کشاورزی و محصولاتی که ما در زندگی روزمره از آنها استفاده می کنیم، کاربرد گسترده ای دارد. این ماده یکی از مهم ترین و مفیدترین اسیدهای معدنی است و در صنایع غذایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

این ماده به دلیل خاصیت غیر سمی و اسیدی ملایم کاربردهای زیادی دارد و از آن در مواد معطر و طعم دهنده های مواد غذایی، نوشیدنی ها، محصولات دندانپزشکی، آرایشی و محصولات مراقبت از پوست استفاده می شود.

از نظر صنعتی، بیشتر از آن در تولید کودهای فسفات استفاده می شود. همچنین به طور گسترده ای به عنوان الکترولیت، ماده اچینگ، عامل حذف زنگ زدگی، اصلاح کننده pH، مواد پاک کننده خانگی، آنتی کیک و ضد عفونی کننده مورد استفاده قرار می گیرد.

در بین انواع مختلف اسیدها، اسید فسفریک معمولاً برای از بین بردن زنگ زدگی از فلزاتی مانند آهن، فولاد و غیره استفاده می شود. این اسید با زنگ زدگی واکنش نشان می دهد و آهن قهوه ای مایل به قرمز (اکسید آهن) را به یک ترکیب سیاه رنگ (فسفات آهن) تبدیل می کند که به راحتی از بین می رود.

کاربردهای اسید فسفریک خوراکی و غذایی:
اسید فسفریک با گرید غذایی برای اسیدی کردن مواد غذایی و نوشیدنی هایی از جمله انواع کولا و مرباها استفاده می شود و طعم تند یا ترش ایجاد می کند.اسید فسفریک مورد استفاده در نوشابه ها می توانند باعث فرسایش دندان ها شود و در تشکیل سنگ کلیه به ویژه در افرادی که قبلاً سنگ کلیه داشته اند، نقش دارد.

این ماده در تولید طیف گسترده ای از محصولات مراقبت شخصی مورد استفاده قرار می گیرد که برخی از آنها شامل محصولات پاک کننده، محصولات حمام، عطرها، محصولات مراقبت از مو و رنگ ها، محصولات ناخن، لوازم آرایشی و سایر محصولات مراقبت از پوست می باشد. از طرف دیگر، از اسید فسفریک برای کنترل سطح pH این محصولات نیز استفاده می شود.

برخی گزارش ها حاکی از آن است که تقریباً 80 درصد از اسید فسفریک تولیدی یک کشور برای تولید کود مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده همچنین به عنوان ماده افزودنی و طعم دهنده در خوراک دام و طیور استفاده می شود.

این اسید را می توان با استفاده از یک فرآیند حرارتی یا مرطوب تولید کرد. اسید فسفریک فرآیند مرطوب که درصد بیشتری از آن را به خود اختصاص می دهد برای تولید کود استفاده می شود. اسید فسفریک فرآیند حرارتی معمولاً در ساخت مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد که به خلوص بسیار بالاتری نیاز دارند.

تولید اسید فسفریک فرآیند مرطوب، مقدار قابل توجهی آب خنک کننده اسیدی با غلظت بالای فسفر و فلوراید ایجاد می کند. این آب اضافی در استخرهای خنک کننده مخصوص جمع آوری موقت بارندگی های اضافی جهت تبخیر برای تداوم چرخه مجدد آب در طبیعت ذخیره می شود.

این ماده عمدتا به سه نمک فسفات که به عنوان کود استفاده می شود، تبدیل می شود که شامل سوپر فسفات سه گانه (TSP)، هیدروژن فسفات دی آمونیوم (DAP) و دی هیدروژن فسفات مونوآمونیوم (MAP) هستند.

این اسید بیشتر به عنوان واسطه در داروسازی استفاده می شود. یکی از اصلی ترین زمینه هایی که اسید فسفریک استفاده می شود، در دندانپزشکی است. این ماده به عنوان محلول اچینگ استفاده می شود و معمولاً برای تمیز کردن دندانها کاربرد دارد.

سایر کاربردهای این ترکیب شامل سفید کننده دندان یا در ترکیب مایعات شستشوی دهان است. این ماده در تولید داروهای ضد تهوع نیز استفاده می شود.

اسید فسفریک به عنوان یک الکترولیت در سلولهای سوختی یا ژنراتورهای اکسی هیدروژن استفاده می شود. این ماده برای ساخت مواد شوینده مصنوعی و تصفیه آب و فلزات نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

این اسید همچنین برای از بین بردن رسوبات معدنی، لکه های سیمانی و لکه های آب سخت در صنعت ساخت و ساز استفاده می شود. این ترکیب می تواند به عنوان یک ماده اکسید کننده شیمیایی برای تولید محصولات کربن فعال عمل کند.

در شیمی آلی فسفات یا ارگانوفسفات استر اسید فسفریک است. فسفات های آلی در بیوشیمی، بیوژئوشیمی و محیط زیست ترکیبات مهمی هستند.

فسفات (Pi) یک جزء اساسی برای حیات است و در سیستم های بیولوژیکی، فسفر به صورت یون فسفات آزاد موجود در محلول یافت می شود و به آن فسفات معدنی گفته می شود، تا آن را از فسفات های محدود شده در استرهای مختلف متمایز کند.

اسید فسفریک داغ برای ساختن نیترات سیلیکون در ریزساخته ها استفاده می شود و به عنوان شار برای کمک به فرآیند لحیم کاری مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب همچنین در محلولهای pH هیدروپونیک برای کاهش pH محلول های مواد مغذی استفاده می شود.

اسید فسفریک همچنین به عنوان الکترولیت در الکتروپولیش مس برای از بین بردن گره ها و برآمدگی ها استفاده می شود. این ماده در پردازش نیمه هادی های مرکب و معمولاً به عنوان یک ماده اچینگ مرطوب کاربرد دارد.

ایمنی و خطرات:
این اسید در صورت تماس پوستی، تماس با چشم و بلع می تواند بسیار خطرناک باشد. همچنین در صورت استنشاق بخارات می تواند باعث تحریک دستگاه تنفس شود.

این ماده شیمیایی می تواند باعث آسیب به پوست، چشم، دهان و دستگاه تنفسی شود. به دلیل خطرات احتمالی ناشی از این ماده شیمیایی، استفاده از تجهیزات حفاظتی هنگام استفاده از آن بسیار مهم است.در غلظت های متوسط محلول های اسید فسفریک برای پوست تحریک کننده هستند. تماس با محلول های غلیظ می تواند باعث سوختگی شدید پوست و آسیب دائمی چشم شود.

همچنین رابطه مستقیمی بین مصرف طولانی مدت کولا با پوکی استخوان در مردان و زنان مسن وجود دارد.تماس مکرر یا طولانی مدت با غبار اسید فسفریک می تواند منجر به سوزش مزمن چشم، سوزش شدید پوست یا مشکلات طولانی مدت دستگاه تنفسی می شود.

برای حفظ سلامتی در هنگام کار کردن با این ماده شیمیایی، استفاده از تجهیزات محافظت شخصی (PPE) بسیار مهم است.هنگام استفاده از این ماده از دستگاه تنفس معتبر و همچنین محافظ صورت، دستکش و چکمه استفاده کنید.

این ترکیب را از مواد ناسازگار مانند مواد اکسید کننده، فلزات، مواد قابل احتراق و قلیاها دور نگه دارید و آن را در محلی با تهویه مطبوع و مناسب و به دور از رطوبت در ظروف روکش دار ذخیره کنید.