حمض الفوسفوريك: نظرة شاملة

مقدمة

حمض الفوسفوريك، المعروف أيضاً بحمض الأورثوفوسفوريك، هو حمض معدني شائع الاستخدام في العديد من الصناعات والتطبيقات. صيغته الكيميائية هي H₃PO₄. هو حمض ثلاثي البروتونات، مما يعني أنه يمكنه التبرع بثلاثة بروتونات (أيونات الهيدروجين). يتوفر تجارياً في عدة تركيزات، الأكثر شيوعاً هو محلول مائي بنسبة 85٪.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

حمض الفوسفوريك النقي هو مادة صلبة بلورية عديمة اللون والرائحة. ومع ذلك، غالباً ما يتم تداوله كمحلول مائي مركز لأنه أكثر سهولة في التعامل معه. تشمل بعض الخصائص الرئيسية:

• الوزن الجزيئي: 97.99 جم/مول
• الكثافة (85٪ محلول): 1.685 جم/مل
• نقطة الانصهار: 42.35 درجة مئوية (للمادة الصلبة النقية)
• الذوبان: قابل للامتزاج تماماً مع الماء
• الحموضة: حمض قوي، ولكن أقل قوة من الأحماض المعدنية الأخرى مثل حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك.

حمض الفوسفوريك يتفاعل مع القواعد لتكوين أملاح، ويشكل أيضاً استرات الفوسفات مع الكحولات. تفاعلاته الحمضية تجعله مفيداً في العديد من التطبيقات الصناعية والكيميائية.

طرق الإنتاج الصناعي

هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج حمض الفوسفوريك على نطاق صناعي:

1. الطريقة الرطبة: هذه هي الطريقة الأكثر شيوعاً وتتضمن معالجة صخور الفوسفات بحمض الكبريتيك. يتم إنتاج حمض الفوسفوريك ومنتج ثانوي هو كبريتات الكالسيوم (الجبس):
   Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂SO₄ + 6 H₂O → 3 CaSO₄·2 H₂O + 2 H₃PO₄
   حمض الفوسفوريك المنتج بهذه الطريقة عادة ما يكون ملوثاً ببعض الشوائب ويتطلب معالجة إضافية لتنقيته.
2. الطريقة الحرارية: تتضمن حرق الفوسفور الأولي لإنتاج خماسي أكسيد الفوسفور (P₂O₅)، والذي يتم بعد ذلك إذابته في الماء لإنتاج حمض الفوسفوريك النقي:
   P₄ + 5 O₂ → P₂O₅
   P₂O₅ + 3 H₂O → 2 H₃PO₄
   حمض الفوسفوريك المنتج بهذه الطريقة أنقى بكثير من الحمض المنتج بالطريقة الرطبة، ولكنه أيضاً أكثر تكلفة.

الاستخدامات المتعددة

لحمض الفوسفوريك مجموعة واسعة من الاستخدامات، بما في ذلك:

• الأسمدة: يتم استخدام معظم حمض الفوسفوريك المنتج لإنتاج الأسمدة الفوسفاتية، مثل فوسفات الأمونيوم وفوسفات السوبر الثلاثي.
• المنظفات: يستخدم في إنتاج المنظفات والمواد الخافضة للتوتر السطحي.
• المضافات الغذائية: يستخدم كمادة مضافة للأغذية لتنظيم الحموضة وتحسين النكهة. يوجد بشكل شائع في المشروبات الغازية والأطعمة المصنعة. يجب استخدامه باعتدال في الأطعمة.
• معالجة المعادن: يستخدم لإزالة الصدأ وتنظيف المعادن قبل الطلاء أو المعالجة الأخرى.
• المستحضرات الصيدلانية: يستخدم في إنتاج بعض الأدوية واللقاحات.
• طب الأسنان: يستخدم في بعض مواد طب الأسنان، مثل حشوات الأسنان.

السلامة والاحتياطات

حمض الفوسفوريك مادة كيميائية أكالة ويمكن أن تسبب حروقاً كيميائية خطيرة إذا لامست الجلد أو العينين. يجب اتخاذ الاحتياطات التالية عند التعامل معه:

• ارتداء معدات الحماية الشخصية (PPE) المناسبة، بما في ذلك القفازات والنظارات الواقية والملابس الواقية.
• تجنب استنشاق الأبخرة أو الرذاذ.
• العمل في منطقة جيدة التهوية.
• في حالة ملامسة الجلد أو العينين، اغسل المنطقة المصابة بكمية كبيرة من الماء لمدة 15 دقيقة على الأقل واطلب العناية الطبية.

عند التعامل مع هذه المادة يجب رعایت نکات ایمنی به طور کامل و استفاده از وسایل ایمنی فردی سنباده رولی.

التخزين والمناولة

يجب تخزين حمض الفوسفوريك في حاويات مقاومة للتآكل في منطقة باردة وجافة وجيدة التهوية. يجب إبقاء الحاويات مغلقة بإحكام لمنع التلوث أو التسرب. تجنب تخزين حمض الفوسفوريك بالقرب من المواد غير المتوافقة، مثل القواعد القوية أو المواد المؤكسدة.

يجب أن يكون لدى الموظفين الذين يتعاملون مع حمض الفوسفوريك تدريباً مناسباً على إجراءات المناولة الآمنة والاستجابة لحالات الطوارئ. يجب أن تكون إجراءات مكافحة الانسكاب والوقاية من الحرائق متاحة بسهولة.

التأثيرات البيئية

يمكن أن يكون لحمض الفوسفوريك تأثيرات سلبية على البيئة إذا تم إطلاقه في الماء أو التربة. يمكن أن يساهم في تلوث المياه، وخاصة التخثث (التحميل الزائد بالمغذيات) في المسطحات المائية. يمكن أن يكون لإنتاج واستخدام الأسمدة الفوسفاتية آثار بيئية كبيرة.

من المهم التعامل مع حمض الفوسفوريك والتخلص منه بشكل مسؤول لتقليل التأثيرات البيئية. يجب اتباع اللوائح والإرشادات المحلية للتخلص السليم من النفايات.

برای استفاده از این ماده در صنایع مختلف باید به این نکته توجه داشت که از آسیب رساندن به محیط زیست خودداری شود پرداخت کاری.

تطبيقات خاصة

بالإضافة إلى الاستخدامات المذكورة أعلاه، يتم أيضاً استخدام حمض الفوسفوريك في بعض التطبيقات المتخصصة:

• إنتاج الكربون المنشط: يستخدم كعامل تفعيل في إنتاج الكربون المنشط من مواد مثل الخشب أو قشور جوز الهند.
• تكرير السكر: يستخدم لإزالة الشوائب من شراب السكر أثناء عملية التكرير.
• التنقيب عن النفط والغاز: يستخدم في بعض عمليات التنقيب عن النفط والغاز لتحسين استخلاص النفط.
• الخلايا الوقودية: يستخدم في بعض أنواع الخلايا الوقودية كإلكتروليت.

افرادی که در زمینه نفت و گاز فعال هستند باید دقت بسیار زیادی در استفاده از این ماده داشته باشند سنباده رولی.

خاتمة

حمض الفوسفوريك مادة كيميائية متعددة الاستخدامات ذات تطبيقات واسعة النطاق في مختلف الصناعات. إن فهم خصائصه وطرق إنتاجه واستخداماته واحتياطات السلامة والتأثيرات البيئية أمر ضروري للاستخدام المسؤول والفعال.

إمكانات حمض الفوسفوريك كمادة كيميائية صناعية مهمة لا يزال قيد البحث والاستكشاف، مما يجعله موضوعاً مهماً للدراسة والتطوير المستمرين.

امیدوارم این مقاله توانسته باشد تمام اطلاعات به درد بخور را در مورد اسید فسفریک در اختیار شما قرار دهد. پرداخت کاری.