حمض الفوسفوريك، وصيغته الكيميائية H₃PO₄، حمض غير عضوي شائع يُستخدم على نطاق واسع في الصناعة والأغذية والزراعة وغيرها من المجالات.
الخصائص الأساسية:
- المظهر: حمض الفوسفوريك النقي بلورات شفافة عديمة اللون أو سائل لزج، ومعظم المنتجات التجارية محاليل مائية بتركيز 85%.
- الذوبانية: يذوب بسهولة في الماء ويمتزج به بأي نسبة.
- الحموضة: حمض متوسط القوة وأكّال.
- درجة الغليان: تبلغ درجة غليان حمض الفوسفوريك النقي 158°C (مع التحلل)، وتبلغ درجة غليان المحلول المائي بتركيز 85% نحو 120°C.
التطبيق الرئيسي:
- الصناعات الغذائية:
يُستخدم معدّلًا للحموضة ومادة حافظة ومكمّلًا غذائيًا في المشروبات ومنتجات الألبان وغيرها.
يُستخدم في تصنيع الفوسفات الغذائية (مثل فوسفات الصوديوم ثنائية الهيدروجين وفوسفات ثنائي الصوديوم الهيدروجينية وغيرها). - الزراعة:
يُستخدم في إنتاج الأسمدة الفوسفاتية (مثل السوبرفوسفات وفوسفات الأمونيوم وغيرها) لتعزيز نمو المحاصيل. - الصناعة:
يُستخدم في معالجة أسطح المعادن (مثل إزالة الصدأ والفوسفتة).
يُستخدم مادة خام كيميائية في إنتاج المنظفات ومثبطات اللهب ومواد معالجة المياه وغيرها. - المختبر:
كاشف شائع لتحضير المحاليل المنظمة والتحليل الكيميائي. - المجال الطبي:
يُستخدم في تصنيع الأدوية ومنتجات العناية بالفم (مثل معجون الأسنان).
طريقة التحضير:
- العملية الرطبة:
يُنتج بتفاعل حمض الكبريتيك مع مسحوق صخر الفوسفات، وفق التفاعل التالي:
Ca5(PO4)3F+5H2SO4+10H2O→3H3PO4+5CaSO4⋅2H2O+HFCa5(PO4)3F+5H2SO4+10H2O→3H3PO4+5CaSO4⋅2H2O+HF
تتميز هذه الطريقة بتكلفة منخفضة، لكن نقاوة المنتج منخفضة. - العملية الحرارية:
يُنتج خامس أكسيد الفوسفور بحرق الفوسفور الأصفر، ثم يتفاعل مع الماء لإنتاج حمض فوسفوريك عالي النقاوة، وفق التفاعل التالي:
P4+5O2→2P2O5P4+5O2→2P2O5P2O5+3H2O→2H3PO4P2O5+3H2O→2H3PO4
تنتج هذه الطريقة منتجًا عالي النقاوة، لكنها تستهلك طاقة مرتفعة.
احتياطات السلامة:
- التآكل: حمض الفوسفوريك أكّال، وقد يسبب حروقًا عند ملامسة الجلد أو العينين. يجب ارتداء معدات الوقاية أثناء العمل.
- الاستنشاق: قد تؤدي أبخرة حمض الفوسفوريك أو رذاذه إلى تهيج الجهاز التنفسي. يجب إجراء العمل في مكان جيد التهوية.
- التخزين: يُحفظ في مكان بارد وجاف بعيدًا عن القلويات والمواد القابلة للاشتعال.
الملخص:
حمض الفوسفوريك مادة خام كيميائية مهمة تُستخدم على نطاق واسع في الأغذية والزراعة والصناعة والطب. وعند استخدامه، يجب الانتباه إلى خواصه الأكّالة وتعليمات التشغيل الآمن.