Ортофосфорная кислота

Характеристики ортофосфорной кислоты

Информация об этом веществе наверняка ещё осталась у многих в памяти с уроков химии. В настоящий момент об этой кислоте известно, что она способна оказывать довольно значительное влияние на предметы, с которыми вступает во взаимодействие. Именно благодаря этой особенности она получила широкое применение во многих областях, в том числе и в качестве эффективного средства борьбы с налетом ржавчины.

https://youtube.com/watch?v=U4PjJ8tXL0Y

Описание препарата

Ортофосфорная кислота является продуктом неорганического происхождения. При комнатной температуре она имеет вид небольших ромбовидных кристалликов. Обычно кислота выглядит как сиропообразный 85% раствор, который лишен ярковыраженного запаха. Кристаллики вещества обладают высокой степенью растворимости и легко смешиваются с водой и этанолом.

Этот реагент сегодня используют в нескольких отраслях человеческой деятельности:

• пищевая промышленность;
• звероводство;
• борьба с коррозией металла;
• стоматология;
• изготовление чистящих средств, относящихся к категории бытовой химии;
• производство фосфатных удобрений.

При достижении температурой окружающей среды отметки в 213 градусов Цельсия ортофосфорная жидкость трансформируется в пирофосфорную кислоту. Это отражается на составе и химической формуле ортофосфорной кислоты, которая также изменяется.

Сфера применения

Среди созданных искусственным путем существует немало веществ, которые могут использоваться в совершенно различных целях. Ярким примером тому является ортофосфорная кислота.

Если познакомиться с ней поближе, то можно узнать, что за последние годы заметно увеличилось количество сфер применения этого вещества. Одним из направлений, где успешно используют эту жидкость, является органический синтез. Применяется она и при изготовлении фосфорных солей натрия, кальция, марганца и алюминия.

Важную роль это вещество играет в промышленности по металлообработке. Дело в том, что в этой сфере кислота является почти незаменимой благодаря способности эффективно удалять и предотвращать появление ржавчины.

Эта жидкость содержится во многих веществах, которыми пользуются хозяйки в быту. Также ее применяют в медицинской и пищевой промышленности.

Можно отметить и ряд других сфер, в которых ортофосфорная жидкость получила широкое применение:

• изготовление огнеупорных и противопожарных предметов и материалов;
• производство кинопленки;
• производство спичек;
• нефтяная промышленность.

Довольно часто к этой жидкости обращаются во время проведения подкормок растений. Ведь известно, что фосфор способен заметно увеличить урожайность многих сельскохозяйственных культур. При добавлении кислоты в подпитки растения становятся менее восприимчивыми к заморозкам и другим неблагоприятным условиям.

В литературе, посвященной земледелию и народному хозяйству, отмечается благотворное воздействие ортофосфорной жидкости на состав почвы.

Важную роль она играет и в поддержании нормальной жизнедеятельности животных. С участием этой жидкости осуществляются метаболические процессы в организме животных, также она необходима некоторым видам животных для формирования панцирей и иных естественных наростов, что объясняется наличием в ее составе фосфата кальция.

Широкое применение эта жидкость получила в качестве пищевой добавки. Производители обозначают ее специальным кодом Е338. В пищевой промышленности ее используют при изготовлении газированных напитков, плавленых сыров, колбас.

Не рекомендуется употреблять в слишком больших количествах продукты, содержащие в своем составе ортофосфорную жидкость. Специалисты пока не могут точно сказать, какая суточная норма употребления для человека является допустимой. С большой уверенностью можно утверждать, что это вещество способно принести больше вреда, нежели пользы, так как способно вызывать нарушения в работе желудочно-кишечного тракта, развитие кариеса и остеопороза.

Очищение ржавчины путем нанесения ортофосфорной кислоты на поверхность

Если изделие не поддается погружению из-за размера или в наличии маленькое количество средства, то применяют способ нанесения кислоты на поверхность распылителем, валиком или кисточкой. Но вначале необходимо обозначить степень повреждения.

При значительном налете, вначале необходимо снять верхний слой с помощью болгарки и щетки из металла. Затем поверхность обезжиривают, и распыляют раствор ортофосфорной кислоты. При этом раствор должен быть нанесен на всю пораженную поверхность, без пробелов. Спустя два часа промывают это место нейтральным раствором. В конце выполняют окончательную промывку, и тщательно просушивают обработанное место.

Если слой ржавчины небольшой, можно не производить зачистку щеткой, а сразу приступить к обезжириванию, и нанесению раствора. Но может потребоваться повторное распыление, в случае неполного очищения.

С помощью ортофосфорной кислоты можно очищать ванны, умывальники и унитазы, она полностью очищает ржавые налеты на эмалированной поверхности. Для изделий из акрилового материала такое очищение не приемлемо.

Для эмалированных и фаянсовых изделий необходимо развести 100 грамм кислоты с 500 миллилитров воды. Вначале поверхность обезжиривают с помощью моющего состава, хорошо очистить от бытовых загрязнений. Затем наносят кислоту, смывают её содовым раствором. Для этого 1 ложку соды разбавляют в литре воды. При этом не производится никакого трения, в результате эмалевая поверхность сохраняет свою целостность.

При использовании кислоты, нельзя допускать, чтобы она попадала на кожу, в противном случае необходимо длительно промывать это место водой.

Вредна ли ортофосфорная кислота для человека

При попадании кислоты в виде концентрированного раствора на кожу и слизистые человека, возможны ожоги. Также некоторые врачи-стоматологи заметили, что ортофосфорная кислота вредит верхнему слою зубной эмали при частом использовании для лечения зубов.

Официально реагент признан полностью безопасным для здоровья человека и разрешен к использованию в разных странах всего мира, но научные практические данные говорят о наличии вредных последствий для организма живых существ. Средства не является токсичным, при потреблении в маленьком объеме не приводит к негативным последствиям.

Смесь может вызывать развитие кариозных образований, возникающей из нарушения целостности верхнего слоя эмали при соприкосновении с кристаллами сахара. Полученная среда является благоприятной для жизни бактерий в ротовой полости.
Реагент востребован при производстве газированных напитков, выпечки, колбас и плавленых сыров, употребление которых приводит к нарушению уровня кислотности.

• ожоги слизистой и кожи;
• возникновение кровяных выделений из носа;
• проблемы с зубами;
• нарушения в формуле крови;
• рвоту;
• понос, вызванный сбоем функционирования пищевого тракта.

При длительном действии пищевой добавки на организм, человек теряет чувство аппетита, что приводит к резкому снижению веса и проблемам со здоровьем. При наличии заболеваний кишечного тракта употребление продуктов с пищевой добавкой следует полностью исключить из рациона.

Применение

Кислота ортофосфорная применяется во многих областях, начиная от промышленности до лечения зубов. Средство используется умельцами как флюс при пайке, для очистки поверхности металла от ржавчины. Жидкость применяется:

• для научных исследований в молекулярной биологии;
• как катализатор процессов органического синтеза;
• для создания антикоррозионных покрытий металлов;
• при производстве огнеупорных пропиток для дерева.

Вещество находит применение:

• в нефтяной промышленности;
• при изготовлении спичек;
• для производства кинопленки;
• с целью защиты от коррозии;
• для осветления сахарозы;
• при изготовлении лекарств;
• в холодильных установках как связующее вещество в составе фреона;
• при механической обработке для полировки, очистки металлов;
• в текстильной отрасли при производстве тканей, имеющих огнезащитную пропитку;
• как компонент при получении химических реактивов;
• в ветеринарии для лечения мочекаменной болезни у норок;
• как составляющая для грунтовки по металлу.

В пищевой промышленности

Широкое распространение получило применение фосфорной кислоты при изготовлении продуктов питания. Она зарегистрирована в реестре пищевых добавок под кодом Е338. При употреблении с допустимыми количествами вещество считается безопасным. Полезными являются такие свойства препарата:

• предотвращение прогоркания;
• регулирование кислотности;
• продление срока годности;
• сохранение вкусовых характеристик;
• усиление действия антиоксидантов.

Кислота ортофосфорная как подкислитель, разрыхлитель, антиоксидант находит применение в хлебопечении, мясной, молочной промышленности. Используется при производстве кондитерских изделий, сахара. Вещество придает продуктам кисловатый, горьковатый вкус. Добавка Е338 входит в состав:

• плавленых сыров;
• сдобы;
• газированных напитков – «Пепси-кола», «Спрайт»;
• колбас;
• булок;
• молока;
• детского питания;
• мармелада;
• тортов.

Исследования показали, что злоупотребление продуктами, содержащими ортофосфорные соединения, особенно газированными напитками, может привести к появлению проблем со здоровьем. Не исключено:

• вымывание из организма кальция, что может спровоцировать образование остеопороза;
• нарушение кислотно-щелочного баланса – добавка способна увеличивать его кислотность;
• появление заболеваний ЖКТ;
• обострение гастрита;
• разрушение эмали зубов;
• развитие кариеса;
• появление рвоты.

В непищевой промышленности

Применение ортофосфорной кислоты можно наблюдать во многих сферах производства. Часто это связано с химическими свойствами продукта. Препарат применяется для изготовления:

• комбинированных, фосфорных минеральных удобрений;
• активированного угля;
• фосфорных солей натрия, аммония, марганца;
• огнезащитных красок;
• стекла, керамики;
• синтетических моющих средств;
• огнеупорных связующих компонентов;
• негорючего фосфатного пенопласта;
• гидрожидкостей для авиационной промышленности.

В медицине

Стоматологи применяют ортофосфорный состав для обработки внутренней поверхности коронки. Это помогает во время протезирования улучшить ее сцепление с зубом. Вещество используется фармацевтами для приготовления лекарств, зубного цемента. В медицине применение ортофосфорного соединения связано со способностью протравливать эмаль зуба. Это необходимо при случае использования для пломбирования адгезивных материалов второго, третьего поколения. Важные моменты – после травления поверхность необходимо:

• промыть;
• просушить.

Соль — метафосфорная кислота

Соль метафосфорной кислоты метафосфат натрия NaPO3 при сплавлении присоединяет оксиды некоторых металлов, получающиеся соли окрашены в различные цвета, чем пользуются в аналитической химии.
 

Соль метафосфорной кислоты — метафосфат натрия ЫаРОз при сплавлении присоединяет окислы некоторых металлов, меняет окраску в различные цвета, чем пользуются в аналитической химии.
 

Соли метафосфорной кислоты называются метафос-фатами. Некоторые из них растворимы в воде и существуют в полимерной форме. Основные и кислые соли полимерных кислот фосфора обычно получают реакцией поликонденсации с выделением воды, а также действием щелочей или аммиака на полимерные тела.
 

Некоторые соли отдельных метафосфорных кислот ( с определенными значениями п) были выделены в индивидуальном состоянии. Так, медленным взаимодействием фосфорного ангидрида с раствором соды на холоду может быть получен Na4P4Oi2 — 4H20 — Для триметафосфата натрия ( Ма3РзО9) известны кристаллогидраты с б и 1, для гекса-метафосфата ( NaePgOie) с 6 молекулами воды.
 

Некоторые соли отдельных метафосфорных кислот ( с определенными значениями п) были выделены в индивидуальном состоянии. Для триметафосфата натрия ( NasPA) известны кристаллогидраты с 6 и 1 молекулами воды.
 

На протяжении послевоенных лет началось экспериментальное производство солей метафосфорной кислоты, причем опытами доказано, что они являются пригодными для растений удобрениями. В этих условиях образуется жидкий метафосфат кальция — Са ( Р03) 2 — Охлаждаясь, он переходит в стекловидную массу, которую надо тонко размолоть.
 

В чем растворимы плохо растворимые в воде соли метафосфорной кислоты.
 

Метафосфорная кислота в чистом виде представляет собой стекловидную массу, легко растворимую в воде. Она одноосновная, следовательно, может образовать только средние соли. Соли метафосфорной кислоты называют метафосфатами, например NaP03 — метафосфат натрия.
 

Метафосфорные кислоты имеют общую формулу Н РпОзп, где п может принимать значения от 3 до 8; однако часто их состав выражают простейшей формулой НРОз — Эти кислоты представляют собой стеклообразные вещества. В раствор они переходят в виде полимеров, имеющих кольцевую структуру. С течением времени кольца расщепляются и образз ются цепные полифосфорные кислоты. Известны соли метафосфорных кислот — метафосфаты. Некоторые из них выделены в виде кристаллов, например NaaPsOg, Na4P40i2, Са3 ( РзОд) 2 — Метафосфаты применяются для умягчения воды и снижения ее коррозионной активности, для удаления накипи с паровых котлов, а также входят в состав некоторых моющих средств.
 

Метафосфорные кислоты имеют общую формулу HnPnO3n, где п может принимать значения от 3 до 8; однако часто их состав выражают простейшей формулой НРОз. Эти кислоты представляют собою стеклообразные вещества. В раствор они переходят в виде полимеров, имеющих кольцевую структуру. С течением времени кольца расщепляются и образуются цепные полифосфор-лые кислоты. Известны соли метафосфорных кислот — мет а фосфаты.
 

Ингибиторы коррозии, вводимые в жидкость для снижения ее агрессивности к металлам, являются весьма эффективным средством борьбы с коррозионными загрязнениями и широко используются в технике. Механизм действия ингибиторов коррозии заключается в создании на поверхности металла адсорбционной пленки поверхностно-активных веществ, которая вытесняет воду с этой поверхности и препятствует возникновению электрохимической коррозии. В качестве ингибитора коррозии используют непредельные жирные кислоты, оксикислоты и их эфиры, а также соли нефтяных сульфо-кислот, окисленный петролатум и другие вещества нефтяного происхождения, обладающие поверхностно-активными свойствами и образующие в жидкости мицеллярные растворы. Перспективным является применение для этой цели нитрованных масел, нейтрализованных гидратом оксида железа FeO. Перечисленные вещества нефтяного происхождения употребляются в качестве ингибиторов коррозии в водных растворах, в нефтепродуктах, в системах нефтепродукт — вода. Для предотвращения коррозии при контакте металла с неорганическими жидкостями ( например, серной, соляной и азотной кислотой) применяют вещества неорганического происхождения — соли метафосфорных кислот, оксиды азота, плавиковую кислоту и другие.
 

Польза и вред

Пищевая добавка Е 338 является источником фосфора и в установленных дозах считается безопасной.

Но медики бьют тревогу. Соотношение пользы и вреда синтетического антиоксиданта ниже разумного.

Основная опасность в способности вещества повышать кислотность желудка. Как следствие могут образоваться язвы и эрозии различного характера, гастрит, дуоденит и другие заболевания.

Организм пытается самостоятельно нейтрализовать высокий уровень pH с помощью кальция. Берет он макроэлемент там, где его больше всего: в костях и зубах. В результате возникают проблемы другого характера: кариес, иногда остеопороз.

Больше всего пищевой добавки Е 338 в напитках категории «Coca-Cola». Избыточное употребление может спровоцировать тошноту, рвоту, желудочное кровотечение, потерю аппетита.

Раствор — метафосфорная кислота

Растворы метафосфорной кислоты нестойки. Поэтому лучше исходить из стойких растворов Na-метафосфата, к которым прибавляют эквивалентное количество серной кислоты.
 

Значит, исходная концентрация раствора метафосфорной кислоты была 20 %, так как по условию задачи масса раствора не изменялась, а при решении исходили из 100 г раствора.
 

Во вторую пробирку добавляют около 1 мл раствора метафосфорной кислоты и взбалтывают.
 

В 0 5 мл крови 3 % раствором метафосфорной кислоты осаждают белки, фильтруют, прибавляют к фильтрату анилино-ацетоновую смесь и по полученному окрашиванию сравнивают со стандартным раствором в колориметре Аутенрита.
 

В 0 5 мл крови 3 % раствором метафосфорной кислоты осаждают белки, фильтруют, прибавляют к фильтрату анилино-ацетонов-ую смесь и по полученному окрашиванию сравнивают со стандартным раствором в колориметре Аутенри та.
 

В 0 5 мл крови белки осаждаются 3 % раствором метафосфорной кислоты. К фильтрату прибавляется ани-лино-ацетоновая смесь. Одновременно готовится стандартный раствор.
 

Через 2 часа осаждают белки во второй пробирке 2 мл раствора метафосфорной кислоты при помешивании.
 

В первую ( контрольную) пробирку добавляют 2 мл 5 % раствора метафосфорной кислоты для разрушения ферментов мышечной ткани 3 и 1 мл дистиллированной воды. Во вторую пробирку ( опытную) добавляют 1 мл 0 5 % раствора гликогена или крахмала. В обе пробирки наливают по 10 капель вазелинового масла для создания анаэробных условий. Пробирки помещают в термостат при температуре 37 на 1 час. Через час их вынимают и во вторую ( опытную) пробирку добавляют 2 мл 5 % раствора метафосфорной кислоты для прекращения действия ферментов. Содержимое пробирок фильтруют через бумажный фильтр в 2 чистые пронумерованные пробирки. К полученным фильтратам добавляют по 0 5 г гидроокиси кальция и по 1 мл полунасыщенного раствора сернокислой меди для осаждения углеводов, присутствующих в фильтратах, и в течение 15 минут время от времени взбалтывают. Выпавший осадок углеводов отфильтровывают и получают два прозрачных фильтрата: контрольный и опытный.
 

Пипеткой Мора отмеряют 10 мл вытяжки и добавляют 2 мл 10 % — ного раствора метафосфорной кислоты, перемешивают и спустя 10 мин центрифугируют или фильтруют.
 

Добавьте раствор азотнокислого серебра к: а) водному раствору метафосфорной кислоты; б) раствору метафосфорной кислоты, предварительно нейтрализованному щелочью.
 

В две пробирки налить по 2 мл раствора ортофосфорной кислоты, в две другие — по 2 мл раствора метафосфорной кислоты и в две третьи — по 2 мл раствора пирофосфорной кислоты.
 

В две пробирки налить но 2 мл раствора ортофосфорной кислоты, в две другие — по 2 мл раствора метафосфорной кислоты и в две третьи — по 2 мл раствора пирофосфорной кислоты.
 

Полученный в тесте 2 фосфорный ангидрид с помощью струи воды из промывалки смывают со стенок воронки небольшим количеством воды ( 5 — 10 мл) в стакан, подставленный под воронку. Образуется раствор метафосфорной кислоты.
 

Берут 5 мл центри-фугата, а если возможно, то и больше и титруют его из микробюретки раствором 2 — 6-дихлорфенолиндофенола до неисчезаю-щ его в течение 15 — 30 секунд розового окрашивания. Берут такой же объем одного раствора метафосфорной кислоты и титруют так же для определения количества индикатора, нужного, чтобы окрасить такой объем в заметный розовый цвет.
 

Для обнаружения молочной кислоты по реакции с вератролом отмеривают в три пробирки из каждой бродильной трубки по 4 мл жидкости. Добавляют в каждую пробирку по 2 мл раствора метафосфорной кислоты. Далее определение ведут точно так же, как и в вышеописанной пробе с мышечной кашицей ( стр.
 

Рекомендации по очищению изделий ортофосфорной кислотой

Очищение производят с осторожностью, чтобы металлическая поверхность не стала слишком тонкой, и не образовались дыры. Во время предварительного очищения механическим путем, нельзя использовать диски с крупными элементами, иначе можно нанести значительный вред поверхности

Перед началом основной работы, остальную поверхность необходимо закрыть пленкой, так как в результате воздействия такого сильного средства может повредиться остальное покрытие. Поэтому обработку необходимо выполнять аккуратно, чтобы не пришлось реставрировать испорченную поверхность, это приведет к дополнительным расходам.

Если работа произведена правильно, то в результате получается надежная и прочная поверхность, не содержащая ржавых пятен, которые приводят к разрушению металлических изделий.

При нанесении ортофосфорной кислоты на поверхность, необходимо надевать перчатки и респиратор, они служат средствами защиты от вредного вещества. В случае попадания кислоты на одежду, её нужно немедленно снять, чтобы средство не попало на кожу, и не оставило ожог.

Правила работы с кислотой

Ортофосфорная жидкость является продуктом искусственного происхождения, а потому во время работы с ней необходимо быть очень аккуратным и внимательным и соблюдать основные правила безопасности.

Поскольку она является довольно агрессивным химическим веществом, несоблюдение правил техники безопасности при ее использовании может привести к появлению ожогов на кожных покровах. Особую опасность представляют пары фосфорной жидкости, которые могут оставить ожоги на слизистой дыхательных путей и спровоцировать появление симптомов сильной интоксикации организма. Ещё эта жидкость с преобразователем ржавчины отличается повышенной пожаро-и взрывоопасностью. По этой причине во время ее использования не следует пренебрегать предусмотренными техникой безопасности правилами.

Правила работы с реагентом

Перед использованием подобных составов не помешает узнать, какая кислота разъедает металл, ведь эта жидкость может стать причиной появления ожогов.

• Использовать жидкость допускается только при наличии хорошей вентиляции помещения.
• Во время работы нужно позаботиться о защите наиболее уязвимых участков тела, для чего необходимо использовать перчатки, маску или респиратор и очки для защиты глаз.
• Необходимо оберегать от попадания жидкости открытые участки тела, в противном случае она может вызвать серьезные повреждения кожных покровов.
• Если принятые меры не помогли, то нужно как можно скорее промыть большим количеством проточной воды участок кожи, на который попала кислота, а после этого показаться специалисту.

Особое внимание необходимо уделить соблюдению условий хранения и транспортировки кислоты. https://www.youtube.com/embed/8EuOtvCfShI

Для ее хранения разрешается использовать только стеклянные емкости, полимерные и сосуды из нержавеющей стали.

Перевозка реагента должна осуществляться с задействованием специальных автотранспортных средств, оборудованных металлическими цистернами, невосприимчивыми к воздействию жидкости

Возможно использование и других видов транспорта, например, поездов, однако в этом случае необходимо с особым вниманием подойти к соблюдению требований техники безопасности

В соответствии с правилами техники безопасности, хранить жидкость можно только в хорошо защищенном от солнечного света месте. При соблюдении этого условия ортофосфорный реагент остается пригодным к применению в течение одного года.