Свойства ортофосфорной кислоты
Основным свойством ортофосфорной кислоты является ее воздействие на кислотно-щелочной баланс организма, что приводит к увеличению кислотности.
Повышенная кислотность увеличивает риск развития многих заболеваний, включая кариес и ранний остеопороз.
Еще одним свойством ортофосфорной кислоты (в высоких концентрациях) является ее способность вызывать ожоги. Пары этой кислоты могут вызвать носовые кровотечения и атрофические процессы в слизистой носа, а в некоторых случаях могут привести к разрушению зубов и изменению формулы крови.
Правила работы с кислотой
Работа с ортофосфорной кислотой должна происходить в помещении с хорошей вентиляцией. Следует обязательно надеть респиратор для предотвращения попадания едких паров в дыхательные пути и очки для защиты глаз. Если нет под рукой этих защитных средств, то следует воспользоваться маской. Обязательно следует надевать перчатки и защищать открытую поверхность кожи от попадания на нее вещества, т. к. это может привести к ожогам. При попадании ее на кожные покровы следует тщательно промыть их под проточной водой, после чего обратиться за медицинской помощью.
Перевозка реагента должна осуществляться в специальном транспорте, оборудованном железными цистернами, не поддающимися ее разрушительному влиянию. Ее можно перевозить и при помощи других транспортных средств, как сухопутных, так и водных. Но при этом должны быть соблюдены все правила техники безопасности.
Хранить ее следует в месте, защищенном от прямого попадания солнечных лучей. Срок хранения при таких условиях составляет не больше 1 года.
Применение ортофосфорной кислоты
Ортофосфорная кислота широко используется в различных целях:
- Для очищения от ржавчины металлических поверхностей. Также она способствует дальнейшему предотвращению образования коррозии;
- В качестве флюса при пайке;
- В сельском хозяйстве – для производства минеральных удобрений;
- В составе фреонов (в промышленных морозильных установках);
- Для исследований в области молекулярной биологии;
- В производстве бытовых синтетических чистящих, моющих и смягчающих средств;
- В авиационной промышленности (в составе гидрожидкостей).
Получение фосфорной кислоты
Химическое соединение имеет несколько способов производства. Известный промышленный метод изготовления кислоты ортофосфорной – термический, при котором получается чистый продукт высокого качества. Происходит такой процесс:
- окисление во время сжигания при избытке воздуха фосфора до фосфорного ангидрида, имеющего формулу Р4О10;
- гидратация, абсорбция полученного вещества;
- конденсация фосфорной кислоты;
- улавливание тумана из газовой фракции.
Есть еще две методики производства ортофосфорного соединения:
- Экстракционный способ, отличающийся экономичностью. Его основа – разложение природных минералов-фосфатов соляной кислотой.
- При лабораторных условиях вещество получается взаимодействием белого фосфора, являющегося ядовитым с разбавленной азотной кислоты. Процесс требует строгого соблюдения техники безопасности.
Применение ортофосфорной кислоты в медицине
Ортофосфорная кислота широко применяется в стоматологии при пломбировании зубов. Ею протравливают зубную эмаль перед процедурой.
Основной сложностью является невозможность проконтролировать глубину и степень деминерализации дентина и эмали, а также ее полное удаление перед началом пломбировки. Остатки ортофосфорной кислоты могут привести к снижению прочности бондинга и образованию «кислотной мины».
Также в незначительных количествах ортофосфорная кислота применяется в составах отбеливателей для зубов.
Что это такое
Если коротко, фосфорная кислота – это бесцветные кристаллы, которые очень хорошо впитывают в себя воду (это называется гигроскопичностью) и плавятся при температуре всего лишь в 42 градуса.
Она очень хорошо растворяется в воде, образуя привычный раствор кислоты, который и используется в разных целях. Кстати, с точки зрения химии эта кислота является слабой, ее силу никак не сравнить с такими «монстрами» как серная или азотная кислоты. Что, впрочем, не означает, что при работе с ней можно пренебрегать правилами техники безопасности.
Применение ортофосфорной кислоты (Е338) в пищевой промышленности
Е338 (ортофосфорная кислота) относится к группе антиоксидантов – добавок, защищающих продукты питания от окисления и изменения цвета.
Ортофосфорная кислота применяется для подкисления продуктов питания и напитков. Она обеспечивает острый или кислый вкус. От природных подкислителей, например, лимонной кислоты, ее отличают низкая стоимость и легкость получения, что позволяет ее широко использовать при изготовлении:
- Хлебопекарных порошков;
- Плавленых сыров;
- Колбас;
- Сахара;
- Ароматизированных напитков – кока-колы, пепси-колы, спрайта.
Хотя ортофосфорная кислота как пищевая добавка разрешена к применению в большинстве стран, в результате многих исследований было установлено ее вредное воздействие на организм. Так, она нарушает кислотно-щелочной баланс, увеличивая его кислотность. Это может провоцировать развитие различных заболеваний, например, кариеса и остеопороза.
Частое употребление ортофосфорной кислоты в составе различных продуктов может вызывать нарушения работы пищеварения – рвоту, тошноту. Также длительное применение продуктов с этой пищевой добавкой может привести к отвращению к пище и потере веса.
Техника безопасности при работе с кислотой
Во время работы с этим химическим элементом нужно соблюдать меры безопасности, т. к. она представляет угрозу для здоровья человека. В помещении должна быть хорошая вентиляция. Спровоцировать пожар или взрыв. Перед тем как начать работать, нужно одеть респиратор, перчатки и очки, а также спецодежду и обувь.
При попадании жидкости на слизистые оболочки и кожные покровы может возникнуть головокружение, кашель, рвота, химический ожог. В таком случае следует вызвать врача, промыть пораженный участок, сделать свободную повязку и осуществить нейтрализацию фосфорной кислоты щелочью.
Как правильно хранить и перевозить кислоту
При хранении и транспортировке кислоты следует соблюдать необходимые условия. Хранить ее разрешено только в специальных емкостях:
- стеклянных;
- полимерных сосудах;
- сосудах из нержавеющей стали.
Фосфорная кислота – агрессивное вещество, в связи с чем порошок следует содержать в изолированной таре. В кислоту не должно попадать инородных веществ. Тара для перевозки и хранения должна быть сухой и чистой.
Чтобы раствор имел нужные свойства, следует соблюдать все условия. При некачественном составе возможно выделение токсичных паров. Помимо всего прочего, такой раствор не сможет защитить поверхность металла от негативного влияния окружающих факторов.
Наиболее подходящее для хранения место – сухое и теплое. Не подойдут для этой цели сырые места, в которых образуется большое количество конденсата. Нежелательно пересыпать порошкообразное средство в другие емкости. Лучше всего хранить его в первоначальной упаковке.
Т. к. это вещество принадлежит к разряду опасных, то при его перевозке на дальние расстояния требуется заполнение сопроводительной документации.
Срок хранения фосфорной кислоты составляет 1 год с момента изготовления.
Температура замерзания 85% раствора составляет – 21°С. Температура плавления + 42°С.
Удаление ржавчины
Перед покраской металлического изделия, чтобы продлить срок его службы, необходима обработка фосфорной кислотой. Преимуществом применения этой кислоты является возможность не только избавиться от рыхлой массы коррозийных оксимов, но и защитить в последующем, создав на поверхности изделия трудно удалимую пленку.
Это явление объясняется тем, что кислота вступает во взаимодействие с поверхностью, поглощая оксид железа. Такова характеристика этого вещества. Тем самым образуется маслянистая на ощупь пленка-железа ортофосфата.
Для усиления эффекта на обработанную поверхность необходимо добавить растворитель данной кислоты — этанол.
В зависимости от степени поражения изделия из металлического материала, применяется несколько способов избавления от ржавчины:
- погружение в раствор и последующее травление;
- многократное нанесение на нужную поверхность;
- изначальная хорошая механическая очистка и дальнейшая обработка.
Каждый из этих методов обладает своим преимуществом.
Погружение в раствор с затравкой
Данный метод применим, когда имеется достаточное количество кислоты, так как необходимо полностью погрузить изделие в раствор.
Предварительно обрабатываем металлическое изделие средством для обезжиривания, затем его необходимо удалить с поверхности.
Далее нужно металл опустить в емкость с раствором и оставить на пару часов. По истечении этого времени нейтрализуют кислоту из спирта, разбавленного водой в равных пропорциях.
Нанесение на поверхность
Эта техника используется для очистки больших изделий. Наносят кислоту с помощью поролонового валика или кисти с мягким ворсом. Если степень повреждения высока, то перед этим следует провести механическую очистку. Далее обезжиривают и проводят очищение. При незначительной коррозии обходятся только обработкой кислотой.
Очистка унитазов, ванн, раковин и других поверхностей санитарного назначения от нежелательной коррозии так проводится при помощи кислоты.
Как средство хозбытовой химии ортофосфорная кислота тоже применима. Она замечательно удаляет следы присутствия ржавчины с наружного покрытия санузлов и возвращает им былой белоснежный вид. Такой кислотой можно очищать фаянсовые и эмалированные поверхности, но для акриловых поверхностей это вещество не подойдет из-за своего агрессивного воздействия на них.
Для очистки готовят смесь из половины литра воды и 100 г кислоты. Перед обработкой обезжиривают поверхностно-активным веществом. Наносят ортофосфорную кислоту щеткой со щетиной из натурального ворса. По истечении времени обработки, промывают раствором пищевой соды.
Преимуществом этого способа считается то, что поверхность не повреждается, так как не используются механические очистители.
Использование как модификатора ржавчины
Тут применяют раствор выше упомянутой не единожды фосфорной кислоты, но с дополнительными добавками в её раствор. В зависимости от добавляемых компонентов эти вещества делятся на несколько групп:
- стабилизаторы модифицирующие поверхность;
- грунтовые растворы;
- преобразователи ржавчины.
Грунтовка ЭВА-0112, например, состоит из основы и кислоты с концентрацией 85%. Перед покраской изделий из стали наносят её на изделие, для дальнейшего лучшего связывания красящего вещества с поверхностью.
Преобразователи, представленные на рынке, попадают к потребителю в виде двух упаковок: кислоты и основы. Преобразователь «Цинкарь» помимо самой кислоты в составе имеет соединения из цинка и марганца.
Покупателю необходимо будет смешать их перед непосредственным применением. Готовый раствор следует наносить при помощи устройства с распылителем пневматического или струйного характера, или кисти с мягким ворсом. Преобразователи легируют металл.
Правила транспортировки и хранения
Ортофосфорную кислоту упаковывают и наносят маркировку по ГОСТ 3885–73 «Реактивы и особо чистые вещества. Правила приёмки, отбор проб, фасовка, упаковка, маркировка, транспортирование и хранение». На таре должен присутствовать символ по ГОСТ 19433–88 «Грузы опасные. Классификация и маркировка». Вещество можно перевозить всеми видами транспорта, руководствуясь их действующими правилами.
Для этого подходят плотно закрывающиеся гуммированные и стальные железнодорожные цистерны, специализированные автоцистерны, пластиковые кубы, бочки и канистры, бутыли из полиэтилена и стекла. Для хранения в упаковке изготовителя используют крытые отапливаемые складские помещения. Чтобы, не изменяя физико-химических свойств, перевести закристаллизованную кислоту в жидкое состояние, используют медленный подогрев до 60 °C.
