Kwas fosforowy w procesie mokrym dla klasy przemysłowej

Fosforokwas rycynowy

Właściwości chemiczne

Kwas fosforowy jest bezbarwną, bezwonną substancją stałą zawierającą fosfor i związkiem nieorganicznym o wzorze chemicznym H3PO4. Powszechnie spotyka się go w postaci 85-procentowego roztworu wodnego, który jest bezbarwną, bezwonną i nielotną cieczą o konsystencji syropu. W roztworze wodnym kwas fosforowy zachowuje się jak kwas trójprotonowy.

H3PO4 ⇌ H2PO−4 plus H plus , pKa1=2.14

H2PO−4 ⇌ HPO2−4 plus H plus , pKa2=7,20

HPO2−4 ⇌ PO3−4 plus H plus , pKa3=12.37

Różnica między kolejnymi wartościami pKa jest wystarczająco duża, aby sole monowodorofosforanu HPO2-4 lub diwodorofosforanu H2PO-4 można było wytworzyć z roztworu kwasu fosforowego, doprowadzając pH do połowy między odpowiednim pK wartości.

Proces mokry

W procesie mokrym minerał zawierający fosforan, taki jak hydroksyapatyt wapnia i fluorapatyt, poddaje się działaniu kwasu siarkowego.

Ca5(PO4)3OH plus 5 H2SO4 → 3 H3PO4 plus 5 CaSO4 plus H2O

Ca5(PO4)3F plus 5 H2SO4 → 3 H3PO4 plus 5 CaSO4 plus HF

Siarczan wapnia (gips, CaSO4) jest produktem ubocznym, który jest usuwany w postaci fosfogipsu. Gazowy fluorowodór (HF) jest kierowany do mokrej (wodnej) płuczki wytwarzającej kwas fluorowodorowy. W obu przypadkach roztwór kwasu fosforowego zawiera zazwyczaj 23-33% P2O5 (32-46% H3PO4). Można go zatężyć w celu wytworzenia komercyjnego lub handlowego kwasu fosforowego, który zawiera około 54–62% P2O5 (75–85% H3PO4). Dalsze usuwanie wody daje kwas nadfosforowy o stężeniu P2O5 powyżej 70 procent (co odpowiada prawie 100 procentom H3PO4). Kwas fosforowy z obu procesów może być dalej oczyszczany poprzez usuwanie związków arsenu i innych potencjalnie toksycznych zanieczyszczeń.

Aplikacja

Konkretne zastosowania kwasu fosforowego klasy przemysłowej obejmują:

W obróbce antykorozyjnej przez fosforanową powłokę konwersyjną lub pasywację;

Aby zapobiec utlenianiu żelaza za pomocą procesu parkeryzacji;

Jako zewnętrzny wzorzec dla fosforu-31 jądrowego rezonansu magnetycznego;

W ogniwach paliwowych z kwasem fosforowym;

W produkcji węgla aktywnego;

W przetwarzaniu złożonych półprzewodników do wytrawiania galu indowego; Arsenek selektywnie względem fosforku indu;

W mikrowytwarzaniu do wytrawiania azotku krzemu selektywnie w stosunku do dwutlenku krzemu;

W mikrowytwarzaniu do wytrawiania aluminium;

Jako regulator pH w kosmetykach i produktach do pielęgnacji skóry;

Jako środek odkażający w przemyśle mleczarskim, spożywczym i piwowarskim.