Применение ортофосфорной кислоты в быту, сельском хозяйстве и пищевой промышленности — химические свойства

Что такое ортофосфорная кислота

Вещество принадлежит к категории неорганических химических соединений с консистенцией сиропа. Его кристаллы быстро растворяются в этиловом спирте и воде.

Средство считается антиоксидантом и применяется в качестве регулятора кислотности. При использовании в роли добавки его обозначают кодом E338.

Описание и химические свойства

Фосфорная кислота имеет формулу H3PO4 с молекулярной массой 98 г/моль. Микрочастицы вещества соединяют атомы кислорода и водорода. Концентрация компонентов в составе выглядит так:

У ортофосфорного соединения есть ряд химических свойств. Среди них:

1. Быстрое растворение в воде и этаноле.
2. Формирование 3 рядов солей – фосфатов.
3. Провоцирование ожогов при воздействии на кожу.
4. Образование взрывоопасного водорода при взаимодействии с металлическими поверхностями.
5. Несовместимость с горячими поверхностями, негашеной известью, спиртосодержащими составами, хлоратами и чистыми металлами.
6. Плавление при температуре 42,35 °C, но без разложения.

Ортофосфорную кислоту соединяют атомы кислорода и водорода.

Свойства

H3PO4 — трёхосновная кислота средней силы. При взаимодействии с очень сильной кислотой, например, с хлорной HClO4, фосфорная кислота проявляет признаки амфотерности — образуются соли фосфорила, например [Р(ОН)4]ClO4.

В водных растворах подвергается электролитической диссоциации в три стадии с образованием катиона гидроксония. Степень диссоциации и вид зависят от pH раствора:

Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра, при этом образуется жёлтый осадок:

H 3 P O 4 + 3 A g N O 3 → A g 3 P O 4 + 3 H N O 3 PO_+3AgNO_\rightarrow Ag_PO_+3HNO_>>>

Качественной реакцией на ион H2РО4 − является образование ярко-жёлтого осадка молибденофосфата аммония:

H 3 P O 4 + 12 [ N H 4 ] 2 M o O 4 + 21 H N O 3 → [ N H 4 ] 3 P M o 12 O 40 ⋅ 6 H 2 O ↓ + 21 N H 4 N O 3 + 6 H 2 O PO_+12[NH_]_MoO_+21HNO_\rightarrow [NH_]_PMo_O_\cdot 6H_O\downarrow +21NH_NO_+6H_O>>>

Получение кислоты

Кислоту можно получить 3 путями:

1. В результате гидролиза фосфорного пентахлорида.
2. Из фосфата.
3. С помощью реакции фосфора с водой.

Последний способ предусматривает бурную реакцию, поэтому фосфорный оксид предварительно обрабатывается концентратом кислоты, подогретым до 200 °C.

В лабораторных условиях

Промышленная технология получения H3PO4 состоит из таких этапов:

1. Окисление фосфора при сжигании до состояния ангидрида.
2. Гидратация и абсорбция готового соединения.
3. Накопление кислоты
4. Улавливание испарений из газовой фракции.

Кислоту получают в результате гидролиза фосфорного пентахлорида.

Кроме того, в лабораторных условиях компонент генерируют путем взаимодействия ядовитого белого фосфора с разбавленной азотной кислотой.

Такой способ имеет ряд ограничений и подразумевает соблюдение особой техники безопасности.

В домашних условиях

Экстракционный метод производства, который можно реализовать в быту, заключается в применении реакции сернокислотного разложения солей с выходом до 95%. Технология изготовления состоит из следующих этапов:

1. Консистенция на основе природного фосфата (пульпы) и серной кислоты из резервуара подается в экстрактор – специальный стальной чан с мешалкой.
2. Четырехчасовая обработка и нагрев до 90 °C приводят к появлению фосфорной кислоты и кристаллизации сульфата кальция.
3. Разделение природного фосфата происходит с помощью перфорированной ленты со специальным фильтрующим покрытием. Проходя через отверстия этого полотна, готовый продукт направляется в вакуумные камеры.

Получение

Фосфорную кислоту получают из фосфатов, например воздействуя на фосфат кальция (минерал апатит) серной кислотой:

C a 3 ( P O 4 ) 2 + 3 H 2 S O 4 → 3 C a S O 4 + 2 H 3 P O 4 (PO_)_+3H_SO_\rightarrow 3CaSO_+2H_PO_>>>

P C l 5 + 4 H 2 O → H 3 P O 4 + 5 H C l +4H_O\rightarrow H_PO_+5HCl>>>

Или взаимодействием с водой оксида фосфора(V), полученного сжиганием фосфора в кислороде:

P 2 O 5 + 3 H 2 O → 2 H 3 P O 4 O_+3H_O\rightarrow 2H_PO_>>>

С водой реакция идёт очень бурно, поэтому оксид фосфора(V) обрабатывают нагретым до 200 °C концентрированным раствором ортофосфорной кислоты.

Расплавленная ортофосфорная кислота и её концентрированные растворы обладают большой вязкостью, что обусловлено образованием межмолекулярных водородных связей.

Преимущества ортофосфорной кислоты

Применение химического соединения для обработки металлоизделий обусловлено эффективным растворением окислов и формированием прочной защитной пленки. Раствор не вредит металлическим поверхностям и преобразует следы коррозии в фосфаты железа.

Ортофосфорная кислота преобразует следы коррозии в фосфаты железа.

Техническая кислота активно применяется для промывки теплообменников, змеевиков, нагревателей и продукции металлопрокатной промышленности, включая поверхности труб систем водоснабжения и отопления, арматуру, котлы, гидротехнические сооружения и изделия из чугуна. Кроме того, она востребована для полировки поверхностей.

Наибольшим спросом пользуется цинкарь, содержащий несколько добавок – марганец, кислоту и цинк.

Такая смесь повышает защитные свойства образовавшейся на металле пленки.

Техника безопасности при работе с кислотой

H3PO4 принадлежит к классу опасных соединений, поэтому работа требует строгого соблюдения ряда правил. Обработка металлов или другие действия с кислотой выполняются в специальной постройке с организованной приточно-вытяжной вентиляционной системой, подальше от источников открытого пламени.

Для работы с ортофосфорной кислотой нужны респиратор, перчатки и очки.

Запрещено начинать работу без респиратора, перчаток и очков. Также нужно предусмотреть комплект спецодежды и нескользящей обуви.

При контакте вещества с кожными покровами и глазами либо при вдыхании паров у человека может появиться ожог, рвотный рефлекс, кашель и головокружение. Для исключения осложнений нужно незамедлительно снять одежду, которая была загрязнена, промыть пораженный участок проточной водой, вызвать медицинского работника, наложить повязку и нейтрализовать разлитый состав щелочным средством.

Правила хранения

Ортофосфорные соединения фасуются с маркировкой ГОСТа 3885-73. Все требования по хранению и транспортировке указаны в нормативном акте.

Держать состав можно в стальных цистернах для железнодорожной отрасли, резервуарах с герметично закрывающейся крышкой, бочках, канистрах, полиэтиленовых и стеклянных бутылях либо в специальных автоцистернах из резины. В упаковке вещество разрешено размещать в крытых ангарах с отоплением. Для сохранения физико-химических характеристик при растапливании кристаллизованную форму H3PO4 подогревают до 60°C. Срок хранения при соблюдении всех правил составляет 3 года с момента производства.

Утилизация соединения выполняется в промышленных условиях путем нейтрализации щелочами.

Перевозка

Есть ряд ограничений и требований для транспортировки кислоты, указанных в ГОСТе 3885-73. Перевозить состав можно на любом транспорте, используя плотно закрытые емкости.

Требования к упаковке и правила обращения с веществом

На таре, в которую расфасовывается кислота, обязательно должно быть обозначение “Опасно”, “Едкая жидкость”.

Хранить и транспортировать добавку разрешено в такой упаковке:

• полиэтиленовые канистры;
• стеклянные бутыли;
• контейнеры и автоцистерны из нержавеющей стали, которая прошла специальную обработку;
• пластиковые кубы.

Сами емкости для удобства помещают в полиэтиленовые барабаны или дощатые ящики, внутри которых должен быть мягкий наполнитель во избежание повреждения упаковки.

Попадание вещества на кожу или слизистые, в глаза или в дыхательные пути может вызывать ожоги, тошноту, рвоту, головокружение и нарушение целостности тканей. В таком случае необходимо незамедлительно обратиться за врачебной помощью.

Кислота является опасной в обращении, поэтому работать с ней можно только вдали от открытых источников огня, в хорошо вентилируемом помещении.

Обязательно наличие защитной спецодежды: перчаток, респиратора, очков, ботинок и костюма для работы с опасными веществами.

Использование ортофосфорной кислоты в медицине

В стоматологической сфере состав используется для обработки внутреннего покрытия коронок. Это улучшает сцепление изделия при протезировании. Вещество применяется в фармакологии в качестве действующего компонента в различных медикаментах или зубном цементе.

Ортофосфорная кислота применяется в стоматологической сфере.

Ортофосфорное соединение может протравливать эмаль зуба, что требуется при пломбировании.

Влияние на здоровье человека

H3PO4 влияет на кислотно-щелочной баланс, повышая кислотность желудка. Поэтому продукты с высоким содержанием пищевой добавки противопоказаны для людей с гастритом и прочими проблемами, вызванными высоким уровнем pH. Некоторые специалисты утверждают, что кислота вымывает из организма кальций, ухудшая состояние зубной эмали и костной ткани. При чрезмерном употреблении появляются расстройства органов ЖКТ, рвота и тошнота. При отравлении необходимо незамедлительно обратиться за помощью к врачу.

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: H3O4P

Химический состав Ортофосфорной кислоты

Молекулярная масса: 97,994

Ортофо́сфорная кислота́

(фо́сфорная кислота́) — неорганическая кислота средней силы, с химической формулой H3PO4, которая при стандартных условиях представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При температуре выше +213 °C она превращается в пирофосфорную кислоту H4P2O7. Очень хорошо растворима в воде. Обычно ортофосфорной (или просто фосфорной) кислотой называют 85 %-й водный раствор (бесцветная сиропообразная жидкость без запаха). Растворима также в этаноле и других растворителях.

Получение

Фосфорную кислоту получают из фосфата: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 Можно получить гидролизом пентахлорида фосфора: PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCl Или взаимодействием с водой оксида фосфора(V), полученного сжиганием фосфора в кислороде: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 С водой реакция идет очень бурно, поэтому оксид фосфора(V) обрабатывают нагретым до 200 °C концентрированным раствором ортофосфорной кислоты. Расплавленная ортофосфорная кислота и её концентрированные растворы обладают большой вязкостью, что обусловлено образованием межмолекулярных водородных связей.

Свойства

H3PO4 — трёхосновная кислота средней силы. При взаимодействии с очень сильной кислотой, например, с хлорной HClO4, фосфорная кислота проявляет признаки амфотерности — образуются соли фосфорила, например [Р(ОН)4]ClO4. В водных растворах подвергается электролитической диссоциации в три стадии с образованием катиона гидроксония. Степень диссоциации и вид зависят от pH раствора: H3PO4(aq) + H2O(l) ↔ H3(aq)O+ + H2PO4(aq)- Ks1 = 6,9 * 10-3 H2PO4(aq)- + H2O(l) ↔ H3O+ + HPO4(aq)2- Ks2 = 6,2 * 10-8 HPO4(aq)2- + H2O(l) ↔ H3(aq)+ + PO4(aq)3- Ks3 = 4,7 * 10-13 Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра, при этом образуется жёлтый осадок: H3PO4 + 3AgNO3 → Ag3PO4 + 3HNO3 Качественной реакцией на ион H2РО4− является образование ярко-жёлтого осадка молибденофосфата аммония: H3PO4 + 12[NH4]2MoO4 + 21HNO3 → [NH4]3PMo12O40 * 6H2O + 21NH4NO3 + 6H2O

Фосфаты

Соли фосфорной кислоты называются фосфатами. Фосфорная кислота образует одно-, двух- и трехзамещенные соли. H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O (дигидрофосфат натрия) H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O (гидрофосфат натрия) H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O (фосфат натрия) Дигидрофосфаты (однозамещенные фосфаты) имеют кислую реакцию, гидрофосфаты (двузамещенные фосфаты) — слабощелочную, средние (трехзамещенные фосфаты, или просто фосфаты) — щелочную. Дигидрофосфаты обычно хорошо растворимы в воде, почти все гидрофосфаты и фосфаты растворимы мало. Прокаливание солей приводит к следующим превращениям: NaH2PO4 → NaPO3 + H2O 2Na2HPO4 → Na4P2O7 + H2O Фосфаты при прокаливании не разлагаются, исключение составляет фосфат аммония (NH4)3PO4. Органические фосфаты играют очень важную роль в биологических процессах. Фосфаты сахаров участвуют в фотосинтезе. Нуклеиновые кислоты также содержат остаток фосфорной кислоты.

Применение

Используется при пайке в качестве флюса (по окисленной меди, по чёрному металлу, по нержавеющей стали), для исследований в области молекулярной биологии. Применяется также для очищения от ржавчины металлических поверхностей. Образует на обработанной поверхности защитную плёнку, предотвращая дальнейшую коррозию. Также применяется в составе фреонов, в промышленных морозильных установках как связующее вещество. Авиационная промышленность

В составе гидрожидкостей НГЖ-5У и её иностранных аналогов.
Пищевая промышленность
Ортофосфорная кислота зарегистрирована в качестве пищевой добавки E338. Применяется как регулятор кислотности в газированных напитках, например в Кока-Коле.
Сельское хозяйство
В звероводстве (в частности, при выращивании норок) используют выпойку раствора ортофосфорной кислоты для профилактики повышенного рН желудка и мочекаменной болезни.
Стоматология
Ортофосфорная кислота применяется для протравливания (снятия смазанного слоя) эмали и дентина перед пломбированием зубов. При применении адгезивных материалов 2 и 3 поколения требуется протравливание эмали зуба кислотой, с последующим промыванием и просушиванием. Кроме дополнительных временных затрат на проведение, данные этапы несут в себе опасность возникновения различных ошибок и осложнений. При нанесении ортофосфорной кислоты сложно проконтролировать степень и глубину деминерализации дентина и эмали. Это приводит к тому, что нанесенный адгезив не полностью (по всей глубине) заполняет открытые дентинные канальцы, а это в свою очередь не обеспечивает образование полноценного гибридного слоя. Кроме того, не всегда удается полностью удалить ортофосфорную кислоту после её нанесения на дентин. Это зависит от того, каким способом сгущена фосфорная кислота. Остатки ортофосфорной кислоты ухудшают прочность бондинга, а также приводят к образованию так называемой «кислотной мины». С появлением адгезивных материалов 4 и 5 поколения стали использовать технику тотального протравливания (дентин — эмаль). В адгезивных системах 6 и 7 поколения отдельный этап протравливания кислотой отсутствует, так как адгезивы являются самопротравливающимися. Хотя некоторые производители все же рекомендуют для усиления адгезии кратковременно протравливать эмаль и при использовании самопротравливащих адгезивов.

Применение для металла

Кислота H3PO4 широко применяется в металлургии и при обработке металлических поверхностей. С ее помощью можно удалять следы коррозии и накипи, преобразовывать ржавчину или проводить пайку деталей.

Удаление ржавчины

H3PO4 эффективно устраняет коррозию с металла, включая драгоценные виды (серебро, латунь, бронза), а еще образует тонкий защитный слой, который препятствует негативному воздействию внешних факторов. После обработки таким компонентом на поверхности начинается цикл разъедания и поглощения оксидов железа, а затем появляется серая маслянистая пленка.

Ортофосфорная кислота устраняет коррозию с металла.

В промышленности и быту используют несколько технологий удаления окислов:

1. Полное погружение детали в кислоту.
2. Поверхностная промывка с помощью кисти, валика или распылителя.
3. Обработка верхней поверхности, которая предварительно очищается механическим способом.

Для удаления коррозии изделие предварительно обезжиривается и промывается. Дальше готовится раствор кислоты (100 г 85% средства разбавляется в 1 л воды), и деталь погружается в резервуар с составом на 1 час. Содержимое следует периодически помешивать.

После того как цикл обработки завершится, изделие нужно достать и промыть с помощью нейтрализующего препарата. Для его приготовления используются такие ингредиенты:

1. Вода – 50%.
2. Медицинский спирт – 48%.
3. Нашатырный спирт – 2%.

Преобразователь ржавчины

Средство для преобразования ржавчины на основе H3PO4 образует защитную пленку на металлических поверхностях, которая препятствует развитию коррозийных процессов в будущем. Соединение безопасно для образцов следующих типов:

1. Металлопрокатной продукции.
2. Скважин.
3. Парогенераторов.
4. Бойлеров и водонагревателей.
5. Радиаторов отопления.
6. Теплообменников.
7. Змеевиков.
8. Агрегатов отопления и водоснабжения.
9. Генераторов пара.
10. Котлов.
11. Комплектующих механизмов и транспортных средств.

Средство преобразования ржавчины используется для металлопрокатной продукции.

Для пайки

Кислотный флюс из ортофосфорного соединения позволяет получить качественную пайку при условии, что остатки вещества будут сразу смыты водой. Если оставить их застывать, на поверхности появится защитная пленка.

Применение от ржавчины ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота, влияние которой на ржавчину широко известно, может применяться как в промышленных масштабах, так и для удаления коррозии металла в домашних условиях. Разумеется, что подобные действия должны проводиться с учетом описанных выше правил безопасности.

Явным преимуществом именно фосфорной кислоты является то, что при условиях химической очистки с поверхности металла при помощи фосфорной кислоты можно не только убрать рыхлые окислившиеся массы, но и создать тем самым небольшую защитную пленку на поверхности металлического изделия. Образование такой пленки происходит следующим образом: оксид железа разъедается и поглощается кислотой, вместо этого происходит фосфарирование поверхности металла. Люди, проделывающие подобную процедуру очищения, свидетельствуют о том, что после снятии ржавчины посредством применения кислоты ортофосфорной на поверхности металлического изделия образуется маслянистая пленка серого оттенка.

На данном этапе можно назвать несколько основных способов борьбы с образованием окислов на металлических поверхностях:

• Травление металла, предусматривающее полное его погружение в раствор кислоты,
• Распыление соединения при помощи пульверизатора или нанесение ее посредством валика,
• Механическая очистка металла от окислов с последующим применением кислоты.

Наиболее подходящий и действенный метод очистки металла от коррозии подбирается в каждом конкретном случае с учетом индивидуальных условий, в которых возможно проведение процедуры.

Ортофосфорная кислота в быту

Кислота активно применяется в бытовой химии для удаления ржавчины с поверхностей санузлов. Она подходит для ухода за фаянсовыми и эмалированными покрытиями. Перед распределением раствора поверхность обрабатывается моющим составом, который готовится из 200 г действующего компонента и 1 л воды.

Кислота применяется для удаления ржавчины с поверхностей санузлов.

При этом соединение нельзя использовать для обработки акриловых деталей.

Взаимодействие ортофосфорной кислоты

Свойства неорганического вещества определяют его взаимодействие с другими веществами и соединениями. При этом происходят химические реакции. Ортофосфорный состав входит во взаимодействие с:

• солями слабых кислот;
• гидроксидами, вступая в реакцию нейтрализации;
• металлами, находящимися слева от водорода в ряду активности с образованием соли и выделением водорода;
• основными оксидами, участвуя в реакции обмена;
• гидроксидом аммония, создавая гидрофосфат аммония;
• аммиаком с получением кислых солей.

Использование ортофосфорной кислоты в пищевой промышленности

В пищевой промышленности H3PO4 обозначается как E338. Вещество используют при производстве разных продуктов и для поддержания их товарного вида в течение долгого времени.

Что за добавка Е338

Пищевая добавка E338 – приятный на вкус неорганический состав, который является мощным антиоксидантом и поддерживает начальную окраску съедобной продукции. Также компонент применяют для подкисления напитков и продуктов.

Опасна или нет

Пищевой компонент официально разрешен, но оказывает негативное воздействие на организм при избыточной концентрации. В ходе исследований было доказано, что переизбыток вещества в составе напитков или продуктов может привести:

1. К развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта.
2. Появлению осложнений гастрита или язвенных заболеваний.
3. Нарушению кислотно-щелочного баланса.
4. Вымыванию кальция из организма.
5. Развитию кариеса.
6. Появлению рвоты.

Добавка E338 может привести к развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта.
При любых симптомах интоксикации нужно обратиться за медицинской помощью.

Куда и зачем добавляют

E338 востребована при изготовлении порошков для выпекания хлеба, расплавлении сыров, приготовлении сахара, колы, спрайта, колбас и т.д. Основная сфера применения – производство газированных напитков. Кроме того, добавку можно найти в составе:

1. Сдобных изделий.
2. Плавленых сыров.
3. Колбас.
4. Булок.
5. Молока.
6. Тортов.
7. Детского питания.

Добавку можно найти в составе плавленых сыров.

Пищевая промышленность

Второй отраслью по популярности применения ортофосфорной кислоты является пищевая промышленность. В реестре пищевых добавок Российской Федерации фосфорная кислота зарегистрирована под названием Е338. Вещество позиционируется как безопасное (в условии соблюдения допустимого к употреблению количества).

Основными свойствами характерными для Е338 являются:

• регулирование кислотности
• предотвращение прогорклости
• продление сроков годности
• улучшение вкусовых характеристик
• антиоксидантные действия

По свойствам пищевая ортофосфорная кислота относится к слабым кислотам. Имеет вид бесцветного гранулированного порошка со свойствами отличного поглощения воздуха. На воздухе способна «размыливаться».

Чаще всего ортофосфорная кислота пищевая добавка Е338 применяется в следующих сферах пищевой промышленности: изготовление сладких газированных напитков, колбас, плавленого сыра, молокосодержащих продуктов, плавленых сырков, кондитерских изделий.

Вкус: горьковатый с кислинкой.

Е338 применяется в таких продуктах как: Кока-кола, напиток Байкал, Пепси-Кола, Coca-Cola light, круассаны ваниль-вишня «7 Days».

Прочие сферы применения

Помимо медицины, металлургической и пищевой промышленности, ортофосфорное химическое соединение востребовано при органическом синтезе. С его помощью создаются фосфорные соли кальция, марганца, алюминия и натрия. Среди других сфер деятельности, где встречается компонент:

1. Нефтяная промышленность.
2. Производство кинопленки.
3. Изготовление спичек.
4. Производство противопожарных и огнеупорных изделий.

Не менее важна кислота для сельского хозяйства, что обусловлено благотворным воздействием фосфора на состояние растений и интенсивность их роста.

Ортофосфорную кислоту используют при изготовлении спичек.

Компонент необходим для сельскохозяйственных животных, т.к. улучшает обменные процессы и способствует появлению естественных наростов.

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 сельском хозяйстве

H3PO4 является незаменимым веществом для сельского хозяйства. Для этой сферы ее добывают из специальной руды.

Значение фосфора для растений

Фосфор предназначается для поддержания обмена веществ в растениях и является неотъемлемым составляющим РНК и ДНК. Он необходим для фотосинтеза, регуляции дыхания зеленых насаждений и ускорения прорастания семян. Без этого химического элемента невозможно нормальное формирование корневой системы, семян и бутонов. Поэтому своевременное внесение фосфора в почву – залог благополучного развития растений.

Фосфор необходим для фотосинтеза.

В случае дефицита элемента цвет листьев может поменяться с темно-зеленого на багряный, они начнут опадать и покрываться пятнами.

Кроме того, растение не сможет вырасти до привычной высоты, а развитие корней приостановится.

Использование ортофосфорной кислоты для подкормок

Для сельскохозяйственной деятельности применяется кислота, которая добывается из руды. Попадая в почву, она помогает растениям справиться с морозами или засухой. Кроме того, химическое соединение повышает плодородность земли, делая ее благоприятной средой для произрастания различных культур.

Овощей

Фосфорная кислота способствует завязыванию плодов и цветков, поэтому необходима для обработки различных овощных культур. Ее используют при уходе за огурцами и томатами. Применение вещества при капельном орошении позволяет снизить затраты на покупку удобрения и чистку систем полива.

Ортофосфорная кислота используется при уходе за огурцами.

Для деревьев и кустарников

При подкормке кустарников и деревьев H3PO4 может улучшить их внешний вид и стимулировать плодоношение. Подкормки производятся как весной, так и осенью, с использованием разных пропорций компонентов. Стандартный расчет для осенних работ подразумевает разведение 1 ч. л. кислоты, 2 ч. л. калийных подкормок в 10 л воды.

Для почвы

Препараты на основе H3PO4 благотворно влияют на состояние почвы, способствуя ее структурированию, размножению полезных бактерий и разложению важных веществ. Кроме того, добавка повышает кислотность субстрата, насыщая его подвижными соединениями железа, марганца и алюминия.

Такие компоненты связывают вносимые удобрения, включая негранулированный суперфосфат.

Характеристики ортофосфорной кислоты

Услышав слово кислота, человек невольно напрягается, ведь еще из давних уроков химии в школьные годы известно, что кислота может оказывать довольно значимое влияние на предметы или, к примеру, кожу человека. А что собой представляет ортофосфорная кислота? Опасна ли ортофосфорная кислота, применение которой рекомендуется как один из способов борьбы с налетом ржавчины?

Ортофосфорная или попросту фосфорная кислота представляется в виде продукта, имеющего неорганическое происхождение. В условиях нормальной комнатной температуры ортофосфорная кислота имеет вид небольших ромбовидных кристалликов.

Чаще всего же ортофосфорная кислота имеет вид сиропообразного 85%-процентного раствора, не имеющего характерного запаха. Кристаллики ортофосфорной кислоты довольно хорошо растворяются в воде или этаноле.

Уравнение ортофосфорной кислоты

Применяется ортофосфорная кислота в следующих отраслях человеческой деятельности:

• Создание удобрений (фосфатных),
• Производство специальных чистящих средств, относящихся к классу бытовой химии,
• Стоматология,
• Вещества для борьбы с коррозией металла,
• Звероводство,
• Пищевая промышленность.

Если температура окружающей среды, например, в условиях лабораторных исследований превышает показатели в 213 градусов Цельсия, ортофосфорная кислота преобразуется в пирофосфорную кислоту. Состав ортофосфорной кислоты и ее химическая формула, соответственно, изменяется.

Таблица 1. Физико-химические показатели ортофосфорной кислоты согласно ГОСТ 10678-76.

Таблица 2. Физико-химические показатели ортофосфорной кислоты согласно ГОСТ 6552-80.

Виды фосфорных удобрений и их применение

Все фосфорные препараты рекомендуется использовать при осенней перекопке грядки, а не для поверхностного распределения. Это связано с тем, что основной действующий компонент (фосфор) находится в трудноусвояемой форме, а за зимний период он полностью разлагается, обогащая все части растений.

Суперфосфат

Для многих овощеводов и садовников суперфосфат – лучший вариант подкормки. В его составе содержатся монокальции фосфата, фосфорной кислоты, магния и серы. В продаже доступен простой (15-20%) и двойной (50%) суперфосфат. Обе разновидности используются для открытой почвы всех типов и теплиц, для всех растений.

Суперфосфат – лучший вариант подкормки.

Основные сферы применения – обработка огурцов, виноградной лозы, клубники, томатов и цветов.

При высадке овощей в каждое углубление вносится по 15-20 г подкормки, а при посадке деревьев или кустарников – по 35-70 г. На стадии вегетации распределяются удобрения в жидкой форме: 100 г простого суперфосфата разбавляют в 10 л горячей воды, а затем вносят в почву по периметру приствольного круга в объеме 0,5 л на каждый куст.

Если используется двойной суперфосфат, дозировка уменьшается в 2 раза из-за повышенной концентрации фосфора.

Аммофос

Подкормка получается в результате нейтрализации кислоты при участии аммиака. Это провоцирует появление аммония фосфорнокислого и азота – незаменимого компонента для развития растений.

Декоративные насаждения подкармливаются из расчета 15-25 г подкормки на 1 кв. м. Плодовые культуры и ягодные кустарники – 20-35 г на 1 кв. м.

Диаммофос

В продаже удобрение можно встретить под названиями гидрофосфат аммония и диаммонийфосфат. Оно содержит 50% фосфора и 18-20% азота. Подкормка предназначается для снижения кислотности почвы и может использоваться для совместной обработки с навозом или птичьим пометом. В большинстве случаев состав распределяют по грядке при высадке овощных культур.

Диаммофос – прикормка, которая используется на малоплодородных землях.

Так, если производится посадка картофеля, в каждое углубление вносят по 1 ч. л. гранулированного диаммофоса. При высадке огурцов и томатов рассадным путем в грунт добавляется по 1 ч. л. удобрения.

Метафосфат калия

Препарат продается в виде белого порошка. В его составе есть 55-60% оксида фосфора и 35-40% оксида калия.

Подкормка быстро усваивается в кислой почве и оказывает благотворное воздействие на культуры, которые восприимчивы к хлору.

Фосфоритная мука

Этот минеральный комплекс на 20% состоит из фосфора и на 30% – из кальция. Кроме того, в его составе присутствует комплекс микроэлементов. Фосфоритную муку применяют при вскапывании почвы перед высадкой огородных культур, исходя из расчета 1,5-2 кг вещества на 10 кв. м. Вещество вносят в яму для приготовления компоста.

Фосфоритная мука – минеральное фосфорное удобрение.

Костная мука

Продукт производится из переработанных костей крупного рогатого скота. В его составе есть 15-35% фосфора, кальций и биологически активные добавки, включая цинк, кобальт, йод, марганец, железо и др. Костную муку применяют для обработки цветов и овощей.

Вещество не растворяется в воде и отличается медленным усвоением растениями. Этот процесс занимает от 5 до 8 месяцев. Костная мука подходит для обработки кислых грунтов перед высадкой растений в дозировке по 2-3 ст. л. в лунку для овощей или 60-100 г на 1 кв. м при высадке кустарников. Для плодовых деревьев используется дозировка 200 г на 1 кв. м.

Нитроаммофоска

Нитроаммофоска – комплексная фосфорная подкормка, которая содержит не только фосфор, но и ряд других важных подкормок, необходимых для роста и развития растений.

Нитроаммофоска – фосфорная подкормка.

В составе удобрения есть азот и калий, которые быстро усваиваются овощными культурами, деревьями и кустарниками.

Преципитат

Этот агрохимикат на 30% состоит из фосфора, поэтому предназначается для снижения кислотности почвы. С его помощью производится обогащение плодородного слоя и подкормка уже растущих культур.

Растения реагируют на обработку положительно при условии, что были соблюдены все правила использования.

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.

• Что делать, если продуло шею
• Резус-фактор крови
• Тесто на беляши — пошаговые рецепты. Как приготовить вкусное тесто на беляши быстро и просто, видео

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.

Фосфорно-калийные удобрения: преимущества и правила использования

Удобрения фосфорной группы вносятся глубоко в почву, поближе к корневой системе.

Калийные подкормки подходят для любых типов субстрата. Они тоже вносятся глубоко, т.к. долго усваиваются растениями. После такой обработки культуры быстрее получают углекислоту и становятся устойчивыми к резким температурным скачкам, вредителям и заболеваниям.

Калийная группа

В калийную группу входят следующие составы:

1. Хлористый калий (KCl). Ягодные кустарники с повышенной восприимчивостью к хлору (голубика и земляника) подвергаются ранней обработке составом. Рекомендуется вносить подкормку при плановом вскапывании почвы.
2. Калийная соль. Представляет собой смесь KCl с сильвинитом. Способна нейтрализовать высокую кислотность почвы.
3. Сернокислый калий. Предназначается для обработки ягодных и плодовых культур. В его составе отсутствуют вредоносные добавки. Вместе с другими подкормками вещество распределяется по грядке весной и осенью.

Фосфорно-калийные удобрения вносятся в почву.

Фосфорная группа

К категории фосфорных удобрений относятся такие виды:

1. Суперфосфат. Продается в форме порошка или гранул бледно-серого или черного цвета. Перед использованием средство разбавляется с водой, т.к. оно долго растворяется в почве.
2. Двойной суперфосфат. Обладает идентичными химическими и физическими свойствами, что и предыдущий вариант, но выпускается в 2-кратной дозировке. Для удобрения карбонатных и черноземных субстратов его вносят вместе с другой органикой. Оптимальный расход двойного суперфосфата составляет 200 г на 10 кг органики.

Азотно-фосфорные удобрения и их применение

Азотно-фосфорные подкормки широко распространены в сельском хозяйстве. Они необходимы для стимуляции роста растений, повышения стойкости к неблагоприятным факторам, включая заморозки, а еще для насыщения корнеплодов полисахаридами.

Карбамид мочевина

Состав получается при синтезе газообразного аммиака и углекислого газа. В нем содержится высокая концентрация азота. При закладке подкормки нужно учитывать интенсивность прогрева почвы. Чем она выше, тем лучше вещество будет усвоено растениями.

Карбамид мочевина получается при синтезе аммиака и углекислого газа.

Аммиачная селитра

Аммиачная селитра обогащена легкоусвояемым азотом, который подходит для обработки мерзлоталой почвы при выращивании озимых культур. Дозировка зависит от назначения подкормки:

1. При перекопке почвы расходуют 50 г вещества на 1 кв. м. площади.
2. При высадке в лунку дозировку уменьшают до 20-30 г.

Сульфат аммония

Азотсодержащий препарат пользуется спросом среди дачников и крупных производителей сельскохозяйственной промышленности. Он не наносит вреда растениям, но принадлежит к 3 классу опасности для человека. Поэтому при распределении подкормки нужно использовать средства индивидуальной защиты.

Сульфат аммония пользуется спросом среди дачников.

Оптимальная дозировка на 1 кв. м. составляет 40 г подкормки.

Меры предосторожности при обработке поверхностей

В небольших количествах и разведенном состоянии ортофосфорная кислота не проявляет токсичности. Это вещество разрешено для добавления в пищевые продукты. Оно присутствует, например, в составе кока-колы.

Однако при работе с чистым реагентом или раствором высокой концентрации необходимо соблюдать меры безопасности. Ортофосфорная кислота является агрессивной субстанцией, которая раздражает покровы, глаза, органы дыхания и пищеварения.

В крайних случаях возможны ожоги и отравления. Если концентрированный преобразователь попал на кожу или в глаза, следует сразу промыть участки контакта большим количеством воды или физраствором. Нельзя протирать кожу салфетками или полотенцем, так как это усилит проникновение вещества внутрь тканей.
Если повреждения сильные и вызывают боль, то для облегчения самочувствия принимают обезболивающий препарат. При попадании жидкости внутрь, первая помощь человеку до осмотра врачом заключается в поддержке дыхания и обильном питье. Если кислота оказалась разлита, то ее нейтрализуют щелочными растворами.
При работе с химикатом необходимо надевать средства индивидуальной защиты (спецодежду, перчатки, очки, респиратор). Работы должны проводиться под вытяжкой или на открытом воздухе.

Комплексные удобрения и правила их использования

Для цветущих растений и овощных культур нужен не только калий, фосфор и азот, но и ряд важных микроэлементов. Для их внесения используют готовые комплексные составы.

Нитрат кальция

Является комплексным препаратом, который можно использовать как в твердом состоянии при перекопке почвы, так и при разведении с водой для внекорневой обработки и внесения под корень.

Нитрат кальция – комплексный препарат.

Наружное опрыскивание практикуется при уходе за огурцами. Раствор готовится из 2 г порошка, разбавленных в 1 л воды.

Медный купорос

Вещество отличается эффективностью при профилактике появления вредителей или заболеваний. Но при проникновении в грунт оно связывает фосфорные соединения, провоцируя дефицит химического элемента. Чтобы избежать таких последствий, нужно придерживаться инструкции по применению.

Расчет количества и норма внесения ортофосфорной кислоты

Кислота H3PO4 используется для обработки различных культур. Если выбран концентрированный раствор, то дозировка не должна превышать 1 ст. л. на 10 л. Если разведенный – нужно использовать соответствующие пропорции, исходя из состава.

Для подкормки деревьев и кустарников

Для осенней обработки деревьев и кустарников используется смесь из таких ингредиентов:

• 1 ч. л. ортофосфорного соединения;
• 2 ст. л. калийных подкормок;
• 10 л жидкости.

Ортофосфорная кислота используется для подкормки деревьев.
Весной пропорции для ягодных кустарников, например для голубики, немного меняют, используя 1 ч. л. кислоты, 2 ст. л. карбамида и 10 л жидкости. Водный раствор подходит для обработки влажной почвы с последующим внесением в лунки воды.

Для подкормки овощей

Подкормка овощей производится таким средством: в 10 л воды разбавляется 1 ч. л. H3PO4, 1 ст. л. карбамида, 1 ст. л. калийной подкормки, 1 ч. л. медного купороса и 1 ч. л. борной кислоты. В состав вносят марганцовый раствор для насыщения растений марганцем. Подкормка используется 3 раза за сезон с частотой 1 раз в 10 дней.

Для очистки системы капельного полива

Для дезинфекции систем капельного орошения используется невысокая концентрация ортофосфорного соединения (до 0,6%). При проведении очистки нужно учитывать все требования техники безопасности. Кислота добавляется строго в воду, а не наоборот.

Обзор эффективных фосфорсодержащих удобрений

На рынке удобрений доступно множество фосфорсодержащих комплексов. Но особой эффективностью обладают такие составы:

1. Монофосфат калия. Концентрированная подкормка, которая легко растворяется в воде и на ¼ состоит из фосфора. Из-за отсутствия в составе азота подходит для обработки любых растений.
2. Нитроаммофоска. Комплексное минеральное удобрение с высокой эффективностью. Его можно использовать для любых сельскохозяйственных культур. Самые положительные результаты замечены при обработке сероземов и черноземов.
3. Фосфат натрия. Подкормка с высокой концентрацией фосфора (около 26%), которая насыщает корни растений питательными компонентами и благотворно влияет на урожайность культур.

Фосфаты соли фосфорных кислот

Что такое фосфаты — это соли фосфорных кислот, в которых фосфор находится в высшей степени окисления (+ 5). Основные структурные звенья в анионах фосфата— тетраэдры РО4. Ортофосфаты—соли ортофосфорной кислоты (Н3РО4). Различают ортофосфаты средние, или трехзамещенные, напр. Ca3(PО4)2, MgNH4PО4, и кислые: гидроортофосфаты, или двузамещенные, напр. Na2HPО4, СаНРО4, и дигидроортофосфаты, или однозамещенные, напр.
Са(Н2РО4)2, NH4H2PО4. Среди природных фосфатов наиболее распространены минералы фосфорит Са3(РО4)2 и апатит Са5(ОН, Cl, F) (РО4)3. Из средних ортофосфатов и гидроортофосфатов в воде растворимы только фосфаты щелочных металлов и аммония. Средние ортофосфаты тория, титана, циркония, гафния, олова и висмута не растворимы даже в сильных кислотах. Дигидрофосфаты достаточно хорошо растворяются в воде.

Ортофосфаты щелочных металлов в водных растворах частично подвергаются гидролизу и. используются для приготовления буферных растворов. Средние ортофосфаты не разлагаются при нагревании: Na3PО4 плавится при т-ре 1340° С, Са3(РО4)2 — при т-ре 1610° С, за исключением тех случаев, когда катион термически неустойчив.

Растворимые в воде или к-тах средние ортофосфаты можно превратить в кислые действием на них к-т. Кислые ортофосфаты получают также неполной нейтрализацией ортофосфатной к-ты соответствующими окислами, гидроокисями или карбонатами. Плохо растворимые в воде ортофосфаты получают обычно реакциями обмена.