ساختار اسید فسفریک

اسید فسفریک یکی از مهم‌ترین و مفیدترین اسیدهای معدنی است. این ماده غیر سمی است و معمولاً به آن اسید ارتوفسفریک نیز گفته می‎‌شود. یک مایع بلوری بی رنگ و بی بو است و در دو نوع صنعتی و خوراکی تولید می‎‌شود. به نوشیدنی‌‎های نرم نوعی طعم تند می دهد و از رشد قارچ‎ها و باکتری‎‌هایی که می‎توانند به راحتی در محلول قندی تکثیر شوند، جلوگیری می‌‎نماید. بیشتر اسیدیته سودا و نوشابه‌‎ها نیز از اسید فسفریک حاصل می‎‌شود. این ماده افزودنی رایج در بسیاری از غذاهای فرآوری شده است. تولید کنندگان از آن برای افزودن طعم و حفظ طراوت استفاده می کنند.

فرمول و ساختار اسید فسفریک خوراکی

فرمول شیمیایی اسیدفسفریک H3PO4 است. فرمول مولکولی آن نیز به صورت H3O4P نوشته شده است و جرم مولی آن ۹۷٫۹۹ گرم در مول است. اتم فسفر مرکزی از طریق پیوند دو تایی و به سه گروه هیدروکسیل (OH-) به یک اتم اکسیژن وصل می‎شود. بنابراین H3PO4 می‎تواند حداکثر سه یون H++ را آزاد کند.

روش تهیه اسید فسفریک خوراکی

این اسید خوراکی از طریق یک فرآیند مرطوب به صورت صنعتی تولید می‎شود که در آن اسید سولفوریک با  آپاتیت (سنگ تریکلیس فسفات) واکنش داده می‎شود.

Ca5 (PO4) 3Cl + 5 H2SO4 + 10 H2O → ۳ H3PO4 + 5 CaSO4 · ۲ H2O + HCl

محلول اسید فسفریک حاصل تنها در حدود ۳۲-۴۶ درصد حاوی H3PO4 است، بنابراین پس از آن (با تبخیر آب) غلیظ می‎‌شود تا در درجه‎‌های تجاری با غلظت بالاتر، اسید فسفریک تولید شود.

ویژگی‎های فیزیکی

اسید فسفریک خالص یک ماده جامد کریستالی سفید با نقطه ذوب ۴۲٫۳۵ درجه سانتیگراد است، در دماهای کمتر از آن غلیظ شده و یک مایع چسبناک و بی رنگ، با چگالی ۱٫۸۸۵ گرم در میلی لیتر است. این ماده غیر سمی و غیر فرار بوده و بیشترین غلظت آن ۸۵% در آب است.

خواص شیمیایی

این اسید دارای سه اتم H اسیدی و قابل تعویض است. بنابراین، متفاوت از سایر اسیدهای معدنی واکنش نشان می‎‌دهد. می‎‌تواند با عناصر پایه واکنش نشان دهد تا با جایگزینی یک ، دو یا سه اتم H مانند NaH2PO4 ، Na2HPO4 و Na3PO4 به ترتیب سه کلاس نمک تشکیل شود.

در دماهای بالاتر، مولکول‎‌های اسید فسفریک می‌‎توانند با هم واکنش نشان داده و ترکیب شوند (با از بین رفتن مولکول  آب)؛ برای تشکیل دیمرها، ترایمرها و حتی زنجیرهای پلیمری طولانی مانند اسیدهای پلی فسفریک و اسیدهای متافسفریک.

۲ H3PO4 → H4P2O7 (- H2O)

موارد استفاده اسید فسفریک

این ماده کاربردهای زیادی دارد. به دلیل خاصیت غیر سمی و ملایم اسیدی، از آن در مواد معطر و طعم دهنده های غذایی، نوشیدنی‎‌ها، محصولات دندانپزشکی، آرایشی و محصولات مراقبت از پوست استفاده می‎شود.

از نظر صنعتی، بیشتر در تولید کودهای فسفات کاربرد دارد؛ همچنین به طور گسترده‎ای به عنوان الکترولیت، ماده اچینگ، عامل حذف زنگ زدگی، اصلاح کننده PH، ماده تمیز کننده خانگی، عامل پراکندگی و ضد عفونی کننده مورد استفاده قرار می‎گیرد.

اثرات اسید فسفریک خوراکی بر سلامتی

این ماده سمی یا خطرناک تلقی نمی‌‎شود. در غلظت‌‎های کم، روی پوست و حتی مصارف آرایشی بی خطر است و از آن در تولید مواد غذایی، آرایشی و محصولات دندانپزشکی استفاده می‎‌شود. با این حال، در غلظت‎های بسیار بالا، خورنده است و می‎‌تواند باعث سوختگی پوست شود.

خرید اسید فسفریک