حمض الفوسفوريك من الأحماض المشهورة والمعروفة في عام الكيمياء، حيث يتواجد بصورة كبيرة في الطبيعة وله العديد من الاستخدامات المختلفة.
التركيب النسبي المئويى لحمض الفوسفوريك h3po4 توزع النسبة على عدة عناصر حيث تكون نسبة الهيدروجين 3.09% ونسبة عنصر الفوسفور حوالي 31.61% ونسبة عنصر الأكسجين حوالي 65.31%.
يتم تصنيف حمض الفوسفوريك من ضمن الأحماض الضعيفة غير السامة يمكن التعرف على حمض الفوسفوريك بسهولة من بين غيره من الأحماض الفوسفورية مثل: حمض البولي فوسفوريك وهو حمض يتواجد في شكله النقي ويكون صلب في درجة حرارة الغرفة العادية، تقدر كتلته المولية بحوالي 97.99 جم/مول.
من المعتاد أن يكون شكل الفوسفور النقي على هيئة مادة صلبة بلورية بيضاء، وتصل درجة انصهاره إلى 24.4 درجة مئوية، كما أن الحمض عديم اللون ويكون في حالته السائلة عديم الرائحة ولزج وتكون كثافته حوالي 2.030 جم/سم، بالإضافة إلى أنه عصر غير سام وغير متطاير
عند جمع كل النسب السابق ذكرها نجد أن الناتج النهائي يساوي 100، حيث يتركب حمض الفوسفوريك من اتحاد عدد العناصر المختلفة مثل باقي المركبات ومن خلال اتباع بعض الطرق الحسابية يمكننا الوصول إلى الكتلة المولية لحمض الفوسفوريك كمركب كامل، بالإضافة إلى معرفة كتلة العنصر في واحد مول من المركب، وكل هذه الحسابات تساعدنا في الوصول إلى نسبة كل عنصر داخل المركب.
ما هو حمض الفوسفوريك h3po4
هو نوع من أنواع الأحماض المعدنية، حيث إنه لا ينتمي إلى مجموعة الأحماض العضوية وذلك لعدم احتوائه على ذرة كربون في تكوينه.
يعتبر حمض الفوسفوريك h3po4 من الأحماض الهامة التي نتعامل معها بكثرة في حياتنا اليومية وبشكل مباشر لأنها تدخل في العديد من الصناعات والتطبيقات الحياتية، كما أنه يدخل في العديد من المواد الغذائية التي نتناولها يومياً مثل المشروبات الغازية.
كما أنه يدخل في صناعة بعض العصائر حتى يعطي لها نكهة إضافية ومذاق حلو، ويعتبر دخوله في العصائر والمشروبات الغذائية من الاستخدامات الشهيرة له.
يمكننا الحصول عليه من اشتقاق العديد من المواد والتي تتشابه في صفاتها مثل البولي فوسفوريك أو ما يُعرف باسم ميتا حمض الفوسفوريك.
يتم إضافته في المشروبات الغازية والعصائر حتي يمنع نمو العفن والبكتيريا التي يمكن أن تتكاثر بسهولة في المحاليل السكرية، مذاق الحموضه الذي يظهر في الصودا للمشروبات الغازية يكون من حمض الفوسفوريك.
كما يستخدم حمض الفوسفوريك عالي الجودة وتكون المادة المضافة E338 حتي تحمض الأطعمة والمشروبات مثل: المربي والكولا والمعلبات الأخرى، إضافة حمض الفوسفوريك يعطى الطعام مذاق منعش أو مذاق حامض.
يمكننا التعرف على كل ما يخص حمض الفوسفوريك من خلال هذا الجدول:
الاسم أيوباك
OrthoPhosphoric acid
الاسم الشائع
Phosphoric acid
الصيغة لجزيئية
H3O4P
الكتلة المولية
97.97 g mol-1
الرائحة
Odorless
الكثافة
1.6845 g⋅cm−3 (25 °C, 85%), 1.834 g⋅cm−3 (solid)
قابلة الذوبان في الماء
392.2 g/100 g (−16.3 °C) 369.4 g/100 mL (0.5 °C) 446 g/100 mL (15 °C) 548 g/100 mL (20 °C
يتم صنع حمض الفوسفوريك من الفوسفور المعدني، وهو يتواجد بشكل طبيعي في الجسم، حيث يتفاعل مع الكالسيوم لتكوين العظام والأسنان، بالإضافة إلى أنه يدعم وظائف الكُلى والطريقة التي يتم استخدامها من الجسم حتى يخزن بها الطاقة.
يساهم الفوسفور في بناء العضلات، كما أنه يساعد الجسم على التعافي بشكل عام بعد مشقة التمرين، بالإضافة إلى أن المعدن يكون له دور أساسي في نمو الجسم.
يحتاج الجسم الفوسفور في إناج الحمض النووي الريبوزي (DNA) و( RNA) وهما الأساس في تكوين الجينات الخاصة بكل كائن.
يتم تحويل الفوسفور إلى خامس أكسيد الفوسفور لأول مرة من خلال عملية كيميائية ومن ثم يتم معالجته حتى يصبح حمض فوسفوريك
طرق الحصول على حمض الفوسفوريك
يمكن الحصول على حمض الفوسفوريك من خلال عمليتين أساسيتين، ويمكن توضيحهم فيما يلي:
من خلال معالجة معادن الفوسفات من الأنواع المختلفة والتي يمكن أن تتواجد في صور طبيعية، وتتم هذه المعالجة من خلال استخدام حمض الكبريتيك، وتُعرف هذه العملية بالعملية الرطبة.
من الممكن الحصول على خامس أكسيد الفوسفور من الفوسفور من خلال تحلل الفوسفور في الماء حتى تحصل على حمض الفوسفوريك.
تحضير حمض الفوسفور بالطريقة الرطبة Wet-process phosphoric acid
يتم تحضير افوسفور بالطريقة الرطبة في وقتنا الحالي حتى يتم الحصول على السماد العالي التحليل والسوبر فوسفات الثلاثية وفوسفات الألومونيوم وفوسفات ثنائي الكالسيوم.
وفيما مضى كان يتم تحضير حمض الفوسفوريك عن طريق تأثير حمض الكبريت المخفف بنسبة 50% ويتم إضافته على مسحوق الصخور الفوسفاتية أو العظام، تم استبدال هذه الطريقة بمعالجة Dorr بالحمض المركز، وبعد استخدام الحمض المركز تم إنتاج حمض فوسفوريك مركز واقتصادي.
لا بد من حماية جميع المعدات المستخدمة أثناء التحضير بواحد من المواد الآتية: الستانلس ستيل أو الرصاص أو سبيكة هاست ج Hast alloy G أو الأجر المقاوم للحموض كل ذلك حتى لا تتفاعل الأحماض مع المعدات المستخدمة كما يجب توفير الوقت الكافي في أجهزة التحريك المختلفة حتى يتم التفاعل.
لا بد من خفض درجة الحرارة بما يكفي حتى يتم ترسيب الجبس CaS.2HO2 ولا يتكون الأنهيدريت Anhydrite، هذا الناتج يتميأ في النهاية بسبب انسداد الأنابيب والناتج النهائي يستخدم في إنتاج السماد، حيث لا توجد أي أهمية لوجود الشوائب، ويمكن معالجته من خلال استخدام الفرن الكهربائي حتى تحصل على عنصر الفوسفور النقي.
استخدامات حمض الفوسفوريك
حمض الفوسفوريك من الأحماض التي تتواجد دائماُ في صورة سائلة وكثيف كما أنها يضم عدد من الأملاح تكون قدرته على التهيج أقل نسبياً، ويدخل في العديد من الاستخدامات ومنها ما يلي:
تعتبر مصدر أساسي في نمو النباتات لأنه يصنع منه الأسمدة الصناعية.
يمكن استخدامه في تنظيف الرشاشات وخراطيم التنقيط.
يعمل على تخفيض PH للتربة القلوية.
من أكثر أنواع المواد التي تستخدم في إزالة الصدا من الفولاذ والحديد والمعادن الأخرى.
يُستخدم في العديد من الأغراض ومنها الاستخدامات الزراعية والصناعية كما أنه يدخل في حفظ المعلبات والعصائر.
المخاطر المحتملة من حمض الفوسفوريك
يدخل حمض الفوسقوريك في العديد من الأغذية لذلك عندما ينقص من الجسم يمكن تحصيله من العديد من المواد الغذائية الأخرى
الكثرة من الفوسفور في الجسم يتسبب في العديد من المشاكل كما أن الإفراط منه يؤدي إلى الإصابة بهشاشة العظام وأمراض القلب.
يعمل الكالسيوم والفسفور على تكوين العظام والأسنان والحفاظ عليهم، كما يجب أن تكون المعادن متوازنة في الجسم حتى تصبح فعالة.
الإفراط من الفوسفور يؤدي إلى تقليل كمية الكالسيوم في الجسم، وهذا ما يؤدي إلى فقدان العظام والأسنان ويضعف من قدرة الجسم.
حمض الفوسفوريك المركز من الأحماض الخطيرة لذلك يجب عدم لمسه والتعامل معه بحذر.
حمض الفوسفوريك الذي يتواجد في المشروبات الغازية لديه القدرة على تأكل الأسنان، كما يساهم في تكوين حصى الكُلى.
