Веселье приносит и вкус бодрящий. Фраза из рекламы «Кока-Колы» не раскрывает нюансов бодрящего вкуса напитка.
Между тем, один из его компонентов – фосфорная кислота. Не сложно догадаться, что в ее основе – фосфор.
Это биогенный элемент, то есть, необходимый организму. Суточная норма фосфора на половину единицы больше, чем у кальция.
Значит ли это, что кислота в газировке полезна? Разберемся в вопросе, рассмотрев весь комплекс свойств соединения.
Свойства фосфорной кислоты
В естественном состоянии фосфорная кислота – бесцветные кристаллы. Они сохраняются до 42,3 градусов Цельсия.
В твердом виде соединение не практично, посему, переводится людьми в раствор фосфорной кислоты. Ее полное название – ортофосфорная.
Это значит, что в кислоте наибольшее число гидроксогрупп, а конкретно 3OH. Формула соединения: — H3PO4.
Существуют, так же, метофосфорная кислота с одной гидроксогруппой и пирофосфорная.
Приставка «пиро» используется для двухмерных ангидридов, то есть оксидов, из которых с помощью воды получают кислоты.
Итак, просто фосфорной кислотой принято называть соединение с приставкой «орто». Это наиболее известный и распространенный реагент.
Растворяясь в воде, вещество делает ее вязкой, тягучей. Причина – цепляние молекул друг за друга. Вместо рук – водородные связи.
В итоге, жидкость напоминает сироп. Запаха фосфорная кислота в воде не имеет, впрочем, как и в кристаллах.
Если говорить о концентрации раствора, фосфорным принято называть 85-процентный. Для сильных кислот это, как говорится, ударная доза.
Но, героиня статьи к сильным не относится. Химическая активность соединения средняя.
Одна из причин малой реакционности – нерастворимость солей фосфорной кислоты.
Вот взаимодействует она с металлами, стоящими до водорода, но осаждающаяся соль покрывает их.
В итоге, кислота не может пробиться к металлу. Реакция заканчивается, едва начавшись.
Состав фосфорной кислоты дает нерастворимую соль и при взаимодействии с оксидами металлов. Реакция тоже зачаточна.
Полноценно взаимодействия протекают лишь с более слабыми кислотами. К таковым относятся: угольная, кремниевая, сероводородная. Ортофосфорная вытесняет их из водных растворов их солей.
Со щелочами реакция возможна лишь при правильном соотношении компонентов.
Если щелочь в недостатке, взаимодействие замрет, не дойдя до конца. Идти до него долго, ведь реакция многоступенчатая, как собственно, и с аммиаком.
Сначала, получается дигидроортофосфат с формулой NH4H2PO4. Потом, с аммиаком реагирует уже дегидроортофосфат, образуя гидрофосфат аммония.
Специфическая для героини статьи реакция – постепенная потеря воды при нагреве. Сначала, получается пирофосфорная, а потом и тетраметофосфорная.
Возможна и обратная реакция фосфорной кислоты. Она получается из тетраметафосфорной при растворении в воде 5-го оксида фосфора.
Определяющим для ортофосфорной кислоты является и взаимодействие с нитратом серебра.
Если в «сиропе» выпал желтоватый осадок, значит, это вовсе не сироп, а ортофосфорная кислота. Итог реакции – фосфат серебра.
Именно он оседает на дно емкости. Ее низ заполнится и при реакции с другими кислотами, однако, осадок будет белым, а не желтым.
Добыча фосфорной кислоты
Фосфор – один из самых распространенных элементов земной коры. В списке из 20-ти позиций он находится на 11-ом месте.
В процентном соотношении, это около 1% от общей массы пород. С химической точки зрения фосфор довольно активен, особенно белый.
Красный и черный во взаимодействия вступают с неохотой. Тем не менее, за счет распространенности вещества, на Земле хватает минералов, его содержащих.
Наиболее богаты фосфором апатиты и фосфориты. Из них-то и получается фосфорная кислота. Формула соединения позволяет добывать его двухступенчатой и одноступенчатой реакцией.
Последняя дороже, требует громоздкой аппаратуры и дает загрязненную кислоту.
Суть метода в окислении фосфора до фосфорного ангидрида. Его газы охлаждают, гидротируют и фильтруют.
Производство фосфорной кислоты двухступенчатым способом отличается избирательным окислением фосфора.
Окись углерода остается в стороне. Полученный ангидрит фосфора взаимодействует с водой, «рождая» метакислоту. Для этого нужен нагрев до 800-от градусов Цельсия.
Метафосфорная кислота находится в парообразном состоянии. Остается гидрировать ее и получить ортотуман.
Есть ряд промежуточных реакций, которые могут довести до формирования низших окислов, к примеру, фосфораватистой кислоты.
Она не входит в планы промышленников. Поэтому, фосфор сжигают в двухкратном избытке кислорода. Его обилие исключает переход ортофосфорной кислоты в низший окисел.
Двухступенчатая реакция, как видно, основана на извлечении соединения из раствора.
Поэтому, итогом реакций становится экстракционная фосфорная кислота, то есть, обычная, но полученная путем экстракции.
Попутно, образуется чистый фосфор, причем сразу в двух формах. Обе нужны промышленникам и, это еще один плюс двухступенчатой добычи.
Применение фосфорной кислоты
Фосфор нужен не только человеческому организму, но и растениям. Без биогенного элемента у них плохо созревают семена, плоды, в общем, тормозится репродуктивная функция.
Поэтому, 80, а по некоторым данным и 90% фосфорной кислоты применение находят в сельском хозяйстве. Основные поставщики удобрений – Морокко, Россия и США.
От питания растений перейдем к питанию человека. Фосфорная кислота – официально зарегистрированная пищевая добавка.
Ее обозначение – Е338. Примешивается не только к газировкам, но и мармеладу, колбасам, хлебобулочным изделиям, даже к сахару.
Последний продукт реагент осветляет. Желтоватый сахар, как известно, не в почете. Остальные позиции Е338 подкисляет, усиливает вкус.
Все бы ничего, но остаток фосфорной кислоты, перебрасываемый в сферу питания, все увеличивается.
Постоянное употребление Е338 повышает кислотность организма. Нейтрализовать ее удается путем вымывания из костей и зубов кальция.
Его организму требуется единица, а фосфора, как говорилось, на 50% больше. Но, с современными продуктами питания это не 50, а все 150%.
Итог – кариес, проблемы с костями, ранний остеопороз. Поэтому, лучше искать на упаковках отметку об обогащении кальцием.
Фосфора и так с излишком. Веселье и вкус бодрящий – лишь начальный этап. После, приходят проблемы со здоровьем.
Теперь к животным. Они тоже нуждаются в фосфоре, но продуктов с Е338 не покупают.
Поэтому, ортофосфорную кислоту животным дают ветеринары. Они советуют соединение в качестве профилактического средства от камней в почках.
Пригождается ортофосфорная кислота и в деревообрабатывающей промышленности. Соединение используют в качестве пропитки.
После обработки древесина теряет горючесть. К пламени, так же, устойчивы лакокрасочные смеси с фосфорной кислотой. В пенопласт ее тоже добавляют.
Фосфорная кислота способна смягчить воду. Не удивительно, что реагент входит в состав средств от накипи и некоторых моющих составов.
Своеобразному мытью подвергают и зубы, предназначенные под коронки. Протезы садятся на клей, а он лучше держится на поверхности, обработанной фосфорной кислотой.
Героиня статьи легко разъедает ржавчину. Поэтому, в кустарных условиях с помощью реагента снимают окисленные детали, гайки.
Достаточно капнуть на них кислотой и подождать около получаса. Элемент легко подастся.
Капают, обычно, не чистым соединением, а смесями для гидроусилителей, или тормозной жидкостью. В их составе всегда есть фосфорная кислота.
Цена фосфорной кислоты
Купить фосфорную кислоту можно и по 100 рублей за кило, и по 40. Причем, последний ценник выставлен одним из производителей за улучшенный состав марки «И».
Она соответствует ТУ 113-25-65-01-88. Единственный нюанс, под маркой «И» скрывается 72-ух, а не 85-процентная кислота.
Ценник в 100 рублей выставляется за последнюю. По сути, запросы продавцов зависят от их личных амбиций, чистоты реагента, его концентрации и формы поставок.
Оптовикам предлагают скидки в районе 10-20%. Канистры, обычно, вмещают 35 килограммов кислоты. На Российском рынке она либо китайская, либо отечественная.
В малых объемах реагент продается, к примеру, в виде флюса для пайки. 10-миллилитровый бутылек стоит в районе 20-ти рублей.
За 30 миллилитров просят 40 рублей. В небольших емкостях реализуют и пищевую кислоту, то есть Е338. За 200 миллилитров просят 200-300 рублей.
Редкое предложение – бутыли по 1,5-2 килограмма. Такие реализует одна из компаний Новокузнецка. За бутыль просят 350 рублей.
