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

В наше время существует множество кислот, заметно облегчающих жизнь человека в самых разных сферах. Наиболее доступной из них является ортофосфорная кислота, которая обладает самой демократичной ценой и стоит практически в каждом доме для решения различных бытовых проблем. Эта кислота — многостороннее, универсальное средство, как в промышленной сфере, так и в здравоохранении и быту.

Содержание

Что такое ортофосфорная кислота

Что же такое ортофосфорная (фосфорная) кислота? Она относится к неорганическим веществам. При комнатной температуре она приобретает вид ромбических кристаллов. Имеет консистенцию сиропа и представляет собой 85-процентный раствор. Ее кристаллы хорошо растворимы в воде и этиловом спирте.

Это вещество относится к группе антиоксидантов (антиокислителей) и используется как регулятор кислотности. В качестве добавки ей присвоен код Е338.

Описание препарата, характеристики, вредные свойства

Химическая формула вещества — H3PO4. При нагревании вещества до температуры более 213°C оно меняет свой состав и превращается в пирофосфорную кислоту (H4P2O7).

Основным свойством этого химического компонента выступает отсутствие выраженного запаха и цвета. Она обладает хорошей растворимостью в воде и других жидкостях. Образуется она при химическом воздействии на фосфат или же во время применения гидролиза. Ее преимуществом выступает низкая себестоимость (в отличие от лимонной кислоты). В связи с этим ее часто используют в производстве напитков и продуктов питания.

Это вещество негативно влияет на здоровье, повышая кислотность желудочного сока. Людям, страдающим гастритом с повышенной кислотностью, необходимо свести к минимуму или исключить из рациона продукты, содержащие в своем составе такое вещество.

Помимо всего прочего, она способствует выведению из организма кальция, что может негативно сказаться на состоянии зубов и костей. Передозировка этого вещества может спровоцировать нарушения в работе ЖКТ, вызвать тошноту и рвоту.

Получение кислоты

Многие задаются вопросом, как получить кислоту в лабораторных условиях? Существуют различные способы получения ортофосфорной кислоты, наиболее распространенными среди которых являются следующие:

  1. При взаимодействии воды с оксидом фосфора (v) во время нагревания:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

  1. При воздействии серной кислоты на ортофосфат кальция (природную соль):

Сa3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4

  1. При воздействии на фосфор азотной кислоты высокой концентрации:

3P + 5HNO3+ 2H2O = 3H3PO4+ 5NO

Сфера применения

Ортофосфорную кислоту применяют в таких сферах деятельности, как нефтяная промышленность, стоматология, животноводство. Ее также используют при производстве:

  • спичек;
  • кинопленки;
  • фосфатных удобрений;
  • средств бытовой химии;
  • веществ против коррозии металла;
  • огнеупорных элементов и материалов.

Применение ортофосфорной кислоты от ржавчины

Одним из популярных вариантов применения вещества является борьба со ржавчиной. С этой целью этот реагент можно использовать не только в условиях промышленных предприятий, но и в бытовой сфере. Однако в любом случае необходимо при работе с ней соблюдать вышеописанные правила безопасности.

Среди достоинств этого удалителя ржавчины с металла можно отметить то, что он способен не только эффективно очищать металлические поверхности, но и создавать на них небольшую защитную пленку. На процессе образования такой плёнки следует остановиться подробнее: при попадании кислоты на поверхность она разъедает оксид железа, в результате происходит фосфорирование поверхности металла. Практический опыт применения кислоты показывает, что после очищения металлических поверхностей от следов ржавчины на ней образуется маслянистая пленка серого оттенка.

Для очищения поверхностей металлоизделий, арматуры от окислов с применением кислоты ее можно использовать несколькими способами:

  • Механическая очистка. Предполагает обработку поверхности для удаления окислов с помощью подручных приспособлений с последующим нанесением кислоты.
  • Распыление. Вещество наносится на обрабатываемую поверхность при помощи пульверизатора или обычного валика для окраски.
  • Травление. Содержащий окислы металл полностью погружается в раствор кислоты.

Выбор наиболее подходящего и эффективного метода удаления ржавчины с поверхности металлического изделия осуществляется с учётом индивидуальных условий, которые позволяют провести эту процедуру.

Очищение методом погружения в кислоту

Если ортофосфорная кислота имеется в достаточном количестве, избавиться от ржавчины можно погрузив в нее деталь. Перед этим нужно полностью обезжирить поврежденный предмет, а затем смыть следы обезжиревателя. Очищенную деталь нужно нейтрализовать от действия кислот, поэтому ее обрабатывают раствором спирта и воды с добавлением нашатыря.

Затем деталь нужно основательно высушить. Все действия в этом процессе имеют свою производственную необходимость. Если  погрузить в ортофосфорную кислоту неподготовленную деталь, травление пройдет неравномерно. Если не высушить деталь, например методом конвекции, на поверхности появится гидроксид.

Правила транспортировки ортофосфорной кислоты

Фосфорная кислота относится к агрессивным веществам, поэтому порошок необходимо размещать в изолированной таре. Важно не допускать попадания в кислоту посторонних веществ. Емкости под хранение и перевозку вещества должны быть сухими и чистыми. Только при соблюдении указанных требований можно получить раствор надлежащего качества. Если же состав получится некачественным, велика вероятность выделения вредных паров. Кроме того, с помощью низкокачественного раствора не выйдет защитить металл.

Рекомендуем:  Зачем при стирке использовать кондиционер для белья?

Хранить тару с порошком нужно в теплом и сухом месте. Необходимо избегать сырых мест, где возможно образование конденсата. Не рекомендуется пересыпать порошок в другую тару, желательно хранить его в изначальной упаковке. Поскольку груз относится к опасным веществам, для перемещения его на значительные расстояния понадобится сопроводительная документация.

к содержанию ↑

Травление деталей с полным погружением

При наличии достаточного количества фосфорной кислоты и нужной емкости легче всего производить удаление способом полного погружения. Для этого нужно выполнить следующие действия:

  • обезжирить деталь любым моющим средством и промыть ее;
  • наполнить емкость раствором с соотношением: 100-150 г 85%!кислоты на 1 литр воды;
  • погрузить деталь в емкость и оставить на 60 минут, время от времени перемешивая раствор;
  • достать и промыть;
  • приготовить нейтрализующий раствор в следующих пропорциях: 50%!воды, 48%!спирта, 2%!нашатырного спирта;
  • промыть деталь приготовленным раствором, а затем чистой водой и сразу же просушить.

Нельзя пропускать ни один из вышеизложенных этапов, так как они все взаимосвязаны. Например, если не выполнена обработка обезжиривателем, то травление пройдет неравномерно, так как эта кислота не разъедает органические загрязнения, и придется дополнительно очищать проблемные участки. Такой метод подойдет для деталей с любой степенью коррозии, однако чем больше слой ржавчины, тем больше времени нужно для очистки.

Совет

Если после окончательной промывки сразу же не просушить поверхность, то на ней сразу же образуется гидрооксид. Сушка может выполняться любым способом, в том числе конвекционным.

Применение от ржавчины

Преобразователь ржавчины на основе ортофосфорной кислоты создает на поверхности защитный слой, оберегающий от коррозии при дальнейшем использовании. Особенность применения соединения – безопасность для металла при нанесении. Существует несколько способов выполнить удаление ржавчины ортофосфорной кислотой, зависящих от размера повреждения:

  • травление с погружением в ванну, иную емкость;
  • многократное нанесение на металл состава пульверизатором, валиком;
  • покрытие поверхности предварительно обработанной механической очисткой.

Ортофосфорное соединение производит преобразование ржавчины в фосфаты железа. Состав можно использовать для промывки и очистки:

  • изделий металлопроката;
  • скважин;
  • поверхностей трубопроводов;
  • парогенераторов;
  • систем водоснабжения, отопления;
  • змеевиков;
  • бойлеров;
  • водонагревателей;
  • теплообменников;
  • котлов;
  • деталей машин и механизмов.

Избавление от ржавчины

Большим достоинством ортофосфорной кислоты является ее способность образовывать защищающую от ржавчины пленку на изделии, а не просто избавляться от массы окислов. Процесс образования подобного защищающего барьера легко описать: кислота, разрушая оксид железа, фосфарицирует (укрепляет) верхний слой металла. После таких манипуляций на металлических изделиях часто можно наблюдать сероватую и маслянистую пленочку, которая появляется вместо ржавчины.

Существует множество способов удаления ржавчины, зависящие от степени поражения ржавчиной и величины предмета, который предстоит очистить:

  • Травление предмета с помощью полного помещения ее в раствор;
  • Очистка поверхности изделия при путем использования валика или пульверизатора;
  • Распределение кислоты по металлу после его подготовительного очищения.

Травление деталей благодаря полному погружению.

Если дома имеется достаточно ортофосфорной кислоты и большая емкость, самым простым путем избавления от ржавчины будет полное помещение изделия в смесь. Для этого следует повторить порядок выполнения работы:

  1. Промойте изделие под водой, используя моющее средство, это обезжирит деталь;
  2. Смешайте в емкости компоненты исходя из пропорции: 100-150 г 85%!кислоты к одному литру воды;
  3. Дайте детали час полежать в полученной смеси, иногда помешивая ее;
  4. Достать предмет очистки, а затем тщательно промыть его;
  5. Смешать нейтрализующий раствор исходя из соотношения: 50%!воды к 48%!спирта и 2%!нашатырного спирта;
  6. Протереть изделие полученным раствором, потом очистить водой и высушить.

Все этапы взаимосвязаны поэтому, пропустив любой из них, вы не добьетесь желаемого результата. Так, если не выполнить обезжиривание, травление будет проходить неравномерно и неочищенные участки придется повторно очищать другими способами. Метод травления с полным погружением подходит для изделий, пораженных тем или иным уровнем коррозии, однако время на очистку может увеличиться в зависимости от толщины слоя ржавчины.

Читайте также: Как сделать унитаз белоснежным и удалить ржавые пятна

Совет! Чтобы избежать образования нежелательного гидроксида, после промывки нужно высушить деталь, причем сушить можно каким угодно удобным путем.

Как распределить кислоту по поверхности.

Вещь, пораженная ржавчиной, может оказаться внушительных размеров, а большой тары и кислоты в достаточном объеме может под рукой не оказаться. В таком случае ортофосфорную кислоту стоит нанести прямо на деталь. Сделать это можно валиком, распылителем или кистью из натурального материала. При таком подходе очень важно брать во внимание уровень поражения ржавчиной. Когда коррозия глубоко въелась в деталь, лучшим решением будет снять верхний слой вручную или используя болгарку.

Затем проводится обезжиривание, после которого требуется распределить данный раствор кислоты по изделиям без пробелов и держать на них 2 часа. После этого нужно убрать кислоту нейтрализующей смесью, последний раз смыть и просушить. Если же коррозия является незначительной, возможно справиться не прибегая к механической очистке просто повторить процедуру несколько раз.

Избавление от коррозии на ваннах, унитазах и раковинах.

Из-за того что ортофосфорная кислота отлично борется со следами ржавой воды на санфаянсе и эмалированных поверхностях, ее используют взамен бытовой химии. Не поможет это обладателям акриловых ванн.

Порядок действий для очистки фаянсовых и эмалированных поверхностей:

  1. Разбавить каждые 500 мл воды 100 г 85%!й кислотой;
  2. При помощи любого моющего средства обезжирить поверхность;
  3. Обработать пораженную поверхность щеткой из натурального материала;
  4. Чрез пару часов нужно смыть кислоту используя раствор соды (1 ст. ложка литр воды).
Рекомендуем:  16 эффективных способов смыть хну с кожи

Главным достоинством такого способа избавления от коррозии будет то, что эмаль не разрушается из-за трения. На заметку хозяйкам, которые применяют для этих же целей «Кока-колу»: она действует именно так благодаря ортофосфорной кислоте в составе. Таким образом, выгоднее применять ортофосфорную кислоту в правильной объёме, а продукты применять по их прямому назначению.

Читайте также: Способы удаления ржавых пятен на одежде в домашних условиях

Преобразователь ржавчины.

Модификатором или преобразователем ржавчины является тот же раствор ортофосфорной кислоты, но уже с некоторыми добавками. Их разделяют на несколько групп, в зависимости от этих добавок:

  • модификаторы-стабилизаторы,
  • грунтовки,
  • преобразователи ржавчины.

Что выбрать?

При выборе метода избавления от ржавчины, нужно, прежде всего, учитывать место применения кислоты. Например, чтобы очистить деталь методом полного погружения, необходимо большое количество ортофосфорной кислоты. А если требуется не только избавиться от ржавчины, но и создать подготовительный слой для нанесения лакокрасочного покрытия, то смесь, приготовленная своими руками, не подойдет. Для таких целей стоит приобрести заводской преобразователь, в котором уже будут все нужные добавки.

Использование кислоты

Применение фосфорной кислоты достаточно широкое. Стоит рассмотреть наиболее популярные методы ее использования.

В медицине

Ее применяют в стоматологии во время пломбирования зубов для протравливания эмали непосредственно перед началом процесса. Эта процедура имеет свои негативные стороны, т. к. контролировать глубину и стадию расщепления эмали невозможно, как и их полное удаление перед пломбированием. Оставшееся после такой процедуры вещество может уменьшить прочность защиты и привести к образованию кислотных остатков на эмали зуба. Эта кислота добавляется в малых дозах в зубные отбеливатели.

Преимущество удаления ржавчины ортофосфорной кислотой состоит в том, что она убирает коррозию с металла и создает тонкую пленку на них, защищая от разных внешних воздействий. После покрытия этим веществом металлической поверхности начинается активный процесс разъедания и поглощения оксида железа. Затем на плоскости металла образуется серая пленка маслянистой консистенции.

Существуют различные методы удаления окислов, среди которых можно выделить следующие:

  • с полным опусканием элемента в кислотный раствор;
  • поверхностная обработка с использованием распылителя, кисти или валика;
  • покрытие раствором предварительно обработанного механическим способом верхнего слоя металла.

Преобразователь коррозии — это кислотный раствор с различными добавками. Существуют такие виды растворов, в зависимости от используемых в их составе добавок:

  • грунтовки;
  • модификаторы-стабилизаторы;
  • преобразователи ржавчины.

К 1 типу относится грунтовка ЭВА-0112, состоящая из основного компонента и 85%!раствора вещества. Она выступает основой под покраску.

В состав преобразователя «Цинкарь» входит кислота и соли марганца и цинка. При его применении ржавчина трансформируется в плотный защитный слой. Происходит процесс легирования.

Для очистки или для пайки металлических элементов необходимо проделать следующие операции. Перед полным погружением металлического элемента в ортофосфорный состав, его вначале зачищают от разных видов налета на поверхности, в частности от жиров. Для этого следует промыть деталь с использованием чистящего средства. После этого необходимо растворить 150 мл вещества в 1 л воды и опустить в этот раствор металлический элемент на 1 час, время от времени размешивая жидкость для большей эффективности.

Затем необходимо смыть смесь раствором, который состоит из 50%!воды, 2%!нашатырного спирта и 48%!этанола. После этого элемент нужно ополоснуть под струей водой и хорошо высушить.

Перед тем как нанести распылитель на поверхность валиком или кистью, следует предварительно зачистить поверхность от ржавчины. После нанесения следует немного подождать, а затем смыть смесь нейтрализующим раствором и высушить деталь.

Такие процедуры можно проводить с разными металлами, в т. ч. и алюминием.

Применение в сельском хозяйстве

В сельском хозяйстве используют фосфорную кислоту, добытую из руды, в качестве удобрения. При попадании в грунт, а затем в растения, она помогает им перенести засуху и морозы. При этом почва становится более плодородной и благоприятной для выращивания овощных культур и зелени.

Применение кислоты в быту и пищевой промышленности

Применение кислоты в быту подразумевает ее использование для удаления коррозии с различных поверхностей (за исключением акриловых). Он подходит для обработки эмалированных и фаянсовых поверхностей. Перед нанесением раствора ортофосфорной кислоты металлическую поверхность необходимо обработать моющим средством. Для приготовления раствора следует смешать 1 л воды и 200 г действующего вещества, а затем нанести смесь на обрабатываемую плоскость на 1-12 часов. По прошествии времени смесь необходимо погасить содовым раствором и смыть.

В пищевом производстве применяется как регулятор кислотности.

Характеристики ортофосфорной кислоты

Информация об этом веществе наверняка ещё осталась у многих в памяти с уроков химии. В настоящий момент об этой кислоте известно, что она способна оказывать довольно значительное влияние на предметы, с которыми вступает во взаимодействие. Именно благодаря этой особенности она получила широкое применение во многих областях, в том числе и в качестве эффективного средства борьбы с налетом ржавчины.

Описание препарата

Ортофосфорная кислота является продуктом неорганического происхождения. При комнатной температуре она имеет вид небольших ромбовидных кристалликов. Обычно кислота выглядит как сиропообразный 85%!раствор, который лишен ярковыраженного запаха. Кристаллики вещества обладают высокой степенью растворимости и легко смешиваются с водой и этанолом.

Этот реагент сегодня используют в нескольких отраслях человеческой деятельности:

  • пищевая промышленность;

  • звероводство;
  • борьба с коррозией металла;
  • стоматология;
  • изготовление чистящих средств, относящихся к категории бытовой химии;
  • производство фосфатных удобрений.

При достижении температурой окружающей среды отметки в 213 градусов Цельсия ортофосфорная жидкость трансформируется в пирофосфорную кислоту. Это отражается на составе и химической формуле ортофосфорной кислоты, которая также изменяется.

Сфера применения

Среди созданных искусственным путем существует немало веществ, которые могут использоваться в совершенно различных целях. Ярким примером тому является ортофосфорная кислота.

Если познакомиться с ней поближе, то можно узнать, что за последние годы заметно увеличилось количество сфер применения этого вещества. Одним из направлений, где успешно используют эту жидкость, является органический синтез. Применяется она и при изготовлении фосфорных солей натрия, кальция, марганца и алюминия.

Важную роль это вещество играет в промышленности по металлообработке. Дело в том, что в этой сфере кислота является почти незаменимой благодаря способности эффективно удалять и предотвращать появление ржавчины.

Эта жидкость содержится во многих веществах, которыми пользуются хозяйки в быту. Также ее применяют в медицинской и пищевой промышленности.

Можно отметить и ряд других сфер, в которых ортофосфорная жидкость получила широкое применение:

  • изготовление огнеупорных и противопожарных предметов и материалов;
  • производство кинопленки;
  • производство спичек;
  • нефтяная промышленность.

Читайте также:  Разновидности и рекомендации по выбору зубной щетки

Довольно часто к этой жидкости обращаются во время проведения подкормок растений. Ведь известно, что фосфор способен заметно увеличить урожайность многих сельскохозяйственных культур. При добавлении кислоты в подпитки растения становятся менее восприимчивыми к заморозкам и другим неблагоприятным условиям.

В литературе, посвященной земледелию и народному хозяйству, отмечается благотворное воздействие ортофосфорной жидкости на состав почвы.

Важную роль она играет и в поддержании нормальной жизнедеятельности животных. С участием этой жидкости осуществляются метаболические процессы в организме животных, также она необходима некоторым видам животных для формирования панцирей и иных естественных наростов, что объясняется наличием в ее составе фосфата кальция.

Широкое применение эта жидкость получила в качестве пищевой добавки. Производители обозначают ее специальным кодом Е338. В пищевой промышленности ее используют при изготовлении газированных напитков, плавленых сыров, колбас.

Не рекомендуется употреблять в слишком больших количествах продукты, содержащие в своем составе ортофосфорную жидкость. Специалисты пока не могут точно сказать, какая суточная норма употребления для человека является допустимой. С большой уверенностью можно утверждать, что это вещество способно принести больше вреда, нежели пользы, так как способно вызывать нарушения в работе желудочно-кишечного тракта, развитие кариеса и остеопороза.

Преимущества ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота успешно справляется с ржавчиной на металле, эмалях и фаянсе.

Изделия из этих материалов могут быть успешно очищены от коррозии при помощи ортофосфорной кислоты. Кислота действует деликатно, не вызывая повреждений эмали. Помогает защитить металл от дальнейшего уничтожения ржавчиной.

Это средство известно как очищающее: ортофосфорную кислоту в быту используют для придания белизны сантехнике. Ванны и умывальники пожелтевшие от ржавой воды могут быть восстановлены этим методом. Чистить сантехнику нужно кислотой дополнительно разбавленной в пропорции 1 к 5 водой. Это позволит не разрушить эмаль при взаимодействии со слишком агрессивной кислотной средой. Будьте осторожны использую даже дополнительно разбавленную ортофосфорную кислоту в закрытых помещениях.

Внимание!

Ортофосфорная кислота категорически не подходит для обработки акрила! Обратите внимание из чего сделана ваша ванна, возможно вам не стоит использовать этот метод отбеливания от ржавчины. Ортофосфорная кислота давно и активно используется в автопромышленности. Убирать ржавчину без шлифовки, значит сохранить эмаль на поверхности и сэкономить на ее восстановлении.

Преобразователь ржавчины

Модификатор ржавчины – это такой же раствор фосфорной кислоты, но с особыми добавками. Существует несколько типов преобразователей:

  • грунтовки;
  • стабилизаторы;
  • преобразователи.

В качестве примера грунтовок можно привести состав «ЭВА-0112», который включает в себя основу и 85%!ортофосфорную кислоту. Состав используется для грунтования стальных поверхностей под окрашивание.

Преобразователь под торговой маркой «Цинкарь» содержит кислоту, а также цинковые и марганцевые соли. В результате преобразования ржавчины металлу передается эффект легирования и на его поверхности образуется защитный слой.

Обратите внимание! Использовать преобразователь рекомендуется только после ознакомления с инструкцией.

к содержанию ↑

Преобразователь ржавчины

Преобразователь ржавчины (модификатор ржавчины) – это раствор все той же ортофосфорной кислоты, но со специальными добавками. В зависимости от добавок, эти препараты подразделяют на несколько групп:

  • грунтовки,
  • модификаторы-стабилизаторы,
  • преобразователи ржавчины.

Как пример первой группы можно привести грунтовку ЭВА-0112, состоящую из двух компонентов – основы и 85%!й кислоты. Ее применяют в качестве основы под краску для изделий из стали. Преобразователь «Цинкарь» также имеет в своем составе ортофосфорную кислоту с добавлением солей цинка и марганца. Благодаря этим добавкам из преобразованной ржавчины получается упрочненный защитный слой (эффект легирования металла). Перед тем как использовать преобразователь, необходимо ознакомится с инструкцией, а применять состав можно только в соответствии с рекомендациями производителя.

Как правильно хранить и перевозить ортофосфорную кислоту

Ортофосфорная кислота является агрессивным средством, поэтому необходимо соблюдать определенные правила при перевозке и хранении этого вещества. Порошок должен быть помещен в герметичную тару. Чтобы в кислоту не попадали посторонние элементы, все емкости должны использоваться в чистом и сухом виде, тогда приготовленный раствор будет иметь высокое качество.

Приготовление некачественного состава грозит опасным отравлением парами или отсутствием желаемого результата. Хранят емкости с кислотой в сухом и теплом месте, где отсутствует сырость и появление конденсата. Не нужно пересыпать порошок в другую емкость, лучше оставить её в первоначальной упаковке. Такой груз считается опасным, поэтому для его перевозки на дальние расстояния, понадобиться специальная документация.

Рекомендуем:  Отмываем жир и грязь с пластиковых панелей
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: