Ортофосфорная кислота

Общая характеристика

Ортофосфорная кислота (фосфорная кислота), формула H₃PO₄, — неорганическая трёхосновная кислота средней силы, в которой фосфор находится в степени окисления +5.
В чистом виде это гигроскопичные бесцветные кристаллы или вязкая бесцветная жидкость без запаха, хорошо растворимая в воде и спиртах.

Физико‑химические свойства

• Химическая формула: H₃PO₄.

• Молярная масса: около 98 г/моль.

• Внешний вид: бесцветные кристаллы или прозрачная вязкая жидкость.

• Гигроскопична, хорошо растворяется в воде с выделением тепла.

• Не горюча, не летуча, химически достаточно стабильна.

• Относится к кислотам средней силы, в водных растворах по ступеням диссоциирует с образованием ионов H2PO4−H2​PO4−​, HPO42−HPO42−​, PO43−PO43−​.

Благодаря трёхосновности ортофосфорная кислота образует три ряда солей — дигидрофосфаты, гидрофосфаты и фосфаты, которые широко используются в промышленности и сельском хозяйстве.

Применение

Ортофосфорная кислота — очень «рабочее» вещество: используется и в промышленности, и в быту.

• Пищевая промышленность

  • Регулятор кислотности и антиоксидант под кодом пищевой добавки E338 в безалкогольных напитках, кондитерских изделиях, мясных и молочных продуктах.

  • Улучшает вкус, продлевает срок годности и стабилизирует pH продукта.

• Химическая и сельскохозяйственная промышленность

  • Сырьё для производства фосфатных удобрений, моющих средств и комплексообразующих реагентов.

  • Используется в синтезе фосфорсодержащих соединений и как лабораторный реагент.

• Металлообработка и пайка

  • Очистка и травление металлических поверхностей перед покраской или нанесением покрытий.

  • Используется как флюс при пайке нержавеющей стали и чёрных металлов.

• Дезинфекция и клининг

  • Входит в состав моющих и дезинфицирующих средств, благодаря высокой очистительной способности и способности удалять минеральные отложения (накипь, солевой налёт).

• Медицина и фармацевтика

  • Применяется в производстве зубных цементов и некоторых лекарственных средств, а также в стоматологии для подготовки эмали под пломбировочные материалы.

Удаление ржавчины и защита металла

Ортофосфорная кислота широко используется как эффективное средство для удаления ржавчины с металлических поверхностей, включая кузова автомобилей, металлические конструкции и инструменты.

Принцип действия:

• кислота реагирует с оксидами железа, растворяя рыхлую ржавчину и переводя её в более стабильные фосфаты железа;

• на поверхности металла образуется тонкая сероватая фосфатная плёнка, которая выполняет защитную функцию и замедляет дальнейшее развитие коррозии.

Основные преимущества использования ортофосфорной кислоты против ржавчины:

• высокая скорость удаления ржавчины (обычно 1–2 часа экспозиции);

• не требует абразивной обработки (болгарка, пескоструй и т.п.) на начальных стадиях коррозии;

• улучшает адгезию последующих лакокрасочных покрытий и может применяться как этап фосфатирования перед покраской.

Безопасность и меры предосторожности

По степени воздействия на организм человека ортофосфорная кислота относится к веществам 2‑го класса опасности, при работе с ней требуется соблюдение строгих мер безопасности.

Основные риски:

• концентрированные растворы вызывают химические ожоги кожи и слизистых оболочек, поражение глаз, раздражение дыхательных путей при вдыхании аэрозоля;

• длительное воздействие паров и аэрозолей может приводить к поражению зубной эмали и воспалительным заболеваниям кожи и слизистых;

• при проглатывании возможны серьёзные ожоги пищеварительного тракта и общетоксическое действие.

Рекомендуемые меры защиты:

• использовать защитные очки, кислотостойкие перчатки и спецодежду;

• работать в хорошо проветриваемых помещениях или при наличии местной вытяжной вентиляции;

• избегать попадания на кожу, в глаза и на слизистые, при контакте сразу промыть большим количеством воды и при необходимости обратиться к врачу;

• хранить в плотно закрытой таре, в сухом прохладном месте, вдали от щелочей, активных металлов и веществ, с которыми возможно бурное протекание реакции.