Acid phosphoric là một hợp chất vô cơ, tinh thể không màu, có công thức hoá học là H3PO4. Hoá chất acid phosphoric là một hợp chất được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất chất ức chế rỉ sét, chất phân tán, xử lý nước và nhiều ứng dụng khác.
THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ HÓA CHẤT ACID PHOSPHORIC
Acid phosphoric hay còn được gọi là acid orthophosphoric, có công thức hoá học là H3PO4. Đây là chất rắn tinh thể không màu, khối lượng riêng 1,87 g/cm3. Nhiệt độ nóng chảy = 42,35 độ C (dạng H3PO4.H2O có nhiệt độ nóng chảy = 29,32 độ C); phân hủy ở 213 độ C. Tan được trong etanol, nước (với bất kì tỉ lệ nào).
Xem thêm: THÔNG TIN HOÁ CHẤT CỦA ACID PHOSPHORIC
KỸ THUẬT SẢN XUẤT HÓA CHẤT ACID PHOSPHORIC
1. Trong phòng thí nghiệm:
Trong phòng thí nghiệm, acid phosphoric được điều chế bằng cách dùng HNO3 đặc oxy hóa phosphor ở nhiệt độ cao:
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
2. Trong công nghiệp:
Trong công nghiệp, acid phosphoric được điều chế theo hai phương pháp: phương pháp ướt và phương pháp nhiệt.
2.1 Phương pháp ướt:
Phương pháp này là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất acid phosphoric, chủ yếu sử dụng trong công nghiệp phân bón. Quy trình bao gồm các bước sau:
Bước 1: Phản ứng với acid sulfuric:
Quặng phosphate được nghiền mịn và phản ứng với acid sulfuric (H2SO4) trong một bồn phản ứng tạo thành acid phosphoric và calcium sulfate (CaSO4, thạch cao).
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4
Bước 2: Tách thạch cao:
Calcium sulfate (CaSO4) được tách ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp lọc hoặc ly tâm.
Bước 3: Làm sạch acid:
Acid phosphoric thô sau khi tách thạch cao cần được làm sạch để loại bỏ tạp chất.
2.2 Phương pháp nhiệt:
Phương pháp này còn được gọi là phương pháp đốt phosphate. Quy trình bao gồm các bước sau:
Bước 1: Đốt quặng phosphate:
Quặng phosphate (chủ yếu là apatite) được đốt trong lò ở nhiệt độ cao (khoảng 1200-1500°C) với than cốc và silica (SiO2) để tạo thành phospho nguyên tố (P4).
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 5CO + 2P
Bước 2: Oxy hóa phospho:
Phospho nguyên tố (P4) được đốt cháy trong lò oxy hóa để tạo ra phospho pentoxide (P2O5).
P4 + 5O2 → 2P2O5
Bước 3: Hòa tan P2O5 trong nước:
P2O5 được hấp thụ trong nước tạo thành acid phosphoric (H3PO4).
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
ỨNG DỤNG HÓA CHẤT ACID PHOSPHORIC TRONG CÔNG NGHIỆP
1. Chất ức chế rỉ sét:
Axit phosphoric tạo ra một lớp phủ bảo vệ trên bề mặt kim loại, ngăn chặn sự tiếp xúc với không khí và nước, từ đó làm chậm quá trình oxy hóa và ăn mòn. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của các cấu trúc kim loại và máy móc.
2. Chất phân tán:
Trong công nghiệp sản xuất, axit phosphoric giúp phân tán đều các hạt trong dung dịch, đảm bảo tính đồng nhất của sản phẩm cuối cùng. Từ đó, cải thiện chất lượng và hiệu suất của sản phẩm.
3. Công nghiệp etchant:
Trong sản xuất mạch điện tử, axit phosphoric được sử dụng để khắc các mẫu mạch trên bề mặt vật liệu bằng cách loại bỏ lớp vật liệu không mong muốn, tạo ra các đường dẫn điện tử chính xác.
4. Thành phần của sản phẩm tẩy rửa:
Nhờ khả năng loại bỏ gỉ sét và vết bẩn, axit phosphoric được sử dụng trong các sản phẩm tẩy rửa công nghiệp. Điều này giúp làm sạch các bề mặt kim loại và loại bỏ các vết bẩn cứng đầu.
5. Xử lý nước:
Axit phosphoric giúp loại bỏ các tạp chất từ nước và cân bằng độ pH. Điều này đảm bảo nước sạch và an toàn cho sử dụng trong công nghiệp và sinh hoạt.
6. Xi mạ:
Trong ngành xi mạ, axit phosphoric được dùng để làm sạch và chuẩn bị bề mặt kim loại trước khi xi mạ, giúp cải thiện độ bám dính và chất lượng của lớp phủ xi mạ.
7. Sản xuất chất giặt tẩy:
Axit phosphoric giúp loại bỏ các vết bẩn cứng đầu trên quần áo và các bề mặt khác, từ đó cải thiện hiệu quả làm sạch của các sản phẩm giặt tẩy.
8. Bảo quản thực phẩm:
Axit phosphoric làm chậm sự phát triển của nấm mốc và vi khuẩn trong thực phẩm, giúp kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng của sản phẩm.
Xem thêm: ACID PHOSPHORIC VÀ ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP
MỘT SỐ LƯU Ý KHI SỬ DỤNG HÓA CHẤT ACID PHOSPHORIC
Khi sử dụng acid phosphoric trong công nghiệp, cần lưu ý một số điều sau:
- Cần làm việc trong môi trường thông thoáng hoặc sử dụng thiết bị bảo vệ đường hô hấp.
- Xử lý hoá chất cẩn thận khi tiếp xúc với da.
- Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh nắng trực tiếp.
- Thao tác một cách cẩn thận, tránh đổ vỡ hoặc làm đổ hóa chất.
- Chỉ sử dụng lượng axit phosphoric cần thiết cho quá trình sản xuất, tránh lãng phí và nguy cơ gây hại do tiếp xúc quá mức.
Nguồn: Admin sưu tầm Internet.