H3PO4 acide phosphorique, CAS 7664 - 38-2, la formule moléculaire H ∝ Po ₄ est un cristal solide incolore et transparent à température ambiante, avec un point de fusion de 42 degrés C. Lorsque la température dépasse le point de fusion, il devient un liquide visqueux incolore et transparent. Dans l'industrie et les laboratoires, l'acide phosphorique existe souvent sous la forme d'une solution aqueuse à 85%, qui est un liquide visqueux non coloré, inodore et non volatile et un réactif chimique important. Une résistance moyenne acide ternaire, l'acide phosphorique peut progressivement libérer trois protons, formant trois formes protonées différentes: H ₂ Po ₄⁻, HPO ₄² ⁻ et PO ₄³ ⁻. Cette caractéristique lui donne une diversité significative dans les réactions chimiques.
L'acide phosphorique a un large éventail d'applications dans l'industrie et est une matière première importante pour la production d'engrais, de détergents et d'additifs alimentaires. De plus, le phosphate joue un rôle crucial dans la nature et les organismes, en particulier dans la conversion de l'énergie cellulaire (comme la production et l'utilisation de l'ATP) et la formation osseuse. De plus, les propriétés tampons du phosphate en font une substance indispensable dans la recherche en laboratoire et la préparation des médicaments, largement utilisée pour maintenir la stabilité du pH des solutions. Cette caractéristique fournit un soutien important pour la recherche scientifique et les applications médicales.
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Cf |
H3O4P |
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Em |
97.98 |
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MW |
97.99 |
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m/z |
97.98 (100.0%) |
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Analyse élémentaire |
H, 3.09; O, 65.31; P, 31.61 |
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Morphologique |
Liquide solide ou visqueux |
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Couleur |
Clair |
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L'acide phosphorique est un acide moyen moyen ternaire, qui est ionisé en trois étapes. Il n'est pas facile de volatiliser et de se décomposer, et a une certaine oxydisation. Il a la généralité d'acide.
(1) L'acide phosphorique concentré peut être chauffé avec du chlorure de sodium pour générer du chlorure d'hydrogène (avec une réaction similaire avec l'iodure de potassium, le bromure de sodium, etc.), qui appartient à la préparation de l'acide bouillonnant à faibles acide bouillonnant. Principe: Préparation de l'acide volatile à partir de l'acide volatil difficile
(2) Les ions phosphates ont une forte capacité de coordination et peuvent former des complexes solubles avec de nombreux ions métalliques. Par exemple, Fe 3+ et PO43- peuvent former des complexes solubles incolores [Fe (PO4) 2] 3- et [Fe (HPO4) 2] -. En utilisant cette propriété, PO43- est couramment utilisé dans la chimie analytique pour masquer les ions Fe 3+. L'acide phosphorique concentré peut dissoudre le tungstène, le zirconium, le silicium, le silicide en fer, etc., et former des complexes avec eux.
(3) Lorsque l'acide phosphorique est déshydraté sous une chaleur forte, le polyphosphate, l'acide pyrophosphorique, le triphosphate et l'acide polymétaphosphorique sont produits à leur tour. Le triphosphate est une structure de chaîne et le polyphosphate est une structure annulaire.
(4) H3PO4 acide phosphoriqueIl convient de noter que l'acide phosphorique chaud concentré peut corroder le dioxyde de silicium et générer des acides hétéropoles. L'acide phosphorique chaud concentré peut également décomposer la plupart des minéraux, tels que la chromite, le rutile, l'ilménite, etc.
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L'acide phosphorique (H3PO4), en tant qu'acide inorganique important, joue un rôle clé dans plus de dix domaines tels que l'industrie, l'agriculture, la nourriture, la médecine et la nouvelle énergie en raison de ses caractéristiques d'acidité, de tampon, de chélation et de caractéristiques de la source du phosphore. À partir des zones d'application de base, les éléments suivants décrivent systématiquement leurs utilisations et principes techniques diversifiés.
L'acide phosphorique est la matière première de base de l'industrie des engrais au phosphate, et environ 80% de l'acide phosphorique du monde est utilisé pour la production agricole. Il favorise considérablement la croissance des cultures et augmente le rendement en fournissant des éléments essentiels de phosphore (l'un des trois nutriments majeurs de l'azote, du phosphore et du potassium) aux plantes.
1. Production d'engrais au phosphate
Superphosphate de calcium: produit par réagissant de l'acide phosphorique avec du phosphate roche (principalement composé de phosphate de calcium), contenant 16% à 20% de phosphore disponible (P2O5), largement utilisé comme engrais de base et topdressing.
Phosphate de diammonium (DAP): avec une teneur en phosphore de 46%, il fournit une double nutrition de l'azote et du phosphore et convient aux cultures telles que le maïs et le blé. Il peut améliorer le développement des racines et la résistance aux contraintes.
Phosphate de dihydrogène de potassium: un engrais composé à forte concentration en phosphate de potassium qui peut être rapidement reconstitué avec des nutriments par pulvérisation foliaire, améliorant la sécheresse des cultures et la résistance au froid.
2. Nutriments alimentés
Dihydrogène de calcium: en tant qu'additif d'alimentation,H3PO4 acide phosphoriqueFournit du phosphore et du calcium pour le bétail et la volaille, favorise le développement osseux et la formation de coquilles d'oeufs. Par exemple, l'ajout de dihydrogène de calcium à l'alimentation des poules de ponte peut augmenter la production d'œufs de 5% -8%.
Phosphate d'hydrogène de calcium: utilisé dans l'alimentation animale des ruminants pour réguler le pH du rumen et améliorer l'efficacité de l'utilisation des aliments.
3. Principe technique
Le phosphore est un composant clé de l'ADN végétal, de l'ATP (support d'énergie) et des phospholipides de la membrane cellulaire. L'acide phosphorique augmente la disponibilité du phosphore en dissolvant les composés de phosphore insolubles dans le sol, tels que le phosphate de fer et le phosphate d'aluminium, tout en inhibant la fixation du sol du phosphore et en améliorant l'efficacité de l'utilisation des engrais.
L'acide phosphorique a des fonctions d'assaisonnement, de préservation et d'amélioration nutritionnelle dans les aliments, et son application doit se conformer à la GB 2760-2014 "Standard national de sécurité alimentaire pour l'utilisation des additifs alimentaires".
1. Acidulant
Boissons gazeuses: l'acide phosphorique donne au cola et à d'autres boissons un goût aigre rafraîchissant et ajuste le pH à 2,5-3,5 pour inhiber la croissance microbienne. Par exemple, la teneur en acide phosphorique de Coca Cola est d'environ 0,05% -0,1%.
Jounage et assaisonnement: composé avec de l'acide citrique pour améliorer le goût aigre en couches et prolonger la durée de conservation.
2. Aides de transformation des aliments
Rétention d'eau de viande: phosphates (comme le tripolyphosphate de sodium) chélate les ions métalliques et améliorer la capacité de maintien de l'eau des protéines musculaires, augmentant le rendement des produits de viande transformés tels que le jambon et la saucisse de 10% à 15%.
Production du fromage: En tant que coagulant, il favorise la coagulation des protéines de lactosérum et améliore la texture du fromage.
Renforcement nutritionnel
Amélioration de la farine: les phosphates peuvent améliorer la résistance à la pâte, augmenter le volume du pain et la douceur.
Produits laitiers: En tant que source de nutrition de levure, favorisez la fermentation et empêchez la contamination par diverses bactéries.
avantage technique
Les valeurs de PKA de l'acide phosphorique (2,12, 7,21, 12,67) lui permettent d'exercer des effets tampon sur une large plage de pH et de stabiliser les systèmes alimentaires. Par exemple, dans le processus de saccharification de la bière, l'acide phosphorique peut remplacer l'acide lactique pour ajuster la valeur du pH et éviter la génération d'odeurs.
La forte acidité et les propriétés chélatantes de l'acide phosphorique en font une matière première clé pour le traitement de la surface métallique, la production de détergents et la synthèse chimique.
1. Traitement de surface métallique
Traitement de phosphation:H3PO4 acide phosphoriqueRéagit avec le zinc et les sels de manganèse pour former un film de phosphate, qui couvre les surfaces métalliques des automobiles et des machines, empêchant la rouille et améliorant l'adhésion du revêtement. Par exemple, le temps d'essai de résistance au pulvérisation de sel du revêtement phosphant sur le corps de la voiture peut être étendu à plus de 1000 heures.
Polissage chimique: Un mélange d'acide phosphorique et d'acide nitrique (rapport 3: 1) est utilisé pour polir les produits en aluminium. En dissolvant les parties saillantes sur la surface du métal, la douceur est améliorée et la rugosité de surface peut être réduite à moins de 0,1 μm.
2. Production de détergents
Détergents: Les phosphates modifiés (tels que le disilicate de sodium en couches) remplacent le tripolyphosphate de sodium traditionnel, adoucissant la qualité de l'eau et empêchant le dépôt de la saleté, tout en réduisant le risque d'eutrophisation dans les plans d'eau.
Agent de nettoyage industriel: une combinaison d'acide phosphorique et de tensioactifs, utilisée pour éliminer les taches d'huile de l'équipement métallique, avec une efficacité de nettoyage de 30% plus élevée que celle d'un seul surfactant.
3. Matières premières chimiques
Synthèse du phosphate: produit du phosphate d'ammonium, du phosphate d'hydrogène disodique, etc., utilisé pour le traitement de l'eau (inhibiteur de l'échelle), les additifs alimentaires et les intermédiaires pharmaceutiques.
Ignifuge: les composés organophosphores (comme le triphényl phosphate) sont utilisés dans les plastiques et les textiles pour inhiber la combustion en favorisant la formation d'une couche de carbone, et l'indice d'oxygène (LOI) peut être augmenté à plus de 30%.
4. Défi technique
Les processus de phosphation traditionnelle contiennent des métaux lourds tels que le zinc et le manganèse et nécessitent le développement de solutions de phosphation sans chrome pour répondre aux exigences environnementales. Par exemple, une solution de phosphation à base de titane a été appliquée dans le champ aérospatial en catalysant la formation d'un film à travers des ions de titane.
Champ pharmaceutique: synthèse de médicament et excipients de formulation
L'acide phosphorique a à la fois des fonctions thérapeutiques et de formulation en médecine, et son application doit être conforme aux normes de la pharmacopée chinoise.
1. Synthèse de médicament
Médicaments antiviraux: le phosphate d'oseltamivir inhibe l'activité de la neuraminidase, bloque la libération du virus grippal et a un taux de guérison clinique de 80% à 90%.
Supplément en fer: le phosphate de fer de sodium est utilisé pour le traitement de l'anémie en fer, et sa biodisponibilité est 20% plus élevée que celle du sulfate ferreux.
2. Adjonction pharmaceutique
Regulator de pH: la solution de tampon de phosphate (comme le PBS) maintient la stabilité du médicament, par exemple, le pH de l'injection d'insuline doit être contrôlé à 7,0-7,8 pour éviter la dégradation.
Agent de désintégration: le phosphate d'hydrogène calcique favorise une désintégration rapide du médicament dans les comprimés, avec un taux de dissolution qui répond aux normes USP.
3. Soins oraux
Phosphate toothpaste: removes dental plaque through chemical adsorption, but excessive use (concentration>5%) peut éroder l'émail et la posologie doit être contrôlée.
Nouveau secteur de l'énergie: fabrication de batterie au lithium et de semi-conducteurs
Les dérivés de l'acide phosphorique présentent un grand potentiel en énergie propre et une fabrication finale - élevée.
1. Matériau électrode positif de batterie au lithium
Phosphate de fer au lithium (LifePO4): En tant que matériau d'électrode positif grand public pour les batteries de puissance, sa capacité spécifique théorique est de 170 mAh / g, et sa durée de vie du cycle est supérieure à 2000 fois, avec une meilleure sécurité que les matériaux ternaires. D'ici 2024, la production mondiale de phosphate de fer au lithium représentera plus de 60%, principalement utilisée pour les nouveaux véhicules énergétiques et les systèmes de stockage d'énergie.
2. Nettoyage des semi-conducteurs
Acide phosphorique à haute pureté: acide phosphorique de qualité électronique (pureté supérieure ou égal à 99,999%) est utilisé dans les processus de gravure et de nettoyage dans la fabrication des puces, ce qui peut éliminer les impuretés métalliques (telles que Fe, Cu) au niveau PPB et réduire le taux de défaut de puce.
3. Percée technologique
Le phosphate de fer au manganèse au lithium (LMFP): En dopant le manganèse, le plateau de tension est augmenté à 3,8 V, et la densité d'énergie est de 15% à 20% plus élevée que celle du phosphate de fer au lithium, ce qui en fait un matériau candidat pour la prochaine génération de batteries de puissance.
Protection de l'environnement et champs émergents: traitement des eaux usées et renforcement du bâtiment
L'application de l'acide phosphorique dans les domaines de la protection de l'environnement et de la construction est progressivement en expansion.
traitement des eaux usées
Élimination des métaux lourds: le phosphate forme des précipités insolubles avec des ions de plomb et de cadmium, et la concentration de métaux lourds dans les eaux usées traitées peut être réduite à moins de 0,1 mg / L, conformément à la norme de décharge GB 8978-1996.
Récupération du phosphore: récupérer le phosphate des eaux usées pour préparer les engrais lents -, réalisant le recyclage des ressources.
Industrie de la construction
Retard de béton:H3PO4 acide phosphoriqueRetourne la réaction d'hydratation de ciment, prolonge le temps de construction et convient au déversement de béton dans des environnements à haute température.
Matériau réfractaire: Le liant phosphate en aluminium améliore la résistance et la résistance aux chocs thermiques des briques réfractaires, avec une température de service allant jusqu'à 1600 degrés.
étiquette à chaud: H3PO4 Acide phosphorique CAS 7664-38-2, fournisseurs, fabricants, usine, gros, acheter, prix, vrac, à vendre