Любители безалкогольных газированных напитков типа «Кока-Колы» редко изучают этикетки с составом продукта. И напрасно — там присутствует информация о добавке E338, подслащённые растворы которой по вкусу напоминают крыжовник. Это и есть ортофосфорная кислота, нашедшая применение не только в пищевой, но и в химической и авиационной промышленности, медицине и сельском хозяйстве.
А ещё она с успехом используется в машиностроении для защиты от самого опасного врага, коррозии, ведь при обработке металлических поверхностей её растворами с добавками цинка и марганца (т. н. фосфатировании) получается инертная защитная плёнка. Высоко оценили эти качества и домашние мастера, своими руками восстанавливающие лакокрасочное покрытие на подержанных автомобилях.
Что такое ортофосфорная кислота
Вещество принадлежит к категории неорганических химических соединений с консистенцией сиропа. Его кристаллы быстро растворяются в этиловом спирте и воде.
Средство считается антиоксидантом и применяется в качестве регулятора кислотности. При использовании в роли добавки его обозначают кодом E338.
Описание и химические свойства
Фосфорная кислота имеет формулу H3PO4 с молекулярной массой 98 г/моль. Микрочастицы вещества соединяют атомы кислорода и водорода. Концентрация компонентов в составе выглядит так:
| Название элемента | Количество атомов | Процент массы |
| Фосфор | 1 | 65,3 |
| Водород | 3 | 3,1 |
| Кислород | 4 | 31,6 |
У ортофосфорного соединения есть ряд химических свойств. Среди них:
- Быстрое растворение в воде и этаноле.
- Формирование 3 рядов солей – фосфатов.
- Провоцирование ожогов при воздействии на кожу.
- Образование взрывоопасного водорода при взаимодействии с металлическими поверхностями.
- Несовместимость с горячими поверхностями, негашеной известью, спиртосодержащими составами, хлоратами и чистыми металлами.
- Плавление при температуре 42,35 °C, но без разложения.
Ортофосфорную кислоту соединяют атомы кислорода и водорода.
Физические и химические свойства
Ортофосфорная (или просто фосфорная) кислота — неорганическая трёхосновная кислота с химической формулой H3PO4. Имеет среднюю силу и при стандартных условиях существует в виде бесцветной жидкости, не имеющей запаха, или прозрачных кристаллов, которые активно поглощают водяные пары из воздуха, расплываются и требуют хранения в плотно закрытых сосудах. В расплавленном состоянии склонна к переохлаждению, загустевает до маслянистости при +15 °C, становится стеклообразной при температуре -121 °C, плавится при +42,35 °C, кипит при +158 °C, а при нагревании выше +213 °C переходит в пирофосфорную кислоту H4P2O7.
Растворяется в большинстве растворителей, главные из которых — вода и этиловый спирт. Её 85% водный раствор без цвета и запаха, по консистенции похожий на сироп, и называют ортофосфорной кислотой. Свойства кислоты или основания она проявляет в зависимости от условий, реагируя с основаниями, солями слабых кислот, основными оксидами и аммиаком. Образует взрывоопасный водород при взаимодействии с металлами, стоящими до него в ряду активности, а в результате качественной реакции с нитратом серебра выпадают жёлтые нерастворимые кристаллы.
Соли фосфаты занимают важное место в биохимических процессах животных и растений, синтезируют биологически активные вещества. Фосфорные эфиры аденозина АТФ, АМФ и АДФ являются основными компонентами энергетического обмена, а фосфатная группа — составной частью молекул ДНК и РНК.
Получение кислоты
Кислоту можно получить 3 путями:
- В результате гидролиза фосфорного пентахлорида.
- Из фосфата.
- С помощью реакции фосфора с водой.
Последний способ предусматривает бурную реакцию, поэтому фосфорный оксид предварительно обрабатывается концентратом кислоты, подогретым до 200 °C.
В лабораторных условиях
Промышленная технология получения H3PO4 состоит из таких этапов:
- Окисление фосфора при сжигании до состояния ангидрида.
- Гидратация и абсорбция готового соединения.
- Накопление кислоты
- Улавливание испарений из газовой фракции.
Кислоту получают в результате гидролиза фосфорного пентахлорида.
Кроме того, в лабораторных условиях компонент генерируют путем взаимодействия ядовитого белого фосфора с разбавленной азотной кислотой.
Такой способ имеет ряд ограничений и подразумевает соблюдение особой техники безопасности.
В домашних условиях
Экстракционный метод производства, который можно реализовать в быту, заключается в применении реакции сернокислотного разложения солей с выходом до 95%. Технология изготовления состоит из следующих этапов:
- Консистенция на основе природного фосфата (пульпы) и серной кислоты из резервуара подается в экстрактор – специальный стальной чан с мешалкой.
- Четырехчасовая обработка и нагрев до 90 °C приводят к появлению фосфорной кислоты и кристаллизации сульфата кальция.
- Разделение природного фосфата происходит с помощью перфорированной ленты со специальным фильтрующим покрытием. Проходя через отверстия этого полотна, готовый продукт направляется в вакуумные камеры.
Процесс производства
В лабораторных условиях её получают:
- Растворением оксида фосфора (V) в воде при нагревании.
- Гидролизом пятихлористого фосфора в горячей воде.
- При реакции концентрированной азотной кислоты с белым фосфором.
В промышленности используют термический и экстракционный (сернокислотный) методы. Термический способ, позволяющий достичь наибольшей чистоты продукта, включает такие стадии:
- Окисление элементного фосфора при сжигании в избытке воздуха с получением декаоксида тетрафосфора (фосфорного ангидрида).
- Гидратация и абсорбция его паров в специальных башнях.
- Конденсация полученной кислоты с улавливанием тумана из газовой фазы.
При экстракционном способе используют реакцию сернокислотного разложения природных солей с выходом до 95%. Этапы технологического процесса:
- Смесь из серной кислоты и природного фосфата, т. н. пульпа, из бункера подаётся в экстрактор — стальной футерованный чан с мешалкой.
- За 4 часа нагретая до 90 °C пульпа последовательно проходит несколько таких реакторов. В результате образуется фосфорная кислота и кристаллизуется сульфат кальция.
- Для разделения пульпа поступает на перфорированную ленту с фильтрующим полотном, и через её отверстия в вакуум-камеры собирается готовый продукт.
Преимущества ортофосфорной кислоты
Применение химического соединения для обработки металлоизделий обусловлено эффективным растворением окислов и формированием прочной защитной пленки. Раствор не вредит металлическим поверхностям и преобразует следы коррозии в фосфаты железа.
Ортофосфорная кислота преобразует следы коррозии в фосфаты железа.
Техническая кислота активно применяется для промывки теплообменников, змеевиков, нагревателей и продукции металлопрокатной промышленности, включая поверхности труб систем водоснабжения и отопления, арматуру, котлы, гидротехнические сооружения и изделия из чугуна. Кроме того, она востребована для полировки поверхностей.
Наибольшим спросом пользуется цинкарь, содержащий несколько добавок – марганец, кислоту и цинк.
Такая смесь повышает защитные свойства образовавшейся на металле пленки.
Техника безопасности при работе с кислотой
H3PO4 принадлежит к классу опасных соединений, поэтому работа требует строгого соблюдения ряда правил. Обработка металлов или другие действия с кислотой выполняются в специальной постройке с организованной приточно-вытяжной вентиляционной системой, подальше от источников открытого пламени.
Для работы с ортофосфорной кислотой нужны респиратор, перчатки и очки.
Запрещено начинать работу без респиратора, перчаток и очков. Также нужно предусмотреть комплект спецодежды и нескользящей обуви.
При контакте вещества с кожными покровами и глазами либо при вдыхании паров у человека может появиться ожог, рвотный рефлекс, кашель и головокружение. Для исключения осложнений нужно незамедлительно снять одежду, которая была загрязнена, промыть пораженный участок проточной водой, вызвать медицинского работника, наложить повязку и нейтрализовать разлитый состав щелочным средством.
Правила хранения
Ортофосфорные соединения фасуются с маркировкой ГОСТа 3885-73. Все требования по хранению и транспортировке указаны в нормативном акте.
Держать состав можно в стальных цистернах для железнодорожной отрасли, резервуарах с герметично закрывающейся крышкой, бочках, канистрах, полиэтиленовых и стеклянных бутылях либо в специальных автоцистернах из резины. В упаковке вещество разрешено размещать в крытых ангарах с отоплением. Для сохранения физико-химических характеристик при растапливании кристаллизованную форму H3PO4 подогревают до 60°C. Срок хранения при соблюдении всех правил составляет 3 года с момента производства.
Утилизация соединения выполняется в промышленных условиях путем нейтрализации щелочами.
Перевозка
Есть ряд ограничений и требований для транспортировки кислоты, указанных в ГОСТе 3885-73. Перевозить состав можно на любом транспорте, используя плотно закрытые емкости.
Техника безопасности
Ортофосфорная кислота — агрессивная, пожаро- и взрывобезопасная жидкость. При работе применять спецодежду, органы дыхания защищать респираторами. При контакте с кожей вызывает ожоги, воспалительные заболевания кожи, при вдыхании — кашель, при попадании в глаза — жжение, при остром отравлении — головокружение, головные боли, рвоту, понос, затрудненное дыхание. Нагретая (свыше 80°С) распыленная или в виде паров фосфорная кислота сильно раздражает верхние дыхательные пути. Все работы с кислотой должны проводиться в помещениях, оборудованных приточновытяжной вентиляцией. Работающие должны быть обеспечены специальной одеждой (суконный костюм) и обувью (резиновые сапоги), кислотостойкими резиновыми рукавицами или перчатками, средствами защиты органов дыхания и глаз.
Использование ортофосфорной кислоты в медицине
В стоматологической сфере состав используется для обработки внутреннего покрытия коронок. Это улучшает сцепление изделия при протезировании. Вещество применяется в фармакологии в качестве действующего компонента в различных медикаментах или зубном цементе.
Ортофосфорная кислота применяется в стоматологической сфере.
Ортофосфорное соединение может протравливать эмаль зуба, что требуется при пломбировании.
Влияние на здоровье человека
H3PO4 влияет на кислотно-щелочной баланс, повышая кислотность желудка. Поэтому продукты с высоким содержанием пищевой добавки противопоказаны для людей с гастритом и прочими проблемами, вызванными высоким уровнем pH. Некоторые специалисты утверждают, что кислота вымывает из организма кальций, ухудшая состояние зубной эмали и костной ткани. При чрезмерном употреблении появляются расстройства органов ЖКТ, рвота и тошнота. При отравлении необходимо незамедлительно обратиться за помощью к врачу.
Свойства ортофосфорной кислоты
Основным свойством ортофосфорной кислоты является ее воздействие на кислотно-щелочной баланс организма, что приводит к увеличению кислотности.
Повышенная кислотность увеличивает риск развития многих заболеваний, включая кариес и ранний остеопороз.
Еще одним свойством ортофосфорной кислоты (в высоких концентрациях) является ее способность вызывать ожоги. Пары этой кислоты могут вызвать носовые кровотечения и атрофические процессы в слизистой носа, а в некоторых случаях могут привести к разрушению зубов и изменению формулы крови.
Применение для металла
Кислота H3PO4 широко применяется в металлургии и при обработке металлических поверхностей. С ее помощью можно удалять следы коррозии и накипи, преобразовывать ржавчину или проводить пайку деталей.
Удаление ржавчины
H3PO4 эффективно устраняет коррозию с металла, включая драгоценные виды (серебро, латунь, бронза), а еще образует тонкий защитный слой, который препятствует негативному воздействию внешних факторов. После обработки таким компонентом на поверхности начинается цикл разъедания и поглощения оксидов железа, а затем появляется серая маслянистая пленка.
Ортофосфорная кислота устраняет коррозию с металла.
В промышленности и быту используют несколько технологий удаления окислов:
- Полное погружение детали в кислоту.
- Поверхностная промывка с помощью кисти, валика или распылителя.
- Обработка верхней поверхности, которая предварительно очищается механическим способом.
Для удаления коррозии изделие предварительно обезжиривается и промывается. Дальше готовится раствор кислоты (100 г 85% средства разбавляется в 1 л воды), и деталь погружается в резервуар с составом на 1 час. Содержимое следует периодически помешивать.
После того как цикл обработки завершится, изделие нужно достать и промыть с помощью нейтрализующего препарата. Для его приготовления используются такие ингредиенты:
- Вода – 50%.
- Медицинский спирт – 48%.
- Нашатырный спирт – 2%.
Преобразователь ржавчины
Средство для преобразования ржавчины на основе H3PO4 образует защитную пленку на металлических поверхностях, которая препятствует развитию коррозийных процессов в будущем. Соединение безопасно для образцов следующих типов:
- Металлопрокатной продукции.
- Скважин.
- Парогенераторов.
- Бойлеров и водонагревателей.
- Радиаторов отопления.
- Теплообменников.
- Змеевиков.
- Агрегатов отопления и водоснабжения.
- Генераторов пара.
- Котлов.
- Комплектующих механизмов и транспортных средств.
Средство преобразования ржавчины используется для металлопрокатной продукции.
Для пайки
Кислотный флюс из ортофосфорного соединения позволяет получить качественную пайку при условии, что остатки вещества будут сразу смыты водой. Если оставить их застывать, на поверхности появится защитная пленка.
Как использовать кислотный состав для удаления ржавчины
Кислотное соединение подойдет для удаления коррозии с металлических поверхностей, потому что едкая жидкость и ржавчина вступают в реакцию, образуя защитную пленку, которая предотвратит образование новых окислов на металле. Существует два самых популярных метода ее применения:
- погружной метод;
- метод поверхностного нанесения.
Погружной метод
Применяется, если имеется достаточное количество раствора, потому что ржавую деталь необходимо полностью погрузить в вещество. В нужную емкость налейте 1 л воды и добавьте 100–150 г кристаллов. Вы получите раствор с 85 % концентрацией.
Погрузите деталь в полученную жидкость, оставьте ее на час
После часа обработки извлеките деталь, промойте и обработайте её нейтрализующей смесью, которая готовится из 2 % нашатырного спирта и 48 % бутилового спирта, а также 50 % воды. На последнем этапе снова промойте деталь водой и просушите её.
Важная информация! Не пропускайте ни один из пунктов инструкции, это приведет к нарушению химического процесса.
Метод поверхностного нанесения
Для больших предметов применяется метод поверхностного нанесения кислотного соединения. При этом, снижается уровень расхода вещества. Наносите жидкость только при помощи кисточки с натуральным ворсом, также используйте валик или распылитель.
Если присутствуют участки, где слой ржавчины толще среднего, удалите часть ржавчины при помощи железной щетки или шлифовальной машины.
По истечении двух часов обработайте изделие нейтрализующей смесью, чтобы удалить остатки вещества. После этого выполните основательную промывку и просушку детали.
Читайте подробно об удалении ржавчины с чугунной сковороды.
Ортофосфорная кислота в быту
Кислота активно применяется в бытовой химии для удаления ржавчины с поверхностей санузлов. Она подходит для ухода за фаянсовыми и эмалированными покрытиями. Перед распределением раствора поверхность обрабатывается моющим составом, который готовится из 200 г действующего компонента и 1 л воды.
Кислота применяется для удаления ржавчины с поверхностей санузлов.
При этом соединение нельзя использовать для обработки акриловых деталей.
Правила работы с фосфорной кислотой в быту
Фосфорная кислота, как и любая другая — агрессивное соединение. При неаккуратном использовании может вызвать достаточно сильные долго заживающие ожоги кожи, а ее пары вызывают опасные повреждения дыхательных путей. Вещество часто приводит к возникновению пожаров и взрывов. Обработка металла ортофосфорной кислотой должна проводиться очень аккуратно. Поэтому следует работать вдали от открытого огня.
Важно! Помещение, в котором проводятся работы с данным веществом, должно хорошо проветриваться.
Использование ортофосфорной кислоты в пищевой промышленности
В пищевой промышленности H3PO4 обозначается как E338. Вещество используют при производстве разных продуктов и для поддержания их товарного вида в течение долгого времени.
Что за добавка Е338
Пищевая добавка E338 – приятный на вкус неорганический состав, который является мощным антиоксидантом и поддерживает начальную окраску съедобной продукции. Также компонент применяют для подкисления напитков и продуктов.
Опасна или нет
Пищевой компонент официально разрешен, но оказывает негативное воздействие на организм при избыточной концентрации. В ходе исследований было доказано, что переизбыток вещества в составе напитков или продуктов может привести:
- К развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта.
- Появлению осложнений гастрита или язвенных заболеваний.
- Нарушению кислотно-щелочного баланса.
- Вымыванию кальция из организма.
- Развитию кариеса.
- Появлению рвоты.
Добавка E338 может привести к развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта.
При любых симптомах интоксикации нужно обратиться за медицинской помощью.
Куда и зачем добавляют
E338 востребована при изготовлении порошков для выпекания хлеба, расплавлении сыров, приготовлении сахара, колы, спрайта, колбас и т.д. Основная сфера применения – производство газированных напитков. Кроме того, добавку можно найти в составе:
- Сдобных изделий.
- Плавленых сыров.
- Колбас.
- Булок.
- Молока.
- Тортов.
- Детского питания.
Добавку можно найти в составе плавленых сыров.
Различные сферы применения ортофосфорной кислоты
Она широко применяется в сельском хозяйстве, а также пищевой промышленности из-за полезных свойств при умеренном добавлении.
В сельском хозяйстве ее используют для удобрения почвы, что помогает растениям пережить засуху и низкие температуры.
Почва становится более плодородной и пригодной для выращивания овощей и мелкой зелени
В пищевой промышленности данный состав используется в качестве пищевой добавки и регулятора кислотности. Её активно добавляют в газированные напитки, колбасные изделия, сыры и так далее. До сих пор ведутся споры о вреде добавления этого вещества в продукты питания, но пока она официально разрешена.
Раствор также применяется при пайке для скрепления деталей из стали или меди. Используется для растворения и припоя оксидной пленки на поверхность предмета. Кислотное соединение размягчает эту пленку, а затем на ее месте образуется новая, которая препятствует появлению ржавчины. Используйте этот трюк при строительстве или сооружении чего-либо, чтобы избавиться от возможных проблем с коррозией.
Свое применение данное кислотное соединение нашло также в электронике, а именно аккумуляторах, так как является электролитом средней силы. Она затормаживает рост вредных кристаллов соли внутри аккумулятора, продлевая его срок действия.
Узнайте, чем лучше склеить пластмассовые детали.
Прочие сферы применения
Помимо медицины, металлургической и пищевой промышленности, ортофосфорное химическое соединение востребовано при органическом синтезе. С его помощью создаются фосфорные соли кальция, марганца, алюминия и натрия. Среди других сфер деятельности, где встречается компонент:
- Нефтяная промышленность.
- Производство кинопленки.
- Изготовление спичек.
- Производство противопожарных и огнеупорных изделий.
Не менее важна кислота для сельского хозяйства, что обусловлено благотворным воздействием фосфора на состояние растений и интенсивность их роста.
Ортофосфорную кислоту используют при изготовлении спичек.
Компонент необходим для сельскохозяйственных животных, т.к. улучшает обменные процессы и способствует появлению естественных наростов.
Применение ортофосфорной кислоты в сельском хозяйстве
H3PO4 является незаменимым веществом для сельского хозяйства. Для этой сферы ее добывают из специальной руды.
Значение фосфора для растений
Фосфор предназначается для поддержания обмена веществ в растениях и является неотъемлемым составляющим РНК и ДНК. Он необходим для фотосинтеза, регуляции дыхания зеленых насаждений и ускорения прорастания семян. Без этого химического элемента невозможно нормальное формирование корневой системы, семян и бутонов. Поэтому своевременное внесение фосфора в почву – залог благополучного развития растений.
Фосфор необходим для фотосинтеза.
В случае дефицита элемента цвет листьев может поменяться с темно-зеленого на багряный, они начнут опадать и покрываться пятнами.
Кроме того, растение не сможет вырасти до привычной высоты, а развитие корней приостановится.
Использование ортофосфорной кислоты для подкормок
Для сельскохозяйственной деятельности применяется кислота, которая добывается из руды. Попадая в почву, она помогает растениям справиться с морозами или засухой. Кроме того, химическое соединение повышает плодородность земли, делая ее благоприятной средой для произрастания различных культур.
Овощей
Фосфорная кислота способствует завязыванию плодов и цветков, поэтому необходима для обработки различных овощных культур. Ее используют при уходе за огурцами и томатами. Применение вещества при капельном орошении позволяет снизить затраты на покупку удобрения и чистку систем полива.
Ортофосфорная кислота используется при уходе за огурцами.
Для деревьев и кустарников
При подкормке кустарников и деревьев H3PO4 может улучшить их внешний вид и стимулировать плодоношение. Подкормки производятся как весной, так и осенью, с использованием разных пропорций компонентов. Стандартный расчет для осенних работ подразумевает разведение 1 ч. л. кислоты, 2 ч. л. калийных подкормок в 10 л воды.
Для почвы
Препараты на основе H3PO4 благотворно влияют на состояние почвы, способствуя ее структурированию, размножению полезных бактерий и разложению важных веществ. Кроме того, добавка повышает кислотность субстрата, насыщая его подвижными соединениями железа, марганца и алюминия.
Такие компоненты связывают вносимые удобрения, включая негранулированный суперфосфат.
Использование ортофосфорной кислоты для удаления ржавчины
Нередко в быту или в промышленности используются различные виды кислот, которые отлично справляются с налетом ржавчины. Многие из них выступают в роли ингибиторов. Они предотвращают появление ржавчины в последующем. Одной из самых доступных кислот является ортофосфорная. Эта разновидность кислоты относится к разряду одних из самых дешевых.
Ортофосфорная кислота представляет собой неорганическое соединение, которое относится категории достаточно слабых кислот. Однако, несмотря на свои слабо выраженные кислотные качества она отлично справляется с ржавчиной. Не редко она встречается в пищевых продуктах. На этикетках производителей она указывается, как вещество Е338. Данный вид кислоты представляет собой с физической точки зрения достаточно крупные кристаллы почти бесцветного оттенка. Если ее нагревать до температуры выше 42 градусов, то можно заметить, что она превращается в клейкую массу. Затем она становится бесцветной жидкостью.
На основе ортофосфорной кислоты производится большое количество разнообразных средств, которые можно использовать для борьбы с коррозией. Она входит в состав многочисленных видов преобразователей, которые работают эффективно. Она способствует тому, что коррозия прекращает распространяться. При использовании ортофосфорной кислоты или средств, изготовленных на ее основе, необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Для начала нужно правильно подобрать одежду. Она должна быть из плотного материала и полностью закрывать все тело. Также необходимо вооружиться перчатками и респираторной маской. Если жидкость попала на открытые участки нужно промыть их обильным количеством воды.
Работать с ортофосфорной кислотой очень просто. Она эффективно справляется с ржавым налетом и действует, как ингибитор. Для того, чтобы она подействовала необходимо нанести ее на ржавую поверхность и подождать некоторое время, когда под взаимодействием кислоты на поверхности ржавого изделия появится налет черного цвета. В среднем на это уходит примерно шесть часов. После этого необходимо соскоблить такой налет при помощи шпателя.
Следует отметить, что многие сладкие газированные напитки содержат в своем составе ортофосфорную кислоту. В быту их тоже можно использовать для борьбы с ржавым налетом при необходимости.
Виды фосфорных удобрений и их применение
Все фосфорные препараты рекомендуется использовать при осенней перекопке грядки, а не для поверхностного распределения. Это связано с тем, что основной действующий компонент (фосфор) находится в трудноусвояемой форме, а за зимний период он полностью разлагается, обогащая все части растений.
Суперфосфат
Для многих овощеводов и садовников суперфосфат – лучший вариант подкормки. В его составе содержатся монокальции фосфата, фосфорной кислоты, магния и серы. В продаже доступен простой (15-20%) и двойной (50%) суперфосфат. Обе разновидности используются для открытой почвы всех типов и теплиц, для всех растений.
Суперфосфат – лучший вариант подкормки.
Основные сферы применения – обработка огурцов, виноградной лозы, клубники, томатов и цветов.
При высадке овощей в каждое углубление вносится по 15-20 г подкормки, а при посадке деревьев или кустарников – по 35-70 г. На стадии вегетации распределяются удобрения в жидкой форме: 100 г простого суперфосфата разбавляют в 10 л горячей воды, а затем вносят в почву по периметру приствольного круга в объеме 0,5 л на каждый куст.
Если используется двойной суперфосфат, дозировка уменьшается в 2 раза из-за повышенной концентрации фосфора.
Аммофос
Подкормка получается в результате нейтрализации кислоты при участии аммиака. Это провоцирует появление аммония фосфорнокислого и азота – незаменимого компонента для развития растений.
Декоративные насаждения подкармливаются из расчета 15-25 г подкормки на 1 кв. м. Плодовые культуры и ягодные кустарники – 20-35 г на 1 кв. м.
Диаммофос
В продаже удобрение можно встретить под названиями гидрофосфат аммония и диаммонийфосфат. Оно содержит 50% фосфора и 18-20% азота. Подкормка предназначается для снижения кислотности почвы и может использоваться для совместной обработки с навозом или птичьим пометом. В большинстве случаев состав распределяют по грядке при высадке овощных культур.
Диаммофос – прикормка, которая используется на малоплодородных землях.
Так, если производится посадка картофеля, в каждое углубление вносят по 1 ч. л. гранулированного диаммофоса. При высадке огурцов и томатов рассадным путем в грунт добавляется по 1 ч. л. удобрения.
Метафосфат калия
Препарат продается в виде белого порошка. В его составе есть 55-60% оксида фосфора и 35-40% оксида калия.
Подкормка быстро усваивается в кислой почве и оказывает благотворное воздействие на культуры, которые восприимчивы к хлору.
Фосфоритная мука
Этот минеральный комплекс на 20% состоит из фосфора и на 30% – из кальция. Кроме того, в его составе присутствует комплекс микроэлементов. Фосфоритную муку применяют при вскапывании почвы перед высадкой огородных культур, исходя из расчета 1,5-2 кг вещества на 10 кв. м. Вещество вносят в яму для приготовления компоста.
Фосфоритная мука – минеральное фосфорное удобрение.
Костная мука
Продукт производится из переработанных костей крупного рогатого скота. В его составе есть 15-35% фосфора, кальций и биологически активные добавки, включая цинк, кобальт, йод, марганец, железо и др. Костную муку применяют для обработки цветов и овощей.
Вещество не растворяется в воде и отличается медленным усвоением растениями. Этот процесс занимает от 5 до 8 месяцев. Костная мука подходит для обработки кислых грунтов перед высадкой растений в дозировке по 2-3 ст. л. в лунку для овощей или 60-100 г на 1 кв. м при высадке кустарников. Для плодовых деревьев используется дозировка 200 г на 1 кв. м.
Нитроаммофоска
Нитроаммофоска – комплексная фосфорная подкормка, которая содержит не только фосфор, но и ряд других важных подкормок, необходимых для роста и развития растений.
Нитроаммофоска – фосфорная подкормка.
В составе удобрения есть азот и калий, которые быстро усваиваются овощными культурами, деревьями и кустарниками.
Преципитат
Этот агрохимикат на 30% состоит из фосфора, поэтому предназначается для снижения кислотности почвы. С его помощью производится обогащение плодородного слоя и подкормка уже растущих культур.
Растения реагируют на обработку положительно при условии, что были соблюдены все правила использования.
Ортофосфорная кислота. Свойства и применение ортофосфорной кислоты
Роберт Бойль жил в 17-ом столетии. Тогда же открыта ортофосфорная кислота. Связанны ли эти факты? Да. Новое соединение обнаружил именно Бойль.
Ирландский химик изучал фосфор, сжигая его и растворяя оставшийся от горения порошок в воде. Так и вышла новая кислота.
Ее часто называют просто фосфорной. Однако, это обобщающее имя нескольких соединений. Так, HPO3 – метафосфорная кислота.
Есть еще пирофосфорная с формулой H4P2O7. Какова же химическая запись ортофосфорной кислоты, разберемся в первой главе статьи. Ее, как понимаете, посвящаем именно ортофосфорному соединению.
Свойства ортофосфорной кислоты
Формула ортофосфорной кислоты: — H3PO4. Приставка «орто» указывает на то, что кислота кислородная и, что в ней содержится наибольшее число гидроксильных групп.
Меньше всего их в мета-соединениях. Среднее число – в пара — кислотах. У фосфорной есть и мета-, и пара-изомер.
Заметим, что все три приставки используют, так же, в названиях органических кислот, к коим ортофосфорная не относится.
В органической химии, мета – характеристика для заместителей структурного кольца, стоящих через один атом.
В пара-соединениях заместители максимально удалены, а в орто – соседи. Но, это информация, так сказать, для ознакомления. Вернемся к обсуждению героини статьи.
Внешне ортофосфорная кислота – кристаллы ромбической формы. Они бесцветны и плавятся при 42-ух градусах Цельсия.
Однако, из-за хорошей растворимости вещества в воде, химики чаще имеют дело с полугидратом кислоты. Его формула: — H3PO4*0,5 H2O.
Если кристаллизовать полугидрат, получатся гексагональные призмы. Увидеть их можно, взяв раствор ортофосфорной кислоты и охладив его.
Выпадет осадок. Это и есть полугидрат. Его температура плавления на 13 градусов меньше, чем у чистой кислоты.
С водой кислота смешивается в любых соотношениях. Причина кроется в системе связей с жидкостью.
Молекулы героини статьи охотно стыкуются с ней, отсоединяясь, при этом, друг от друга.
То есть, в воде соединение распадается на массу отдельных фрагментов, создавших водородные связи со структурными элементами жидкости.
Если же рассматривать строение чистой ортофосфорной кислоты, то она представляет макромолекулу. Отдельные молекулы в ней связаны между собой.
Водородные связи прочны и надежны. Это сказывается на физических свойствах.
Монолит плохо проводит электричество, почти не способен к диффузии, то есть, проникновению в другие вещества.
Если чистая ортофосфорная кислота плавится, то жидкость получается вязкой и маслянистой, — молекулы соединения не хотят отпускать друг друга.
В растворе героиня статьи может быть электролитом средней силы. Дойти до высшей отметки не дает внутреннее строение молекул ортофосфорного соединения.
Длины связей между атомами в нем нетипичны. Согласно формуле, между фосфором и кислородом образуется двойная стыковка.
Но, высчитывая длину связи, получаем 1,74, то есть, число, не кратное двум. Длина одинарной связи между кислородом и водородом, напротив, больше положенного, — 1,3 вместо 1-го.
Получается, электронная плотность связи P=O частично распределяется по другим связям.
Отсутствие резкого различия в длинах связей приводит к нестандартному строению молекул. Их форма приближена к тетраэдрам, то есть, пирамидальна.
Вследствие такого строения реакция ортофосфорной кислоты с большинством веществ невозможна, протекает медленно.
В химическом плане героиня статьи пассивна, не чета серной и соляной кислотам, с резким различием в длинах внутримолекулярных связей.
Из возможных химических реакций, определяющей для ортофосфорного соединения является взаимодействие с нитратом серебра.
Выпадает желтый осадок. У других фосфорных кислот он белый, так что, мета- и пара-соединения легко отодвинем в сторону и приступим к изучению процесса производства ортофосфорной кислоты.
Добыча ортофосфорной кислоты
Героиню статьи получают из фосфатов. Это эфиры и соли фосфорных кислот. Иногда используют ортофосфат калия с формулой K3PO4.
Но, чаще, берут конденсированные фосфаты. В них больше одного атома фосфора.
Фосфаты, в свою очередь, добывают из фосфоритов. Это природное сырье, а точнее, группа минералов.
Используют наиболее распространенные. Их два. Один – апатит, а второй фосфорит, в честь которого и названа группа камней.
Пример получения героини статьи разберем на соединении фосфата кальция и сульфата водорода. Запись реакции такова: — Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 à 3CaSO4 + 2H3PO4.
Кроме фосфатов, в ход идет и пентохлорид фосфора. Его, так же, называют хлорангидридом фосфорной кислоты.
Для получения последней, достаточно гидролиза, то есть, взаимодействия с водой. Реакция такова: — PCL5 + 4H2O à H3PO4 + 5HCl.
Взаимодействовать с водой заставляют, так же, оксид фосфора. Его получают, сжигая 15-ый элемент в присутствии кислорода.
Взаимодействие оксида с водой дает две молекулы орто-кислоты, а значит, эта реакция наиболее выгодна, не имеет побочных продуктов. Убедимся, глядя на химическую запись процесса: — P2O5 + 3H2O à 2H3PO4.
Отметим, что с водой оксид фосфора реагирует бурно. Дабы слегка «усмирить» выброс тепла, бурление, исходное сырье обрабатывают концентрированным раствором уже полученной кислоты. Концентрат необходимо нагреть до 200-от градусов Цельсия.
Применение ортофосфорной кислоты
Удаление ортофосфорной кислоты из жизни человека может вызвать коллапс. Соединение используется, как минимум, в семи сферах промышленности.
В пищевой отрасли кислоту называют Е338. Обработка ортофосфорной кислотой продуктов фиксирует их цвет, не позволяет изменить его. Во многом, это вызвано тем, что добавка приостанавливает процессы окисления.
Е338 относится к антиоксидантам, в отличие от многих ешек, полезна, как и сам фосфор. В организме он входит в фосфотазы.
Это ферменты, без коих клетки не смогут нормально функционировать. Нормальный вкус без Е338 тоже получается не всегда.
Добавка придает блюдам приятные кислинку, или остроту. Конкретный вкус зависит от количества кислоты в продукте и ее концентрации.
Теперь, вспоминаем острые и кисловатые блюда. На первом месте, пожалуй, газировка. По интернету ходят страшилки о гвозде, который может разъесть «Кока-Кола», если тот полежит в ней неделю.
Страшилка не из разряда фантастики. Однако, желудочный сок способен сделать тоже самое, причем, быстрее.
Кислотность той же «Кока-колы» — 2,8, а норма для экстракта в желудке – 1,3. Чем меньше цифра, тем более разъедающь сок.
Ортофосфорная кислота с металлами реагирует, как и большинство кислот.
Именно поэтому, за длительный срок, соединение может растворить гвоздь и, именно поэтому, используется в очищающих смесях.
Имеются в виду средства для снятия ржавчины, полировки металлических поверхностей.
Ортофосфорная кислота от ржавчины чаще всего используется в быту, при реставрации предметов.
При этом, реагент используют и на крупном производстве. Металлурги делают на основе ортофосфорного соединения флюсы.
Они облегчают отделение от руды пустой породы и снижают температуру плавления. Соответственно, флюсы нужны при пайке.
Находится ортофосфорная кислота и в аптеке. Вещество входит в состав средств от мочекаменной болезни.
К тому же, героиню статьи используют стоматологи. Им реактив нужен для протравки эмали перед пломбированием, а так же, обработки внутренней части коронок.
Кислота частично растворяет металлическую основу протезов. В ней появляются поры, в которые попадает скрепляющий цемент. В итоге, соединение коронки с зубом получается максимально прочным.
Ортофосфорная кислота входит в состав фреонов, а они, как известно, — основа морозильных установок.
Основой героиня статьи является и для многих косметических средств. В них кислота стабилизирует химические связи между составными элементами.
Аналогичную функцию соединение выполняет в моющих средствах из разряда бытовой химии.
Добавим к списку ортофосфорную кислоту в гидрожидкостях для авиационной технике, в удобрениях, даже в молекулярных исследованиях биологов.
Последние, используют реагент для осветления срезов тканей, рассматриваемых под микроскопом.
Не стоит забывать и о том, что фосфор светится в темноте, а значит, и ортофосфорная кислота способна раскрасить серые будни. Сколько за это придется заплатить? Ответ в финальной главе.
Цена ортофосфорной кислоты
Купить ортофосфорную кислоту, как правило, предлагают в растворах. Основная концентрация – 85%. Разливают в канистры по 25,30, 32, 40 литров.
Ценник выставляется за кило. В среднем, это 80-110 рублей. Максимальный ценник достигает 150 рублей за литр. Минимальный запрос продавцов равен 43-ем рублям.
Стоит учесть, что стоимость зависит от ГОСТа. Ортофосфорная кислота 6552-80 чистая, подходит для пищевой промышленности, реактивов, косметической отрасли.
Но, есть и техническая жидкость. Она желтовата, что указывает на наличие загрязнений. ГОСТ технической кислоты – 10678-76.
В рознице ортофосфорную кислоту продают в маленьких тюбиках. Так, 50 миллилитров для пайки стоят около 100 рублей.
Остальная продукция содержит много дополнительных элементов. В сельскохозяйственных удобрениях, к примеру, кроме ортофосфорной кислоты присутствует комплекс других минералов.
Поэтому, ценник зависит от их количества, характера. В «игру» вступают наценки раскрученных производителей.
Поэтому, об объективной стоимости ортофосфорного соединения судят лишь по объявлениям об оптовых закупках концентрированного раствора реагента.
Фосфорно-калийные удобрения: преимущества и правила использования
Удобрения фосфорной группы вносятся глубоко в почву, поближе к корневой системе.
Калийные подкормки подходят для любых типов субстрата. Они тоже вносятся глубоко, т.к. долго усваиваются растениями. После такой обработки культуры быстрее получают углекислоту и становятся устойчивыми к резким температурным скачкам, вредителям и заболеваниям.
Калийная группа
В калийную группу входят следующие составы:
- Хлористый калий (KCl). Ягодные кустарники с повышенной восприимчивостью к хлору (голубика и земляника) подвергаются ранней обработке составом. Рекомендуется вносить подкормку при плановом вскапывании почвы.
- Калийная соль. Представляет собой смесь KCl с сильвинитом. Способна нейтрализовать высокую кислотность почвы.
- Сернокислый калий. Предназначается для обработки ягодных и плодовых культур. В его составе отсутствуют вредоносные добавки. Вместе с другими подкормками вещество распределяется по грядке весной и осенью.
Фосфорно-калийные удобрения вносятся в почву.
Фосфорная группа
К категории фосфорных удобрений относятся такие виды:
- Суперфосфат. Продается в форме порошка или гранул бледно-серого или черного цвета. Перед использованием средство разбавляется с водой, т.к. оно долго растворяется в почве.
- Двойной суперфосфат. Обладает идентичными химическими и физическими свойствами, что и предыдущий вариант, но выпускается в 2-кратной дозировке. Для удобрения карбонатных и черноземных субстратов его вносят вместе с другой органикой. Оптимальный расход двойного суперфосфата составляет 200 г на 10 кг органики.
Азотно-фосфорные удобрения и их применение
Азотно-фосфорные подкормки широко распространены в сельском хозяйстве. Они необходимы для стимуляции роста растений, повышения стойкости к неблагоприятным факторам, включая заморозки, а еще для насыщения корнеплодов полисахаридами.
Карбамид мочевина
Состав получается при синтезе газообразного аммиака и углекислого газа. В нем содержится высокая концентрация азота. При закладке подкормки нужно учитывать интенсивность прогрева почвы. Чем она выше, тем лучше вещество будет усвоено растениями.
Карбамид мочевина получается при синтезе аммиака и углекислого газа.
Аммиачная селитра
Аммиачная селитра обогащена легкоусвояемым азотом, который подходит для обработки мерзлоталой почвы при выращивании озимых культур. Дозировка зависит от назначения подкормки:
- При перекопке почвы расходуют 50 г вещества на 1 кв. м. площади.
- При высадке в лунку дозировку уменьшают до 20-30 г.
Сульфат аммония
Азотсодержащий препарат пользуется спросом среди дачников и крупных производителей сельскохозяйственной промышленности. Он не наносит вреда растениям, но принадлежит к 3 классу опасности для человека. Поэтому при распределении подкормки нужно использовать средства индивидуальной защиты.
Сульфат аммония пользуется спросом среди дачников.
Оптимальная дозировка на 1 кв. м. составляет 40 г подкормки.
Комплексные удобрения и правила их использования
Для цветущих растений и овощных культур нужен не только калий, фосфор и азот, но и ряд важных микроэлементов. Для их внесения используют готовые комплексные составы.
Нитрат кальция
Является комплексным препаратом, который можно использовать как в твердом состоянии при перекопке почвы, так и при разведении с водой для внекорневой обработки и внесения под корень.
Нитрат кальция – комплексный препарат.
Наружное опрыскивание практикуется при уходе за огурцами. Раствор готовится из 2 г порошка, разбавленных в 1 л воды.
Медный купорос
Вещество отличается эффективностью при профилактике появления вредителей или заболеваний. Но при проникновении в грунт оно связывает фосфорные соединения, провоцируя дефицит химического элемента. Чтобы избежать таких последствий, нужно придерживаться инструкции по применению.
Расчет количества и норма внесения ортофосфорной кислоты
Кислота H3PO4 используется для обработки различных культур. Если выбран концентрированный раствор, то дозировка не должна превышать 1 ст. л. на 10 л. Если разведенный – нужно использовать соответствующие пропорции, исходя из состава.
Для подкормки деревьев и кустарников
Для осенней обработки деревьев и кустарников используется смесь из таких ингредиентов:
- 1 ч. л. ортофосфорного соединения;
- 2 ст. л. калийных подкормок;
- 10 л жидкости.
Ортофосфорная кислота используется для подкормки деревьев.
Весной пропорции для ягодных кустарников, например для голубики, немного меняют, используя 1 ч. л. кислоты, 2 ст. л. карбамида и 10 л жидкости. Водный раствор подходит для обработки влажной почвы с последующим внесением в лунки воды.
Для подкормки овощей
Подкормка овощей производится таким средством: в 10 л воды разбавляется 1 ч. л. H3PO4, 1 ст. л. карбамида, 1 ст. л. калийной подкормки, 1 ч. л. медного купороса и 1 ч. л. борной кислоты. В состав вносят марганцовый раствор для насыщения растений марганцем. Подкормка используется 3 раза за сезон с частотой 1 раз в 10 дней.
Для очистки системы капельного полива
Для дезинфекции систем капельного орошения используется невысокая концентрация ортофосфорного соединения (до 0,6%). При проведении очистки нужно учитывать все требования техники безопасности. Кислота добавляется строго в воду, а не наоборот.
Обзор эффективных фосфорсодержащих удобрений
На рынке удобрений доступно множество фосфорсодержащих комплексов. Но особой эффективностью обладают такие составы:
- Монофосфат калия. Концентрированная подкормка, которая легко растворяется в воде и на ¼ состоит из фосфора. Из-за отсутствия в составе азота подходит для обработки любых растений.
- Нитроаммофоска. Комплексное минеральное удобрение с высокой эффективностью. Его можно использовать для любых сельскохозяйственных культур. Самые положительные результаты замечены при обработке сероземов и черноземов.
- Фосфат натрия. Подкормка с высокой концентрацией фосфора (около 26%), которая насыщает корни растений питательными компонентами и благотворно влияет на урожайность культур.
Что это такое
Если коротко, фосфорная кислота – это бесцветные кристаллы, которые очень хорошо впитывают в себя воду (это называется гигроскопичностью) и плавятся при температуре всего лишь в 42 градуса.
Она очень хорошо растворяется в воде, образуя привычный раствор кислоты, который и используется в разных целях. Кстати, с точки зрения химии эта кислота является слабой, ее силу никак не сравнить с такими «монстрами» как серная или азотная кислоты. Что, впрочем, не означает, что при работе с ней можно пренебрегать правилами техники безопасности.
