Fosforsyra

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Fosforsyra
StrukturformelMolekylmodell
Systematiskt namn Ortofosforsyra eller Fosfor(V)syra
Kemisk formel H3PO4
Molmassa 98,00 g/mol
Utseende Färglösa kristaller
Flytande (>42 °C)
CAS-nummer 7664-38-2
SMILES OP(=O)(O)O
Egenskaper
Densitet 1,685 g/ml (flytande) g/cm³
Löslighet (vatten) 5480 g/l
Smältpunkt 42,35 = 21 (85%) °C
Kokpunkt 158 °C
Faror
Huvudfara
NFPA 704

NFPA 704.svg

0
2
0
COR
LD50 1530 mg/kg (oralt)
SI-enheter & STP används om ej annat angivits
Fosforsyra 85%

Fosforsyra, ortofosforsyra, är en medelstark syra med kemisk formel H3PO4. Den centrala atomen är fosfor. Fosforsyrans salter och estrar kallas fosfater.

I rent tillstånd är fosforsyra ett färglöst, hårt, kristallint ämne med smältpunkt 42,35 °C. (och 21,1 grader vid 85 viktprocent) http://www.potashcorp.com/media/PCS_phos_acid_manual.pdf

Tillverkning[redigera | redigera wikitext]

Industriellt tillverkas fosforsyra i huvudsak efter två olika processvägar, våtprocessen och den termiska processen. Våtprocessen dominerar i den kommersiella sektorn medan den dyrare termiska processen används när kraven på renhet, t.ex. inom livsmedelssektorn är höga. Ökande krav på renhet torde dock leda till en ökande produktion enligt den termiska processen.

Våtprocessen[redigera | redigera wikitext]

I våtprocessen får svavelsyra reagera med trikalciumfosfat, typiskt apatit. Reaktionen är

Ca5(PO4)3X + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4·2 H2O + HX

där X kan vara OH, F eller Cl

Den primärt tillverkade syran innehåller typiskt 32-46% H3PO4 (23–33% P2O5), men kan koncentreras genom att vatten avdunstas till den vanliga handelskvaliten av fosforsyra som innehåller omkring 75-85% H3PO4 (54-62% P2O5). Halten kan ökas ytterligare till närmare 70% P2O5 stökiometriskt svarande mot närmare 100% H3PO4 men vid höga halter bildas pyrofosforsyra (H4P2O7) och ev även högre polysyror som leder till mycket hög viskositet.[1][2]

Det vid reaktion bildade kalciumsulfatet filtreras av och kan tas tillvara som "fosfogips". Våtprocessad syra kan renas från fluor för att ge syra foderkvalite och ytterligare rening (från arsenik med vätskeextraktion) kan ge livsmedelskvalite.

I nitrofosfatprocessen, som endast används i liten utsträckning, används i stället salpetersyra för att man ska erhålla växtnäringsämnet kalciumnitrat som biprodukt.

Den termiska processen[redigera | redigera wikitext]

Mycket ren fosforsyra kan erhållas genom bränning av elementärt fosfor till fosforpentoxid som sedan löses i utspädd fosforsyra. Fosforn framställs ur fosfatråvaran genom att den blandas med kiseldioxid och koks eller kol. När denna blandning reagerar vid hög temperatur bildas kalciumsilikat, kolmonoxid och fosforånga. Fosforångan kan kondenseras till fosfor eller brännas direkt. Eftersom temperaturen måste vara mycket hög ställs höga och kostsamma krav på processutrustningen och energikostnaden blir hög. Åtminstone delvis används elektriska ugnar. För bästa processekonomi försöker man därför gärna att använda förbränningsvärmet från fosforn och kolmonoxiden för att täcka så stor del av energiförbrukningen som möjligt, vilket ytterligare höjer kraven på processutrustningen. Det mesta av föroreningarna avlägsnas då i samband med framställning av fosforn ur fosfatråvaran. Eftersom arsenik har egenskaper som liknar fosfor kan arseniken förångas på ett liknande sätt och ytterligare rening därför krävas. Slutresultatet är "termisk" fosforsyra av livsmedelskvalite.

Användning[redigera | redigera wikitext]

Fosforsyra ingår som surhetsreglerande medel i de flesta coladrycker samt i Trocadero (i de flesta andra läskedrycker används citronsyra i stället). Inom livsmedelsindustrin betecknas det med E-nummer E 338 och används som ett antioxidationsmedel.

Fosforsyra används också för att lösa upp rost, för fosfatering av stål och rengöring av tandytan innan applicering av lagning. Vidare används fosforsyra som avkalkningsmedel [3].

Biokemi[redigera | redigera wikitext]

Exempel på fosfolipid. Fosfolipider är fosfatestrar av glycerol (svart). De är estrar med två molekyler fettsyra (grön och blå) och en molekyl fosforsyra (röd). Fosforsyran har dessutom bildat ester med ytterligare en alkoholgrupp (vänstra C-delen av det lila) som oftast också innehåller en aminogrupp (N-delen av det lila).

Fosforsyra är viktig inom biokemin, eftersom den är en av grundkomponenterna i fosfolipider i kroppen. Fosfolipiderna är viktiga för uppbyggnaden av cellmembranen, och dess struktur framgår av exemplet i bilden. Fosfolipider är fosfatestrar av glycerol. De är estrar med två molekyler fettsyra och en molekyl fosforsyra. Fosforsyran har dessutom bildat ester med ytterligare en alkoholgrupp som oftast också innehåller en aminogrupp.

Meta-fosforsyra[redigera | redigera wikitext]

Meta-fosforsyra, (HPO3)n, utgörs av en hård, färglös massa som bildas genom förlust av en molekyl vatten ur fosforsyra vid långvarig upphettning. Salt av meta-fosforsyra kallas metafosfat. [4]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Thomas, W P and Lawton, W S "Stable ammonium polyphosphate liquid fertilizer from merchant grade phosphoric acid" Mall:US Patent, Issue date: January 26, 1988
  2. ^ ”Super Phosphoric Acid 0-68-0 Material Safety Data Sheet”. J.R. Simplot Company. May 2009. http://msds.simplot.com/datasheets/12002.pdf. Läst 4 May 2010. 
  3. ^ Kemikalieinspektionen
  4. ^ Bra Böckers lexikon, 1977