Fosforna kiselina

Fosforna kiselina
Struktura fosforne kiseline
Struktura fosforne kiseline
Phosphoric-acid-3D-balls.png
IUPAC nomenklatura Fosforna kiselina
Ostala imena Ortofosforna kiselina
Identifikacijski brojevi
CAS broj 7664-38-2
EC registarski broj E338
UN broj 1805
RTECS broj TB6300000
Osnovna svojstva
Molarna masa 97,994 g·mol−1
Izgled Bezbojni sirup
Gustoća

1,6845 g⋅cm−3 (25 °C, 85%) [1]
1,834 g⋅cm−3 (krutina) [2]

Talište 40 – 42,4 °C
Vrelište 212 °C
Tlak para

0,03 mmHg (20 °C)

Topljivost u vodi

Topivo u etanolu

Struktura
3D model fosforne kiseline
3D model fosforne kiseline
Sigurnosne upute
Znakovi opasnosti
Nagrizajuće
Nagrizajuće
(C)
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
0
 
SI-sustav mjernih jedinica korišten je gdje kod je to moguće. Ukoliko nije drugačije naznačeno, upisane vrijednosti izmjerene su pri standardnim uvjetima.
Portal:Kemija

Fosforna kiselina (točnije ortofosforna kiselina), H3PO4, najvažnija je od mnogih fosforovih kiselina koje sadrže kisik. U bezvodnom stanju to je kristalna tvar tališta 42,35 °C, a koncentrirana vodena otopina (obično 85%-tna) sirupasta je tekućina. Dobiva se izgaranjem bijelog fosfora (ili fosfornih para) i otapanjem nastalog fosforova(V) oksida u vodi, ili reakcijom prirodnih apatita i fosforita sa sumpornom kiselinom. Vodena otopina fosforne kiseline djeluje kao srednje jaka, triprotonska kiselina, pa se od nje odvode tri niza soli: normalni fosfati (PO43-), hidrogenfosfati (HPO42-) i dihidrogenfosfati (H2PO4-). Svi dihidrogenfosfati topljivi su u vodi, a od ostalih su topljivi samo oni alkalijskih metala. Zagrijavanjem na temperaturu višu od 200 °C fosforna kiselina prelazi, uz gubitak vode, u difosfornu (pirofosfornu) kiselinu, H4P2O7 (soli: difosfati ili pirofosfati). Pri još višim temperaturama nastaje trifosforna kiselina i tako dalje, sve do polimerne ravnolančaste polifosforne kiseline (soli: polifosfati), odnosno cikličke metafosforne kiseline (HPO3)n (soli: metafosfati). Ortofosforna se kiselina najviše koristi za proizvodnju svih vrsta fosfata, zatim za dekapiranje (nagrizanje) čelika, proizvodnju sredstava za zaštitu metala od hrđanja, u proizvodnji lijekova i drugo. Jedna je od malobrojnih neškodljivih, neotrovnih kiselina, zato služi i kao sredstvo za zakiseljivanje mnogih bezalkoholnih pića (na primjer Coca-Cole). [3]

Za razliku od ostalih bezalkoholnih pića koji sadrže limunsku kiselinu, Coca-Cola sadrži fosfornu kiselinu.

OpisUredi

Fosforna kiselina (ortofosforna kiselina, fosfatna kiselina, anorganska fosforova(V) kiselina, puni sustavni naziv; tetraoksofosforna(V) kiselina) je anorganska fosforova(V) kiselina, kemijske formule H3PO4. Najvažnija je kiselina od mnogih kiselina fosfora koje sadrže kisik. U bezvodnom je stanju (obliku) kristalna tvar tališta 42,35 °C i gustoće 1,834 g/cm3, a kao koncentrirana vodena otopina (obično 85%-tna) gusta je sirupasta tekućina. Dobro se otapa u vodi i etanolu.

Dobiva se mokrim postupkom, u kojem se fosforna ruda (prirodni apatita i fosforit) otapa sumpornom kiselinom (dobivena kiselina sadržava nešto nečistoća iz rude, pa se koristi za proizvodnju umjetnih gnojiva), te toplinskim postupkom, u kojom izgaranjem (sagorijevanjem) bijeloga fosfora ili fosfornih para, nastalih pri proizvodnji fosfora u električnim pećima, te otapanjem nastaloga fosforova(V) oksida (pentoksida) u vodi, nastaje puno čišći proizvod (primjenjuje se u proizvodnji hrane i deterdženata).

Vodena otopina fosforne kiseline, djeluje kao srednje jaka triprotonska kiselina, pa se od nje odvode tri niza soli:

Svi dihidrogenfosfati topljivi su u vodi, a od ostalih su topljivi samo oni alkalijskih metala. Zagrijavanjem ortofosforne kiseline na temperaturu višu od 200 °C uz gubitak vode nastaje difosforna kiselina (ili pirofosforna kiselina) (H4P2O7), čije su soli difosfati (ili pirofosfati).
Pri još višim temperaturama nastaje trifosforna kiselina itd., sve do polimerne ravnolančaste polifosforne kiseline (soli joj se nazivaju polifosfati), odnosno cikličke metafosforne kiseline (HPO3)n (soli joj se nazivaju metafosfati). Disocijacija fosforne kiseline dijeli H₃PO₄ na 3 molekule H₃+i na PO4-.

PrimjenaUredi

Ortofosforna se kiselina najviše koristi za proizvodnju svih vrsta fosfata, zatim za dekapiranje čelika, proizvodnju sredstava za zaštitu metala od hrđanja, za izradu zubnih plomba (ispunâ), u proizvodnju lijekova i drugo. Jedna je od malobrojnih neškodljivih, neotrovnih kiselina, zato služi i kao sredstvo za zakiseljivanje mnogih bezalkoholnih pića (na primjer Coca-Cole).

FosfatiUredi

 Podrobniji članak o temi: Fosfati

Fosfati su soli i esteri fosforne kiseline. U organskoj kemiji pod fosfatima (ili organofosfatima) se podrazumijeva ester fosforne kiseline. Fosfati su vrlo značajni u biokemiji. Anion PO43− kao i njegovi kondenzati (polimeri) i organofosfati nazivaju se fosfati PO43− a molarna masa iznosi 94,973 g.mola−1. Fosfati se obično dobivaju iz raznih fosfornih minerala.

Nagrizanje metalaUredi

 Podrobniji članak o temi: Nagrizanje (metal)

Nagrizanje (kadšto i bajcanje, dekapiranje ili luženje) je kemijsko-tehnološka operacija pri kojoj se metalni predmeti uranjaju u tekućine kako bi se očistili od oksidnih slojeva nastalih korozijom (hrđa) ili pri valjanju (okujina). Kao sredstva za nagrizanje metala upotrebljavaju se uglavnom solna i sumporna kiselina različitih koncentracija, zatim fosforna, fluorovodična i druge kiseline. Kako bi se spriječilo prekomjerno otapanje metalne površine, kupeljima za močenje dodaju se zaštitna sredstva (inhibitori).

Sastojci Coca-ColeUredi

 Podrobniji članak o temi: Coca-Cola

Sva bezalkoholna gazirana pića na svijetu imaju približno istu formulu: 90% vode i 10% šećera. Voda i šećer su, dakle, osnovni sastojci i Coca-Cole, kojima se dodaje ugljični dioksid, karamel, ortofosforna kiselina, prirodne arome i kofein.

Voda mora biti pročišćena na isti način svugdje u svijetu kako bi Coca-Cola imala isti okus, bez obzira na mjesto proizvodnje. Šećer u Coca-Coli ima 100 grama po litri.[4] Uz pomoć kiselina, šećer se pretvara u glukozu i fruktozu. Varijanta Coca-Cole je i Diet Coke bez šećera, s energetskom vrijednošću 1,8 kcal/L. Ugljični dioksid je plin koji omogućuje da, uz pomoć mjehurića, brže prenese tipični ukus pića, dok karamel daje Coca-Cola tipičnu tamnu boju koja se postiže i uz minimalne količine.

Ortofosforna kiselina ima veoma važnu ulogu konzervansa. Ona je prisutna u prirodi, prije svega u jabukama, i osnovni je sastojak u pripremi sirupa. Kofeina u jednoj litri Coca-Cole ima 100 mg, to je količina koja se može naći u jednoj šalici bijele kave. Prirodne arome su u stvari svi oni sastojci koji u kompleksu ekstrakta i prirodnih esencija cvijeća, voća, listova korijenja i sl. čine srž formule Coca-Cole, industrijsku tajnu, a koja Coca-Coli daje karakterističan slatko-gorak okus.

IzvoriUredi

  1. Christensen, J. H. and Reed, R. B. (1955). "Design and Analysis Data—Density of Aqueous Solutions of Phosphoric Acid Measurements at 25 °C.". Ind. Eng. Chem. 47 (6): 1277–1280
  2. CAMEO Chemicals Datasheet - Phosphoric Acid
  3. fosforna kiselina (točnije ortofosforna kiselina), [1] "Hrvatska enciklopedija", mrežno izdanje, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, pristupljeno 21. 8. 2020.
  4. Coca Cola recept kod kuće -napravite sami Coca Colu (engleski). Beauty Tract (11. travnja 2020.) pristupljeno 13. travnja 2020.