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膦酸
鎖定
膦酸 (HO)3PO分子中一個或兩個羥基為烷基或芳基置換的化合物。
- 中文名
- 膦酸
- 別 名
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正磷酸
原磷酸 - 化學式
- (HO)3PO
- 分子量
- 98.0
- CAS登錄號
- 7664-38-2
- 熔 點
- 42.3 ℃
膦酸理化性質
膦酸物理性質
純淨的磷酸是無色晶體,熔點42.3攝氏度,高沸點酸,易溶於水。 磷酸
市售磷酸試劑是粘稠的、不揮發的濃溶液,磷酸含量83-98%。
膦酸化學性質
(1)與鹼反應 NaOH+H3PO4=NaH2PO4+H2O 2NaOH+H3PO4=Na2HPO4+2H2O 3NaOH+H3PO4=Na3PO4+3H2O (2)與某些鹽反應 NaBr+H3PO4(濃) =NaH2PO4+HBr↑ NaI+H3PO4(濃)= NaH2PO4+HI↑ 原理:難揮發性酸制揮發性酸 (3)磷酸根離子具有很強的配合能力,能與許多金屬離子生成可溶性的配合物。如Fe3+與PO43-可以生成無色的可溶性的配合物[Fe(PO4)2]3-和[Fe(HPO4)2]-,利用這一性質,分析化學上常用PO43+掩蔽Fe3+離子。 (4)磷酸受強熱時脱水,依次生成焦磷酸、三磷酸和多聚的偏磷酸。三磷酸是鏈狀結構,多聚的偏磷酸是環狀結構。[2] 磷酸脱水
磷酸鹽 磷酸鹽有三類:正鹽(含PO43-)、磷酸一氫鹽(含HPO42-)、磷酸二氫鹽(含H2PO4-)。三類鹽之間的轉化關係為 1、溶解性規律 正鹽和一氫鹽:除鉀、鈉、銨等少數鹽外,其餘都難溶於水,但能溶於強酸。 二氫鹽:都易溶於水。 2、相互轉化 a) 往澄清石灰水中逐滴滴加H3PO4,邊滴邊振盪。 現象:開始有白色沉澱生成,而後逐漸溶解。 反應方程式: 3Ca(OH)2+2H3PO4=Ca3(PO4)2↓+6H2O Ca3(PO4)2+H3PO4=3CaHPO4 CaHPO4+H3PO4=Ca(H2PO4)2 b) 往磷酸溶液中逐滴滴加澄清石灰水,邊滴加振盪。 現象:開始無現象,當澄清石灰水滴到一定量時,有白色沉澱生成。 磷酸
反應方程式: Ca(OH)2+2H3PO4=Ca(H2PO4)2+2H2O Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2=2CaHPO4 2CaHPO4+Ca(OH)2=Ca3(PO4)2↓+2H2O 3、離子共存的問題 (1)H2PO4-、HPO42-、PO43-與H+不能共存 (2)H2PO4-、HPO42-與OH-不能共存 (3)H2PO4-與PO43-不能共存 H2PO4-+PO43-=2HPO42- (4)H2PO4-與HPO42-、HPO42-與PO43-可共存
膦酸原料
磷酸的原料主要是磷礦和無機酸(硫酸、鹽酸或硝酸,主要為硫酸)。天然磷礦分磷灰石和磷塊巖兩大類,其主要成分都是氟磷酸鈣〔Ca10F2(PO4)6〕。磷礦的品位和有害雜質的種類及含量,對濕法磷酸生產的技術經濟影響很大,開採的磷礦一般需經過富集處理,提高其品位和排除雜質,方能滿足濕法磷酸生產的要求。
膦酸磷酸的工業製法
工業上常用濃硫酸跟磷酸鈣反應制取磷酸,濾去微溶於水的硫酸鈣沉澱,所得濾液就是磷酸溶液。 PO43-的檢驗 若在待測液中滴加AgNO3溶液,有黃色沉澱生成,再滴入稀HNO3,黃色沉澱溶解,則可證明原溶液中含有PO43-。 若待測液呈酸性,則應先在待測液中滴氨水至中性,再滴加AgNO3溶液和稀HNO3。
膦酸健康危害
蒸氣或霧對眼、鼻、喉有刺激性。口服液體可引起噁心、嘔吐、腹痛、血便或休克。皮膚或眼接觸可致灼傷。慢性影響:鼻粘膜萎縮、鼻中隔穿孔。長期反覆皮膚接觸,可引起皮膚刺激。
膦酸用途
膦酸工業磷酸
分子式:H3PO4 分子量:98 工業磷酸
酸性:中強酸 規 格:工業用(85%、80%、75%):符合GB2091-2003;客户要求 包 裝:20L塑桶;200L塑桶;客户要求 用 途:金屬表面處理劑,磷酸鹽原料製品,有機反應催化劑,耐火材料添加劑,木質原料製造活性炭的活化劑等 技術要求 1. 外觀:無色透明或略帶淺黃色、稠狀液體 2. 工業磷酸應符合下表要求(GB2091-2003) 項目 指標 85% 75% 優等品 一等品 合格品 優等品 一等品 合格品 色度/黑曾 ≤ 20 30 40 20 30 40 磷酸(H3PO4)質量分數,% ≥ 85.0 85.0 85.0 75.0 75.0 75.0 氯化物(Cl)質量分數,% ≤ 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 硫酸鹽(SO4)質量分數,% ≤ 0.003 0.005 0.01 0.003 0.005 0.01 鐵(Fe)質量分數,% ≤ 0.002 0.002 0.005 0.002 0.002 0.005 砷(As)質量分數,% ≤ 0.0001 0.005 0.01 0.0001 0.005 0.01 重金屬(以Pb計) 質量分數,% ≤ 0.001 0.001 0.05 0.001 0.001 0.05
膦酸食品添加劑磷酸
分子式:H3PO4 分子量:98 規 格:食品添加劑(85%、80%、75 磷酸鹽調料
%):符合GB3149-92;客户要求 包 裝:20L塑桶;200L塑桶;客户要求 用 途:用作食品飲料中的澄清劑,酸味劑,酵母的營養劑,製備食品級磷酸鹽 技術要求 1. 外觀:無色透明或略帶淺色稠狀液體 2. 食品添加劑磷酸應符合下表要求(GB3149-92) 項目 指標 色度/黑曾 ≤ 20.0 磷酸(H3PO4)含量,% ≥ 85.0 砷(As)含量,% ≤ 0.0001 氟化物(以F計)含量,% ≤ 0.001 重金屬(以Pb計)含量,% ≤ 0.001 氯化物(以Cl計)含量,% ≤ 0.0005 硫酸鹽(以SO4計)含量,% ≤ 0.005 易氧化物(以H3PO3計)含量,% ≤ 0.012 CAS No.: 7664-38-2 EINECS 登錄號:231-633-2
膦酸三磷酸鹽介紹
磷酸鹽有三類:正鹽(含PO43-)、磷酸一氫鹽(含HPO42-)、磷酸二氫鹽(含H2PO4-)。三類鹽之間的轉化關係為 1、溶解性規律:正鹽和一氫鹽:除鉀、鈉、銨等少數鹽外,其餘都難溶於水,但能溶於強酸。二氫鹽:都易溶於水。 化學反應 2、相互轉化:a、往澄清石灰水中逐滴滴加H3PO4,邊滴邊振盪。現象:開始有白色沉澱生成,而後逐漸溶解。 反應方程式: 3Ca(OH)2+2H3PO4=Ca3(PO4)2↓+6H2O Ca3(PO4)2+H3PO4=3CaHPO4 CaHPO4+H3PO4=Ca(H2PO4)2 b、往磷酸溶液中逐滴滴加澄清石灰水,邊滴加振盪。現象:開始無現象,當澄清石灰水滴到一定量時,有白色沉澱生成。 反應方程式: Ca(OH)2+2H3PO4=Ca(H2PO4)2+2H2O Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2=2CaHPO4↓ 2CaHPO4+Ca(OH)2=Ca3(PO4)2+2H2O 3、離子共存的問題 (1)H2PO4-、HPO42-、PO43-與H+不能共存 (2)H2PO4-、HPO42-與OH-不能共存 (3)H2PO4-與PO43-不能共存,H2PO4-+PO43-=2HPO42- (4)H2PO4-與HPO42-、HPO42-與PO43-可共存
膦酸生產工藝
膦酸利用硫酸分解
主要是用硫酸分解磷礦,然後將生成的磷酸與硫酸鈣分離。其主要反應式為: Ca10F2(PO4)6 10H2SO4 mH2O─→10CaSO4·nH2O 2HF 6H3PO4 (m-10n)H2O 為避免反應生成的硫酸鈣在磷礦顆粒表面形成膜層,阻礙反應繼續進行,工藝上反應過程是分成兩步進行。 第一步是磷礦溶解在磷酸(由後續工序返回的一部分)中生成磷酸一鈣; 第二步是硫酸與磷酸一鈣反應生成磷酸和硫酸鈣:Ca10F2(PO4)6 14H3PO4─→10Ca(H2PO4)2 2HF;10Ca(H2PO4)2 10H2SO4 mH2O─→10CaSO4·nH2O 20H3PO4 (m-10n)H2O。 在不同的反應温度和不同的磷酸及遊離硫酸濃度條件下,硫酸鈣可以有三種水合物:無水物(CaSO4)、半水物(CaSO4·?H2O)和二水物(CaSO4·2H2O)。硫酸鈣水合物存在的温度和含P2O5的濃度範圍的相圖,在實際上受遊離硫酸濃度和雜質的影響,所以在應用上是近似的。 實際生產條件中,二水物硫酸鈣的結晶區是磷酸濃度28%~32%P2O5、温度70~80℃。在這樣條件下的磷酸生產,稱為二水物工藝,它一直是工業上使用最普遍的工藝。半水物硫酸鈣的結晶區是磷酸濃度40%~50%P2O5、温度90~110℃;採用這樣的條件的磷酸生產,稱為半水物工藝,為少數工廠所採用。無水物硫酸鈣在磷酸濃度和温度很高的條件下穩定;由於材料腐蝕和其他技術上的困難,其生產工藝一直未取得成功。
膦酸濕法生產
濕法磷酸生產工藝稱為硫酸鈣再結晶工藝,其過程中包含着有硫酸鈣結晶水合物的轉變。 發展這類工藝的目的不外乎是為了獲得含P2O5濃度較高的磷酸;獲得較高的收率(以P2O5計);獲得含雜質少的石膏。已經實現了工業化的有三種: ①半水物-二水物一段過濾工藝。控制反應物料液相濃度為30%~32%P2O5、反應温度80~100℃,使硫酸鈣先生成半水物結晶,然後温度下降為65℃左右,將結晶轉化為二水物後再過濾。 ②半水物-二水物兩段過濾工藝。用酸分解磷礦時使石膏先生成半水物結晶,控制反應物料液相濃度為40%~50%P2O5、温度90~110℃,進行半水石膏分離,獲得成品磷酸。半水石膏再轉入另一個反應器水化成二水物石膏,控制反應温度為約65℃、磷酸濃度為10%~15%P2O5,進行二水物石膏分離。 ③二水物-半水物兩段過濾工藝。磷礦用酸分解時,使石膏先生成二水物結晶,控制温度約為65℃,用離心機分離二水石膏,獲得濃度為35%~38%P2O5的成品,二水石膏轉入再結晶器轉化成半水石膏,控制磷酸濃度為20%~25%P2O5,硫酸濃度為約20%H2SO4,反應温度為80~100℃,分離半水石膏,濾洗液返回二水物結晶槽。 濕法磷酸的生產,仍以二水物流程為主,佔世界生產能力的90%以上。原因是技術較為可靠、工藝操作條件的範圍寬、設備材料的腐蝕比較容易解決和投資低等。
膦酸熱法生產
熱法磷酸是黃磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷,再經水化製成。 (化學方程式:4P+5O2=2P2O5;P2O5+3H2O=2H3PO4) 1838年,首次製成工業用的黃磷,1855~1890年間在歐洲建立了黃磷的生產廠。20世紀40~50年代,美國和德國發展了黃磷和熱法磷酸的生產技術。60年代,美國曾計劃大量發展黃磷和熱法磷酸生產以用於肥料工業,旨在利用便宜的能源和運輸黃磷比較經濟的優點,後由於能源漲價,計劃未能實現。熱法磷酸比濕法磷酸濃度高,且產品純,但耗電量大,價格昂貴。在水電有富餘的地區,熱法磷酸具有發展前途。除了蘇聯有少量用於肥料生產外,熱法磷酸主要用於工業方面。1981年世界產量為3.145Mt(P2O5)。含硅高的磷礦,適宜於元素磷生產。含鐵、鎂和鋁雜質高的磷礦用於黃磷生產時,將使電耗增加、磷收率降低。 有兩種生產流程:一種是把燃燒和水化安排在同一塔內進行,液態磷從塔頂向下噴霧,空氣由塔頂吸入,磷在塔中燃燒,冷的磷酸噴入塔內,使五氧化二磷進行水化反應,一部分冷的磷酸從塔頂形成膜層沿壁向下流動,以保護塔壁。從塔底部抽出熱法磷酸送去冷卻後返回塔頂。另一種是把燃燒和水化分開在兩個塔內進行,在塔的外壁大量噴水以移除反應熱。
膦酸多磷酸生產
生產方法有熱法和濕法兩種。熱法多磷酸生產只需在熱法磷酸的生產過程中強化冷卻系統,使五氧化二磷在少量水的情況下水化即可。濕法多磷酸生產是將濃度為52%~54%P2O5的磷酸進一步脱水。有三種脱水工藝:浸沒燃燒脱水;膜式蒸發脱水;強制循環真空蒸發脱水。
相關配料
磷酸鹽調料 一、根據美國食品化學藥碘(FCC)磷酸鹽在食品工業中的功能可分為15類: 1、酸味劑:磷酸 2、抗結塊劑:磷酸鈣 3、抗氧化劑:次磷酸鈣 4、緩衝劑:磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸氫鈣、磷酸鈣、焦磷酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、酸式焦磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉 5、麪糰改良劑:磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣 6、乳化劑:磷酸鉀、聚偏磷酸鉀、焦磷酸鉀、磷酸鋁鈉(鹼性)、偏磷酸鈉(不溶性)、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、聚磷酸鈉(玻璃質)、焦磷酸鈉 7、硬化劑:磷酸二氫鈣 8、保濕劑:聚偏磷酸鉀 9、發酵劑:磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、酸式焦磷酸鈉、磷酸鋁鈉(酸性) 10、營養劑:磷酸二氫鈣、磷酸氫鈣、磷酸鈣、焦磷酸鈣、磷酸鐵、焦磷酸鐵、磷酸氫鎂、磷酸鎂、次磷酸錳、焦磷酸鐵鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉 11、防腐劑:次磷酸鈉。 12、螯合劑:磷酸二氫鈣、磷酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、酸式焦磷酸鈉、偏磷酸鈉(不溶性),聚磷酸鈉(玻璃狀)。 13、改良澱粉添加劑:三偏焦磷酸、磷酸二氫鉀。 14、組織改良劑:焦磷酸鉀、三聚磷酸鉀、偏磷酸鈉(不溶性)、磷酸氫二鈉(玻璃質)、三聚磷酸鈉。 15、發酵食品:磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀。 由上可看出:磷酸鹽在食品加工中的功能主要有兩點,一是品質改良劑,二是營養強化劑。