Axit photphoric là gì? Đặc điểm, ứng dụng

Mặc dù axit photphoric là một loại hóa chất độc hại, nhưng nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất, đặc biệt là trong ngành sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về tính chất và tác hại của loại hóa chất này. Để giúp độc giả hiểu rõ hơn về axit photphoric, bao gồm đặc điểm, ứng dụng và các lưu ý khi sử dụng, ATH Group sẽ cung cấp thông tin chi tiết trong bài viết sau đây!

Axit photphoric là gì?

Axit photphoric có công thức hóa học là H3PO4, là axit có tham gia phản ứng hóa học với nhiều chất nên được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp hiện nay. Vì vậy, chúng ta cần hiểu và biết axit photphoric là gì, cấu tạo ra sao và các ứng dụng cơ bản của nó để áp dụng vào trong nghiên cứu và sản xuất công nghiệp hiện nay.

Axit photphoric có 3 nấc phân li, trong công thức hoá học Axit photphoric bao gồm 3 phân tử hidro liên kết với gốc PO4.

Đặc điểm của Axit photphoric

Tính chất vật lý

Axit photphoric tồn tại ở 2 dạng là: thể rắn và thể lỏng:

• Ở thể rắn: H3PO4 không màu, tan vô hạn trong nước và cồn, cấu trúc là hình tứ diện đều.
• Ở thể lỏng: H3PO4 không màu, trong suốt, có vị chua.

Nhiệt độ nóng chảy: ~ 43,3°C (ở dạng ngậm nước H3PO4.H2O là 29,3°C)

Nhiệt độ phân hủy: 213°C.

Xem thêm: Axit clohidric là gì? Công dụng Axit clohydric ngành công nghiệp

Tính chất hóa học

Axit photphoric là một axit nên có tính chất hoá học cơ bản của một axit thông thường:

• Dung dịch H3PO4 sẽ phân li theo chiều thuận nghịch ra 3 nấc như sau:

H3PO4 <-> H+ +H2PO4-

H2PO4- <-> H+ + HPO42-

HPO42- <-> H+ + PO43-

• H3PO4 xảy ra phản ứng với oxit bazơ tạo ra muối và nước

Phương trình phản ứng:: 2H3PO4 + 3Na2O → 2Na3PO4 + 3H2O

• Axit photphoric tác dụng với bazơ tạo ra muối và nước( theo tỷ lệ phản ứng mà có thể tạo ra các loại muối khác nhau)

Phương trình phản ứng: NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O

2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

• H3PO4 xảy ra phản ứng với kim loại đứng trước hydro, tạo ra muối và có khí H2 thoát ra.

Phương trình phản ứng: 2H3PO4 + 3Mg → Mg3(PO4)2 + 3H2↑

• H3PO4 tác dụng với muối tạo ra muối mới và axit mới

Phương trình hóa học: H3PO4 + 3AgNO3 → 3HNO3 + Ag3PO4

• Axit photphoric có tính oxi hóa-khử
• Ở 200-250°C và 400-500°C, H3PO4 sẽ xảy ra phản ứng phân nhiệt:

Phương trình phản ứng phân nhiệt:

2H3PO4 → H4P2O7 + H2O ( ở 200-250°C)

H4P2O7 → 2HPO3 + H2O ( ở nhiệt độ 400-500°C)

Điều chế Axit photphoric

• Trong phòng thí nghiệm: để điều chế ra axit photphoric trong phòng thí nghiệm người ta cho HNO3 đặc tác dụng với photpho (P) ở nhiệt độ cao, phản ứng xảy ra sẽ tạo ra H3PO4.

Phương trình phản ứng: P + 5HNO3 -> H3PO4 + 5NO2 + H2O

Trong công nghiệp: Để sản xuất ra H3PO4 người ta sử dụng chủ yếu 2 phương pháp là: Phương pháp khô và phương pháp ướt.

• Phương pháp khô sử dụng nhiệt để đốt nên có thể gọi là quá trình nhiệt:

Người ta điều chế H3PO4 bằng cách đốt photpho (P) nguyên chất để tạo ra photpho pentaoxit (P2O5). Tiếp đến, hòa trong axit photphoric loãng. Sau đó, trải qua quá trình đốt nóng trong lò điện, tạp chất được loại bỏ, chúng t thu được H3PO4 nguyên chất.

Phản ứng hóa học: P → P2O5 → H3PO4

4P + 5O2 → 2P2O5

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

• Phương pháp ướt hay còn gọi là phương pháp trích ly:

Để điều chế axit photphoric bằng phương pháp ướt người ta sử dụng Axit sunfuric (H2SO4) để phân hủy khoáng calcium phosphate-tạp chất thường tìm thấy trong tự nhiên:

Phản ứng hóa học: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc → 3CaSO4 + 2H3PO4

Ứng dụng của Axit photphoric

Ngành công nghiệp

Hiện nay, trong các ngành công nghiệp sản xuất, axit photphoric được ứng dụng rộng rãi dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của H3PO4 trong các ngành:

• Trong ngành công nghiệp thực phẩm, axit photphoric là chất phụ gia chính cho các loại đồ ăn, đồ uống như: mứt, thạch rau câu,… Ngoài mục đích tạo hương vị đặc trưng cho thực phẩm thì H3PO4 còn đóng vai trò tạo thêm vị ngọt khi kết hợp với Hfcs đã qua xử lý enzyme.
• Nước thải của các ngành công nghiệp như: dệt may, sản xuất xi măng, điện tử,… làm ô nhiễm, mất cần bằng độ pH thì axit photphoric có vai trò cần bằng độ pH cho nước thải, tạo điều kiện cho quá trình xử lý kết tủa sau này.
• H3PO4 làm nguyên liệu để sản xuất gạch, thủy tinh. Ngoài ra, nó có khả năng chống ăn mòn kim loại, chống cháy cho các vật dụng bằng gỗ, tăng khả năng bám dính, giúp sơn mau khô, chống gỉ trong ngành công nghiệp sơn.
• Axit photphoric giúp ngăn chặn quá trình phát triển của nấm mốc, vi khuẩn nên được sử dụng làm chất bảo quản.
• Do muối của axit photphoric có thể làm thay đổi protein, độ pH trong thành phần của sữa, cải thiện chất lượng sản phẩm nên H3PO4 được ứng dụng trong ngành sản xuất các sản phẩm từ sữa.
• Axit photphoric được ứng dụng phổ biến trong ngành y học: chất tẩy rửa, vệ sinh, chất làm trắng răng,…

Ngành nông nghiệp

Trong nông nghiệp, axit photphoric chủ yếu được ứng dụng để sản xuất ra các loại phân bón, thuốc trừ sâu, thức ăn cho gia súc,…

Do có hơn 70% hàm lượng P2O5 nên H3PO4 là nguyên liệu chính để sản xuất các loại phân lân, đóng góp một phần không nhỏ cho ngành nông nghiệp.

Những lưu ý khi sử dụng Axit photphoric

Axit photphoric được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp tuy nhiên không thể phủ nhận chúng là một loại axit độc, gây nguy hiểm đến sức khỏe con người nếu không cẩn thận.

• H3PO4 là axit dễ bay hơi ,nếu không sử dụng đồ bảo hộ khi sử dụng rất có thể kích thích làm cay, bỏng mắt, suy hô hấp, gây cháy, kích ứng nguy hiểm nếu tiếp xúc trực tiếp với da. Do đó, trong quá trình sử dụng H3PO4 bạn cần trang bị đầy đủ kiến thức, cách sử dụng cũng như mặc đầy đủ đồ bảo hộ.
• Do H3PO4 được sử dụng làm nguyên liệu trong nước ngọt, mà loại axit này làm giảm mật độ xương. Vì vậy, cần hạn chế uống các loại nước ngọt.
• H3PO4 có khả năng phản ứng ở nhiệt độ cao. Vì vậy, khi sử dụng xong bạn cần đóng nắp cẩn thận và bảo quản ở nơi khô ráo, tránh ánh nắng trực tiếp của mặt trời.
• Trong nhiều loại thực phẩm có ứng dụng của H3PO4, lượng Photpho trong thức ăn gây nguy cơ mắc các bệnh về sỏi thận, đường tiết niệu,…Vì vậy, khi ăn, uống các loại thực phẩm công nghiệp bạn nên đọc kỹ các thành phần có trong đó và hạn chế sử dụng chúng, nếu sử dụng 1 lượng nhiều nó sẽ trở thành vấn đề lớn, là nguy cơ tiềm ẩn cho sức khỏe bạn.