Фосфорная кислота

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт Природных ресурсов

Кафедра ОХТ

Реферат на тему

Фосфорная кислота

Выполнил:

студентка гр.2ДМ23

Широковская Ю.C.

Проверил:

Горлушко Д.А.

Томск - 2013

Содержание

Введение

1. Общая характеристика

2. Характеристика водных растворов

3. Применение

4. Способы производства

5. Крупнейшие производители в России

Список литературы

Введение

Фосфорную кислоту открыл Р. Бойль с помощью индикаторов. Сжигая фосфор и растворяя образовавшийся белый продукт в воде, он получил неизвестную химикам кислоту. По исходному веществу он назвал её фосфорной.

Технически фосфорную кислоту впервые получили более 100 лет назад разложением низкокачественных фосфоритов, содержащих значительные количества соединений трехвалентных металлов, разбавленной (5-10%) серной кислотой, в которой соединения железа и особенно алюминия переходят в раствор в незначительной степени.

Раствор с концентрацией 8-10% Р2О5 выпаривали до содержания в нем примерно 40% Р2О5. При разложении фосфатной породы более концентрированной (30-40%) серной кислотой выделяются игольчатые кристаллы гипса. Они удерживают значительное количество жидкой фазы и плохо промываются. Вследствие этого потери Р2О5 велики.

Существенным шагом вперед в производстве фосфорной кислоты был переход к установкам непрерывного действия и разбавления 75 и 93% ной серной кислоты не водой или слабыми промывочными водами, а раствором фосфорной кислоты, т.е. проведение процесса с применением раствора разбавления. В этих условиях выделяются ромбические кристаллы, которые хорошо фильтруются и отмываются.

1. Общая характеристика

Более точное название ортофосфорная кислота, химическая формула H3PO4, в чистом виде представляет собой бесцветные гигроскопичные ромбовидные кристаллы, имеющие температуру плавления 42,3°С. Но в таком виде ее можно встретить очень редко, поэтому фосфорной кислотой называют 75% или 85% водный раствор фосфора. Фосфорная кислота может смешиваться с водой в любых соотношениях, в результате чего образуются немного кисловатые растворы. Таким образом, фосфорная кислота, которую мы привыкли видеть - это бесцветная густая жидкость без запаха, при охлаждении которой выпадает полугидрат Н3РО4 * 0.5 Н2О.

В нормальных условиях она малоактивна и вступает в реакцию только с гидроксидами, карбонатами и некоторыми металлами. При нагревании до температуры свыше 80°С реагирует с неактивными оксидами, силикатами и кремнеземом. Также фосфорная кислота при нагревании теряет воду, образуя вначале пирофосфорные, а затем - метафосфорные кислоты.

2. Характеристики водных растворов фосфорной кислоты

Таблица 1

Фосфор - незаменимый элемент для всего живого на Земле, начиная от микроорганизмов и простейших растений до человека. Он играет важнейшую роль для роста костей, зубов, панцирей, когтей и т. д. В живых организмах содержится только в виде ортофосфат-анионов или в виде органических эфиров фосфорной кислоты.

3. Применение

Область применения всевозможных соединений фосфора огромна:

- Производство удобрений, для чего используется основная доля всей производимой фосфорной кислоты. Ежегодно только для производства удобрений во всем мире используется более 100 млн. тонн (90%) фосфоросодержащей руды. Основные производители удобрений данного типа - Россия, США и Марокко, основными потребителями являются практически все страны Западной Европы, Азии и Африки.

Растения потребляют этот элемент из солей фосфорной кислоты в виде анионов (H2PO4- или HPO42-), а также из солей полифосфорных кислот после гидролиза. Растения используют фосфор для построения семян и плодов, т.е. фактически самых важных своих частей. Также благодаря фосфорной кислоте повышается зимостойкость растений и их устойчивость к засухе и другим неблагоприятным условиям. Особенно важно применение фосфорных удобрений в северных районах с коротким вегетативным периодом. Благотворное влияние она оказывает и на почву, способствуя развитию почвенных бактерий.

- Звероводство. Фосфорная кислота незаменима для профилактики повышенной кислотности желудка и мочекаменной болезни.

- Пищевая промышленность. Разбавленная фосфорная кислота применяется для придания вкуса сиропам, мармеладам, газированным напиткам. Она зарегистрирована как пищевая добавка Е338. Соли фосфорной кислоты входят в состав пекарского порошка, улучшая вкус хлебобулочных изделий.

- Деревообрабатывающая промышленность. Раствор фосфорной кислоты и ее соли используют для пропитки древесины, в результате чего она становится негорючей.

- Производство бытовой химии и стройматериалов. С использованием фосфорной кислоты выпускаются огнезащитные лакокрасочные материалы: эмали, лаки, пропитки и т. д., негорючий фосфатный пенопласт, древесные плиты и другие стройматериалы.

Соли фосфорной кислоты используют для смягчения воды, они входят в состав моющих и чистящих средств, средств по борьбе с накипью.

4. Способы производства

Фосфорную кислоту в небольших количествах легко получить в лабораторных условиях путем окисления фосфора раствором азотной кислоты (32%). В промышленности ее получают экстракционным и термическим способами.

Экстракционный способ получения фосфорной кислоты является более экономичным. Он основан на разложении природных фосфатов различными кислотами, в основном - серной, а также, хотя и в гораздо меньшей степени, азотной и соляной. Суть этого метода - экстрагирование P2O5 в виде H3PO4. Для этого фосфаты обрабатывают H2SO4, а полученную пульпу фильтруют от осадка сульфата Ca, получая, таким образом, чистую фосфорную кислоту.

К сырью для производства фосфорной кислоты предъявляются очень высокие требования: природные фосфаты с высоким содержанием карбонатов, соединений Al, Mg, Fe, и других органических веществ - непригодны! В России и странах СНГ для производства фосфорной кислоты обычно используют Хибинский апатитовый концентрат и фосфориты Каратау.

Термический способ, при котором получается наиболее чистая фосфорная кислота, включает в себя стадии сжигания элементного фосфора, гидратацию P4O10 и абсорбцию его водой или кислотой, конденсацию и улавливание из газовой фазы тумана. В зависимости от того, какой принцип охлаждения газов применяется, термический способ получения кислоты бывает трех видов: испарительный, теплообменно-испарительный или циркуляционно-испарительный. На отечественных предприятиях обычно используют технологию с циркуляционно-испарительным способом охлаждения.

5. Крупнейшие производители фосфорной кислоты в России

1) Общество с ограниченной ответственностью "ЗАВОД ТЕХНИЧЕСКОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ" Самарская область г. Тольятти.

2) Завод «Дагфос» в Кизилюрте (Дагестан), Мощность предприятия по данному направлению должна составить 60 тысяч тонн в год.

3) ООО «Химспециализация» (г. Воскресенск, МО) компания ООО «Химспециализация» создана в 2010 году в результате реорганизации ООО «Компания СпецКомплектации». К тому моменту ООО «КСК» имело более, чем пятнадцатилетний опыт работы на рынке производства и поставок ортофосфорной кислоты и её производных.

4) ОАО «ТулаГипроХим» г. Тула производство фосфорной кислоты и удобрений.

Фосфорные удобрения в нашей стране производят 15 предприятий. Лидирующее положение принадлежит ОАО «Аммофос» (г. Череповец вологодской области) на долю которого приходится около 40% всего выпуска фосфорных удобрений.

фосфорный кислота удобрение

Список литературы

1. Кислотные методы переработки фосфатного сырья / Е.Л. Яхонтова, И.А. Петропавловский, В.Ф. Кармышов, И.А. Спиридонова. - М.: Химия, 1988. - 288с.

2. Шуб Б.И. Перспективы развития полугидратного процесса получения экстракционной фосфорной кислоты / Б.И. Шуб, Э.В. Хлебодарова // Химическая промышленность. - 1999. - №11. - с. 41-43.

3. Большая советская энциклопедия / под ред. А.Н. Прохорова. - М.: Советская энциклопедия, 1976. - т. 23.

4. Копылев В.Н. Технология экстракционной фосфорной кислоты / В.Н. Копылев. - М.: Химия, 1981. - 224с.

Размещено на Allbest.ru