اسید فسفریک چیست؟
اسید فسفریک نوعی اسید سه ظرفیتی است که نسبت به اسید‌هایی مثل اسید بوریک، اسید استیک و اسید اگزالیک بسیار قوی‌تر است ولی در مقابل اسید‌هایی مثل اسید نیتریک، اسید هیدرولیک و اسید سولفوریک ضعیف‌تر می‌باشد.
اسید فسفریک یکی از پرکاربردترین مواد اولیه شیمیایی است که در اغلب تولیدات در صنایع مختلف استفاده می‌شود، به طور مثال در ساخت دارو، کود شیمیایی و کشاورزی، مکمل‌های غذایی، مواد غذایی و فرآورده‌های پاک‌کننده.
تاریخچه اسید فسفریک
هینگ برند برای اولین بار جهت ساخت سنگ فلاسفه تلاش کرد تا فسفر را از ادرار انسان جدا سازد و توانست تا با حرارت دادن ادرار و بخار کامل آن و بعد از حرارت دادن باقی مانده شن و بخار‌هایی آن در هوا، فسفر تولید کند. این آزمایش جرقه کشف فسفر بود و بعد از آن کارل ویلهلم شیله در اوایل قرن نوزدهم فسفر را با اسید نیتریک ترکیب کردند و اسید فسفریک خالص ساختند.
در اواسط قرن نوزدهم بود که با گسترش شدید صنایع کود شیمیایی، اسید فسفریک به تولید انبوه رسید و از آن زمان به بعد برای مصارف غذایی، دارویی و … از اسید فسفریک استفاده می‌شود.
انواع اسید فسفریک
اسید فسفریک دارای انواع مختلفی است و می‌توان به روش‌های متفاوتی این ماده را تقسیم‌بندی کرد، اما انواع اسید فسفریک بر اساس درصد خلوص شامل اسید فسفریک صنعتی، اسید فسفریک خوراکی و اسید فسفریک خام است و هر یک کاربرد‌های مختلفی دارند، مثلا:
● اسید فسفریک صنعتی: بیشترین کاربرد اسید فسفریک صنعتی برای تولید کود‌های فسفاته است، اما علاوه بر تولید کود فسفاته برای تولید شوینده‌ها، آماده‌سازی فلزات و به عنوان ماده اولیه صنایع غذایی و دارویی نیز استفاده می‌شود.
● اسید فسفریک خوراکی: اسید فسفریک خوراکی اغلب برای مواد غذایی استفاده می‌شود، مثلاً در انواع نوشیدنی برای تنظیم اسیدیته، در محصولات گوشتی، در مارمالاد و مربا‌ها برای تنظیم ph، در تولید مکمل‌های غذایی. همچنین در خوراک دام و مکمل‌های خوراک دام هم اسید فسفریک خوراکی قابل استفاده است.
● اسید فسفریک خام: اسید فسفریک خام از واکنش بین سولفوریک و خاک فسفات تولید می‌شود و کاربرد این نوع اسید بیشتر در واحد‌های تصفیه خوراکی و صنعتی است. فسفریک اسید خام برای خوراک دام و طیور نیز قابل استفاده است و درصدی از کود‌های فسفاته را اسید فسفریک خام تشکیل می‌دهد.
مقایسه اسید فسفریک خوراکی و صنعتی
اسید فسفریک خوراکی و صنعتی تفاوت‌های زیادی با یکدیگر دارند که از منظر‌های مختلفی می‌توان آن را بررسی کرد، مثلاً از لحاظ قیمت، نوع کاربرد، خواص فیزیکی و شیمیایی که در ادامه به بررسی هریک از آن‌ها می‌پردازیم:
تفاوت در قیمت:
اسید فسفریک خوراکی غلظت بیشتری دارد و میزان درصد خلوص آن بیشتر است و همین دلیل فرآیند خالص‌سازی آن هم هزینه بیشتری دارد. بنابراین قیمت اسید فسفریک خوراکی بیشتر از اسید فسفریک صنعتی است که خلوص پایین‌تری دارد.
تفاوت در کاربرد:
اسید فسفریک صنعتی بیشتر برای محصولات کشاورزی، تولید کود‌های فسفاته، نوعی کاتالیزور، فسفات کاری فلزات، تولید مواد شوینده و ساخت فسفات‌های صنعتی استفاده می‌شود، در حالی که اسید فسفریک خوراکی برای طعم دهندگی و نگهدارندگی مواد خوراکی استفاده می‌شود و باعث طعم خوب مواد خوراکی می‌شوند و در عین حال ماندگاری بالایی به مواد خواهد داد.
در واقع اسید فسفریک خوراکی قادر است تا با تنظیم اسیدیته مواد غذایی ماندگاری زیادی به مواد خوراکی بدهد، مثلاً در مربا، کنسرو، روغن، مکمل خوراک دام، نوشابه گازدار، پنیر و ژله‌ها اسید فسفریک استفاده می‌شود.
از طرفی اسید فسفریک خوراکی در ساخت انواع دارو‌ها هم کاربرد دارد، مثلاً دارو‌های ضد تهوع از جمله دارو‌هایی است که اسید فسفریک به آن اضافه می‌شود.
تفاوت در خواص شیمیایی:
اسید فسفریک خوراکی و صنعتی هر دو H₃PO₄ هستند، اما خلوص، میزان ناخالصی و روش تولید آن‌ها متفاوت است. میزان غلظت، ph، درصد ناخالصی‌ها، پایداری شیمیایی و حتی طعم و بوی آن دو با یکدیگر متفاوت است. جدول زیر به شکل خلاصه ویژگی‌های شیمیایی اسید فسفریک خوراکی و شیمیایی را نشان می‌دهد:
- ویژگی شیمیایی اسید فسفریک خوراکی اسید فسفریک شیمیایی
- میزان بو و طعم بدون بو و دارای طعم ترش بوی مواد آلی یا معدنی
- پایداری شیمیایی بسیار پایدار به دلیل ناخالصی‌ها ممکن است رسوب داشته باشد
- ph ۱٫۵–۲ (در محلول ۱٪) ۱٫۵–۲ (در محلول ۱٪) ولی شاید به خاطر وجود نمک‌های مختلف، کمی متفاوت باشد
- میزان غلظت معمول ۸۵٪ H₃PO₄ (خالص) ۵۴–۶۲٪ H₃PO₄
تفاوت در خواص فیزیکی:
اسید فسفریک خوراکی و صنعتی از لحاظ فیزیکی هم تفاوت‌هایی دارند و اسید فسفریک صنعتی به رنگ سبز تیره هستند، درحالیکه اسید فسفریک خوراکی معمولاً بدون رنگ با مزه‌ای تند هستند.
تفاوت در روش تولید:
اسید فسفریک صنعتی به روش فرآیند مرطوب تولید می‌شود که میزان درجه خلوص آن پایین‌تر است ولی اسید فسفریک خوراکی به وسیله فرایند گرمایی تولید می‌شود و میزان خلوص بسیار بالایی دارد. ترکیبات شیمیایی اسید فسفریک صنعتی سنگ فسفات با اسید سولفوریک است، ولی در اسید فسفریک خوراکی آب به P۴O۱۰ می‌باشد.
مهمترین کاربرد‌های اسید فسفریک خوراکی و صنعتی
کاربرد اسید فسفریک صنعتی در کشاورزی:
اسید فسفریک صنعتی یک عنصر عالی برای رشد گیاهان و درختان است. از این ماده برای تولید کود‌های فسفاته، تنظیم PH خاک، حذف یون‌های مضر برای خاک و بهبود جذب عناصر غذایی گیاه استفاده می‌شود.
کاربرد اسید فسفریک خوراکی در پزشکی:
از اسید فسفریک خوراکی برای تولید آسپرین استفاده می‌شود چون دارای یون با هیدروژن بالا است و همانند نوعی کاتالیزگر عمل می‌کند. همچنین برای ساخت خمیردندان از اسید فسفریک خوراکی استفاده می‌شود و برای سلامت دندان‌ها مفید است.
جمع‌بندی
اسید فسفریک خوراکی و صنعتی دو ماده پرکاربرد هستند که گرچه از لحاظ فرمول شیمیایی مشابه‌اند، ولی تفاوت‌هایی با همدیگر دارند، مثلاً میزان خالصی اسید فسفریک خوراکی بالای ۸۵ درصد است ولی نوع صنعتی میزان خلوص پایین‌تری دارد و دارای ناخالصی‌های فلزی و صنعتی است.
از طرفی روش تولید اسید فسفریک خوراکی با استفاده از روش حرارتی و تصفیه بسیار دقیق است ولی اسید فسفریک صنعتی با فرآیند مرطوب و با تصفیه محدود تولید می‌گردد. مهمترین تفاوت اسید فسفریک صنعتی و خوراکی در کاربرد آن‌ها است که نوع صنعتی برای تولید کود‌های فسفاته، مواد شوینده و فرآوری فلزات و نوع خوراکی آن جهت استفاده در نوشیدنی‌ها و مکمل‌های غذایی است.
