حمض الفوسفوريك (صالح للاستهلاك البشري) CAS: 7664-38-2
مُحمِّض متعدد الاستخدامات:يوفر تعديلًا دقيقًا لدرجة الحموضة عبر الأنظمة الغذائية مثل المشروبات الغازية ومنتجات الألبان.
نقاء عالٍ وأمان تام:يتوافق مع معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية/المملكة المتحدة الصارمة الخاصة بالمواد الغذائية ويحتوي على الحد الأدنى من شوائب المعادن الثقيلة.
التعقيم الفعال:بتركيز يتراوح بين 10-15%، فإنه يوفر تنظيفًا وتطهيرًا قويًا لمعدات تجهيز الأغذية.
لزوجة مضبوطة:يضمن قوام المحلول بنسبة 85٪ الشبيه بالشراب دقة الجرعات في تحضير الأغذية الصناعية.
فائدة متعددة القطاعات:ينطبق على معالجة الأسطح المعدنية، وتصنيع الإلكترونيات، والتخليق الكيميائي المتخصص.
حمض الفوسفوريك (H₃PO₄) – الخصائص الفيزيائية والكيميائية
في حالته النقية - والتي تُعرف عادةً باسم حمض الأورثوفوسفوريك - يظهر على شكل سائل لزج عديم اللون أو مادة صلبة بلورية معينية قائمة شفافة، عديمة الرائحة، ذات طعم حمضي لاذع. أما النوع التجاري القياسي فهو محلول مائي بنسبة 85%، وهو سائل شفاف، لزج قليلاً، يشبه الشراب.
البيانات المادية الرئيسية: ينصهر الحمض النقي عند 42.35 درجة مئوية بكثافة نسبية تبلغ 1.834؛ ويبلغ الوزن النوعي للمحلول بنسبة 85% حوالي 1.70، وهو حمض غير متطاير وعالي الغليان.
الذوبان: قابل للامتزاج تمامًا مع الماء بجميع النسب وقابل للذوبان بسهولة في الإيثانول.
التحول الحراريعند تسخينه إلى 213 درجة مئوية، يخضع لجفاف جزئي ليصبح حمض البيروفوسفوريك؛ ويؤدي التسخين الإضافي إلى حوالي 300 درجة مئوية إلى تحويله إلى حمض الميتافوسفوريك.
حمض الفوسفوريك (H₃PO₄) - المواصفات الفنية
| المعلمة | قيمة |
|---|---|
| نقطة الانصهار (نقي) | 42.35 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 158 درجة مئوية (تحلل) |
| الكثافة (25 درجة مئوية، نقي) | 1.834 جم/سم³ |
| اللزوجة (85% محلول، 25 درجة مئوية) | 147 سنتي بواز |
| ثوابت الحموضة | pKa₁ = 2.14، pKa₂ = 7.20، pKa₃ = 12.67 |
| معامل الانكسار (85%) | 1.342 |
| التحلل الحراري | 213 درجة مئوية ← حمض البيروفوسفوريك، 300 درجة مئوية ← حمض الميتافوسفوريك |
التطبيقات الصناعية لحمض الفوسفوريك (H₃PO₄)
1. صناعة الأغذية والمشروبات - منظم الحموضة ومصدر العناصر الغذائية
يُستخدم حمض الفوسفوريك الغذائي (E338) على نطاق واسع كعامل مُحمّض في المشروبات الغازية (وخاصة الكولا)، ومربى الفاكهة، والأطعمة المُصنّعة لإضفاء نكهة لاذعة وقوية. كما يُستخدم كمُغذٍّ للخميرة في عمليات التخمير، وكمُصفٍّ في تكرير السكر، حيث يعمل كمُحفِّز للتفاعلات العضوية. وفي صناعات الألبان، والتخمير، وتصنيع الأغذية، يُستخدم أيضاً بشكل شائع كمُطهِّر ومُنظِّف فعّال للمعدات.
2. معالجة أسطح المعادن - الفوسفاتة، إزالة الصدأ، والتلميع الكهربائي
يُعدّ حمض الفوسفوريك الصناعي مادة كيميائية أساسية في هندسة أسطح المعادن. يُستخدم لتطبيق طبقات تحويل الفوسفات على أسطح الفولاذ، مُشكّلاً طبقة فوسفاتية متماسكة وغير قابلة للذوبان، توفر حماية من التآكل وتعزز التصاق الطلاء. كما أنه مزيل فعال للصدأ ومحول له، حيث يحوّل أكسيد الحديد الثلاثي (الصدأ) ذي اللون البني المحمر إلى فوسفات الحديديك الأسود. عند مزجه مع حمض النيتريك، يُستخدم حمض الفوسفوريك كعامل تلميع كيميائي للألمنيوم وسبائكه، مما يُحسّن بشكل ملحوظ نعومة السطح ولمعانه. بالإضافة إلى ذلك، يعمل كمحلول تلميع كهربائي للحصول على تشطيبات لامعة كالمرآة على الأجزاء المعدنية الدقيقة.
3. الإلكترونيات وأشباه الموصلات - التنظيف والحفر عالي النقاء
حمض الفوسفوريك المستخدم في الإلكترونيات هو كاشف كيميائي عالي النقاء (بمستويات شوائب منخفضة تصل إلى 10⁻⁹) ضروري لعمليات الحفر الرطب والتنظيف الدقيق في صناعة الإلكترونيات الدقيقة. يُستخدم على نطاق واسع في تصنيع الدوائر المتكاملة فائقة الكبر (ULSI) وشاشات الكريستال السائل ذات الترانزستورات الرقيقة (TFT-LCD). تشمل تطبيقاته تنظيف رقائق السيليكون قبل طلاء المقاوم الضوئي، وحفر الأغشية العازلة، وأغشية أشباه الموصلات، والأغشية الموصلة أثناء عملية الطباعة الضوئية، وإزالة المقاوم الضوئي النهائية بعد نقل النمط. يؤثر مستوى النقاء بشكل مباشر على إنتاجية المكونات الإلكترونية وأدائها الكهربائي وموثوقيتها.
4. إنتاج الأسمدة - مادة وسيطة للأسمدة الفوسفاتية
يُعدّ حمض الفوسفوريك أهمّ مادة وسيطة في صناعة الأسمدة الفوسفاتية العالمية، إذ يعتمد عليه ما يقارب 85% من إنتاج الأسمدة الفوسفاتية في العالم. ويُستخدم بشكل أساسي في تصنيع فوسفات الأمونيوم، مثل فوسفات أحادي الأمونيوم (MAP) وفوسفات ثنائي الأمونيوم (DAP)، واللذان يُنتجان من تفاعل حمض الفوسفوريك مع الأمونيا. كما يُعدّ مادة خام رئيسية لإنتاج السوبر فوسفات الثلاثي (TSP)، وهو سماد فوسفوري عالي التركيز. وتُهيمن طريقة المعالجة الرطبة لحمض الفوسفوريك (تفاعل صخور الفوسفات مع حمض الكبريتيك) على الإنتاج العالمي.
5. علف الحيوانات - مكملات الفوسفور والكالسيوم
يُستخدم حمض الفوسفوريك المستخدم كمواد خام لإنتاج أملاح فوسفات التغذية، بما في ذلك فوسفات أحادي الكالسيوم (MCP)، وفوسفات ثنائي الكالسيوم (DCP)، وفوسفات ثلاثي الكالسيوم (TCP). تعمل هذه المركبات كمكملات الفوسفور والكالسيوم المتوفرة بيولوجيًا بدرجة عالية في تركيبات أعلاف الماشية والدواجن وتربية الأحياء المائية، مما يدعم نمو الهيكل العظمي، واستقلاب الطاقة (تكوين ATP)، والأداء الإنجابي. يساعد فوسفات العلف على الوقاية من الأمراض المرتبطة بنقصه مثل الكساح ولين العظام وفقر الدم، مع تعزيز معدلات النمو وإنتاج البيض في الدجاج البياض. ويتراوح المعدل النموذجي لإدراج فوسفات ثنائي الكالسيوم في تركيبات الأعلاف من 1.0% إلى 2.5%، ويمكن للفوسفور الناتج عن فوسفات الأعلاف عالي الجودة تحقيق معدلات استخدام تتراوح بين 95% إلى 100% في الحيوانات.
حمض الفوسفوريك - مواصفات التعبئة والتخزين
تكوينات التغليف
| شكل | سعة | مادة | التطبيق / ملاحظات |
|---|---|---|---|
| قوارير زجاجية / علب جيركان | 30 ل | بولي إيثيلين عالي الكثافة مع غطاء مقاوم للعبث | كمية محدودة من مواد غذائية أو إلكترونية؛ غطاء مقاوم للعبث لضمان سلامة النقل |
| الطبول | 250 لتر | فولاذ مبطن بالبولي إيثيلين | عبوات كبيرة الحجم ذات جودة صناعية؛ بطانة داخلية تمنع التآكل والتسرب |
| حاويات خزانات ISO | 25000 لتر | الفولاذ المقاوم للصدأ 316L | شحن كميات كبيرة من المواد الغذائية والصناعية؛ مناسبة للنقل من المحطة إلى المصنع |
إرشادات التخزين والمناولة
شروط التخزين:يحفظ في مكان بارد وجاف وجيد التهوية، بعيداً عن القلويات ومساحيق المعادن وعوامل الاختزال والمواد العضوية.
التحكم في درجة الحرارة:يجب تخزين محلول حمض الفوسفوريك بنسبة 85٪ فوق -20 درجة مئوية لمنع التجمد؛ يجب الحفاظ على درجة حرارة تخزين الحمض النقي عند 25-40 درجة مئوية لتجنب التصلب (نقطة الانصهار 42.35 درجة مئوية).
سلامة الختم:أغلق العبوات فوراً بعد الاستخدام لمنع امتصاص الرطوبة وتراكم البخار.
توافق المواد:يُعد البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) والبولي بروبيلين (PP) مناسبين للتلامس قصير المدى؛ ويوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو المعدات المبطنة بمادة PTFE للخدمة طويلة المدى أو في درجات الحرارة المرتفعة.
احتياطات السلامة:ارتدِ قفازات مقاومة للأحماض، ونظارات واقية، وملابس واقية أثناء التعامل مع المادة. يجب توفير غسول للعين ودش أمان في الموقع.
