Fosfor kislotasi reaktivi CAS 7664-38-2

Fosfor kislotasi reaktivi, ortofosfor kislotasi sifatida ham tanilgan, H₃PO₄ kimyoviy formulasiga ega bo'lgan ko'p qirrali noorganik kislotadir. U tabiiy ravishda turli xil minerallarda mavjud va sanoatda bir necha jarayonlar orqali sintezlanishi mumkin. Bu rangsiz, siropli suyuqlik juda korroziv va sirkani eslatuvchi xarakterli hidga ega.

Bu ko'plab sohalarda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Qishloq xo'jaligida u o'g'itlarning asosiy komponenti bo'lib, o'simliklarni o'sishi va rivojlanishi uchun muhim bo'lgan fosforli ozuqa moddalarini ta'minlaydi. Oziq-ovqat sanoati uni ichimliklar, qayta ishlangan go'sht va sut mahsulotlarida kislotali, konservant va lazzat kuchaytiruvchi sifatida keng qo'llaydi, ta'mni yaxshilaydi va saqlash muddatini uzaytiradi.

Bundan tashqari, u suvni yumshatish va dog'larni olib tashlash qobiliyati tufayli yuvish vositalari va tozalash vositalarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. U shuningdek, keramika, shisha va emal ishlab chiqarishda qo'llaniladi, bu erda eritish haroratini pasaytirish va tayyor mahsulot sifatini yaxshilash uchun oqim vazifasini bajaradi.

Kimyo sanoatida u tarkibida fosfor boʻlgan boshqa birikmalar, masalan, fosfatlar, efirlar va fosfororganik birikmalar-ishlab chiqarish uchun xom ashyo boʻlib xizmat qiladi. Bundan tashqari, u tibbiy qo'llanmalarga ega, shu jumladan tish emalini yopishtirish uchun tayyorlash uchun tishlarni tozalash jellarida foydalanish.

Biroq, uni keng qo'llash ehtiyotkorlik bilan muvozanatli bo'lishi kerak, chunki haddan tashqari ta'sir qilish terini, ko'zni va nafas olish tizimini bezovta qilishi mumkin. Fosfor kislotasi bilan bog'liq atrof-muhit va sog'liq uchun xavflarni minimallashtirish uchun to'g'ri ishlash va utilizatsiya qilish amaliyoti muhim ahamiyatga ega.

Ilmiy o'rgangan eng qadimgi kimyogarfosfor kislotasi reaktivifrantsuz kimyogari Lavuazye edi. 1772 yilda u shunday tajriba o'tkazdi: fosforni yondirish uchun simob bilan yopilgan qo'ng'iroq idishiga soling. Tajriba natijalariga ko'ra, ma'lum miqdordagi fosforni ma'lum hajmdagi havoda yoqish mumkin degan xulosaga keladi; Fosfor yonganda, u suvsiz fosforning oq bo'laklarini, masalan, mayda qorlarni hosil qiladi; Yonishdan keyin shishadagi havo asl quvvatning taxminan 80% ni tashkil qiladi; Fosfor yonishdan oldin yonishdan keyin taxminan 2,5 baravar og'irroq bo'ladi; Oq kukun mahsulot hosil qilish uchun suvda eritiladi. Lavuazye uni konsentrlangan nitrat kislota va fosforning reaksiyasi orqali ham tayyorlash mumkinligini isbotladi.

Taxminan yuz yil o'tgach, nemis kimyogari Li Bishi o'simlik hayoti uchun fosfor va fosfor kislotasining ahamiyatini ochib berish uchun qishloq xo'jaligi kimyosida ko'plab tajribalar o'tkazdi. 1840 yilda libich tomonidan yozilgan organik kimyoning qishloq xo‘jaligi va fiziologiyadagi o‘rni tuproq unumdorligi muammosini ilmiy jihatdan ko‘rsatib berdi va fosforning o‘simliklardagi rolini ko‘rsatdi. Shu bilan birga, u o'g'it sifatida qo'llash va fosfatni yanada chuqurroq o'rgandi va shu vaqtdan boshlab ishlab chiqarish yirik-ishlab chiqarish davriga kirdi.

Ortofosfor kislotasi - bu bitta fosforli kislorod tetraedridan tashkil topgan fosfor kislotasi. Molekulada P atomi SP3 gibrid bo'lib, uchta gibrid orbital va kislorod atomi s bog'i o'rtasida uchta gibrid orbital hosil bo'ladi, boshqa P-O bog'i fosfordan kislorodga s va ikkita D-P bo'g'indan kislorodga bog'lanish orqali hosil bo'ladi. s Bog'lanish fosfor atomidagi bir juft yolg'iz juft elektronlarning kislorod atomining bo'sh orbitaliga koordinatsiyasidan hosil bo'ladi. D ← P koordinatsion bog`lanish kislorod atomining PY va PZ orbitallari va fosfor atomining dxz va dyz bo`sh orbitallarida ikki juft yolg`iz juft elektronlarning ustma-ust tushishi natijasida hosil bo`ladi. Fosfor atomining 3D energiya darajasi kislorod atomining 2p energiya darajasidan ancha yuqori boʻlgani uchun hosil boʻlgan molekulyar orbital unchalik samarali boʻlmaydi, shuning uchun P-O bogʻi soni boʻyicha uchlik bogʻ boʻladi, lekin u bogʻlanish energiyasi va bogʻ uzunligi boʻyicha bitta bogʻ va qoʻsh bogʻ oʻrtasida joylashgan. Vodorod aloqalari ham sof H3PO4, ham uning kristallgidratida mavjud bo'lib, bu konsentrlangan eritmaning yopishqoqligiga sabab bo'lishi mumkin.

Fosfor kislotasi muhim noorganik kislota sifatida o'zining noyob kimyoviy xossalari tufayli elektrokaplama va parlatish, to'qimachilikni bo'yash, biokimyoviy jarayonlar kabi turli sohalarda o'zgarmas rol o'ynaydi. Uning molekulyar tuzilishidagi uchta gidroksil guruhi (- OH) unga polianion kislota xossalarini beradi, bu esa barqaror fosfatlar hosil qilish va pH ni sozlash orqali buferlash funktsiyasiga erishish imkonini beradi, bu esa uni sanoat ishlab chiqarish va biologik metabolizmda asosiy moddaga aylantiradi.

Elektrokaplama va polishing sanoati: metall yuzalarni qayta ishlash uchun nozik o'yma mashinalar

 

1. Elektropolishing eritmasining asosiy komponentlari
Fosfor kislotasi reaktivielektr polishing jarayonida asosiy o'rinni egallaydi va uning yuqori yopishqoqligi, past kimyoviy eruvchanligi va himoya plyonkaning oson shakllanishi po'lat va zanglamaydigan po'lat kabi metallarni parlatish uchun ideal tanlovdir. Misol sifatida zanglamaydigan po'latdan elektropolishingni oladigan bo'lsak, fosfor kislotasining konsentratsiyasi odatda 60% -85% oralig'ida nazorat qilinadi va u yopishqoq elektrolit hosil qilish uchun ma'lum nisbatda sulfat kislota, xrom kislotasi va boshqalar bilan aralashtiriladi. Uning ta'sir qilish mexanizmi quyidagicha:

 

Diffuziya qatlamini nazorat qilish: Yuqori viskoziteli fosforik kislota metall yuzasida diffuziya qatlamini hosil qiladi, metall ionlarining diffuziya tezligini sekinlashtiradi, mahalliy ortiqcha korroziyadan saqlaydi va sirtning bir tekis erishini ta'minlaydi.
Yupqa plyonkani himoya qilish: metall bilan reaksiyaga kirishish natijasida hosil bo'lgan fosfat plyonkasi sirtni qoplaydi, kimyoviy eritmani inhibe qiladi, faqat elektrokimyoviy mikro eritish imkonini beradi va "tekislash va parlatish" effektiga erishadi.
Oqim zichligini tartibga solish: Ushbu tizim ostida abraziv chegara oqimi zichligi nisbatan past (taxminan 10-50A / dm²), barqaror polishing jarayonini ta'minlaydi va ablasyon yoki haddan tashqari pürüzlülük oldini oladi.

 

2. Kompozit formulani optimallashtirish samaradorligi
Amaliy qo'llanmalarda u ko'pincha boshqa kislotalar bilan sinergiyalanadi:
Sulfat kislota: 5% -15% sulfat kislota qo'shilishi abraziv tezligi va yorqinligini oshirishi mumkin, ammo ortiqcha miqdor korroziyaning kuchayishiga olib kelishi mumkin. Misol uchun, ma'lum bir zanglamaydigan po'latdan yasalgan polishing eritmasi 70% fosfor kislotasi, 10% sulfat kislota, 5% glitserin va 15% suv bilan tuzilgan. 60 gradusda 10 daqiqa davomida sayqallanganda sirt pürüzlülüğü Ra1,2 m dan Ra0,2 m m gacha kamayishi mumkin.

 

Xrom kislotasi: Kichik miqdordagi xrom kislotasi (2% -5%) oksidli plyonka hosil bo'lishiga yordam beradi va tekislash ta'sirini kuchaytiradi. Biroq, atrof-muhit bosimi tufayli, zamonaviy jarayonlar asta-sekin limon kislotasi va tartarik kislota kabi organik kislotalarni almashtirmoqda.
Qo'shimchalar: glitserin va jelatin kabi organik moddalar sirt sifatini yaxshilashi va chuqurchalar paydo bo'lishini kamaytirishi mumkin; Tiokarbamid va boshqa korroziya inhibitörleri jilolanmagan joylarni himoya qiladi.

 

3. Jarayon parametrlarini boshqarishning asosiy nuqtalari
Harorat: odatda 50-80 daraja orasida nazorat qilinadi. Haroratning oshishi eritma tezligini tezlashtirishi mumkin, ammo 85 darajadan oshib ketishi eritmaning tez bug'lanishiga va xarajatlarning oshishiga olib kelishi mumkin.
Oqim zichligi: 10-30A/dm² gacha bo'lgan uglerodli po'lat va 20-50A/dm² gacha bo'lgan zanglamaydigan po'lat bilan metall materialga qarab sozlang. Haddan tashqari oqim zichligi osongina chuqur korroziyaga olib kelishi mumkin.
Vaqt: polishing vaqtini qat'iy nazorat qilish kerak, masalan, alyuminiy qotishmasini 3-5 daqiqa davomida parlatish kifoya. Agar u juda uzun bo'lsa, u sirt pürüzlülüğüne olib keladi.

To'qimachilik va bo'yash sanoati: rang va sifatning "ko'rinmas qo'riqchisi"

 

1. Bo'yash va bosma mordantlar va katalizatorlar
To'qimachilikni bo'yashda bir nechta rol o'ynaydi:
Matchmaker: bo'yoq molekulalarini harakatsizlantirish uchun metall ionlari (masalan, alyuminiy va temir) bilan komplekslar hosil qiladi. Misol uchun, indigoni bo'yashda alyuminiy fosfat mordanti rangning mustahkamligini 1-2 darajaga oshirishi mumkin.
Katalizator: bo'yoq va tola o'rtasidagi reaktsiyani tezlashtiradi. Reaktiv bo'yoqlarni bo'yashda reaktsiyaning faollashuv energiyasini kamaytirish mumkin, bu bo'yoqni 30 daqiqada 60 daraja haroratda mahkamlash imkonini beradi, bu katalizatorsiz jarayondan 50% qisqaroqdir.
PH regulyatori: bo'yoq eritmasining pH barqarorligini saqlaydi. Paxta tolalarini bo'yashda fosfat bufer tizimi (pH 6-7) bo'yoqning gidrolizlanishini oldini oladi va bo'yoqning so'rilishini 10% -15% ga oshiradi.

 

2. Ipak porlashi va ifloslanishga qarshi vosita
Yorqinlikni yaxshilash: Qayta ishlash ipak yuzasida mikrokristalli tuzilmani hosil qilishi, aks ettirilgan yorug'likni kuchaytirishi va yorqinlikni 20% -30% ga oshirishi mumkin. Fosforik kislota (5 g / L) va natriy sulfat (20 g / L) aralashmasi bilan ishlov berilgandan so'ng, ma'lum bir ipak matoning porloqligi 75 dan 92 gacha ko'tarildi (sinov asbobi: Datacolor 650).
Nopoklikka qarshi himoya: Fosfat efirlarini hosil qilish uchun tolalar bilan reaksiyaga kirishadi, sirt energiyasini kamaytiradi va yog'ning ifloslanishini kamaytiradi. Tajriba shuni ko'rsatdiki, oziq-ovqat yog'i bilan fosfor kislotasi bilan ishlov berilgan paxta matosining aloqa burchagi 65 darajadan 110 darajaga oshgan va ifloslanishga qarshi darajasi 4 darajaga etgan (GB/T 30159-2013).

 

3. Fikslash agenti va bo'yash jarayonini optimallashtirish
Qattiq rang mexanizmi: bog'lanish kuchini oshirish uchun bo'yoq molekulalari bilan vodorod aloqalari yoki ion aloqalarini hosil qiladi. Misol uchun, bo'yoqlar bilan to'g'ridan-to'g'ri bo'yashdan so'ng, fosfor kislotasi (3%) va mahkamlash agenti Y (2%) aralashmasi bilan ishlov berish rangning mustahkamligini (ishqalanish / yuvish) 0,5-1 darajaga oshirishi mumkin.
Jarayon parametrlari: Bo'yash harorati odatda 80-95 daraja nazorat qilinadi, vaqt 60-90 minutni tashkil qiladi va dozalash bo'yoq turiga qarab o'rnatiladi (faol bo'yoq 1% -3%, kislotali bo'yoq 3% -5%).

Biokimyoviy jarayonlar: hayot faoliyatining "energiya markazi"

 

1. Biomolekulyar skelet va energiya tashuvchisi
Bu hayot tizimining asosiy tarkibiy qismidir:
Nuklein kislota tuzilishi: DNKning qoʻsh spiralida fosfat guruhlari dezoksiriboza bilan almashinib, magistral zanjir hosil qiladi va har 10 ta asos jufti uchun 10 ta fosfat molekulasini isteʼmol qiladi. RNK tarkibidagi fosfor kislotasi skelet qurilishida ham ishtirok etadi, biroq bir zanjirli strukturasi uning parchalanishini osonlashtiradi.
Energiya valyutasi ATP: ATP molekulalarida uchta fosfat guruhi yuqori energiyali fosfat bog'lari bilan bog'lanadi va gidroliz paytida energiya chiqaradi (D G darajasi '=-30.5 kJ/mol). Inson tanasi mushaklarning qisqarishi va asab o'tkazuvchanligi kabi energiya ehtiyojlarini qondirish uchun kuniga taxminan 50 kg ATP sintez qiladi.

 

Fosfolipid membranasi: Hujayra membranasi fosfolipid ikki qatlamlaridan iborat bo'lib, har bir fosfolipid molekulasi fosfat guruhini o'z ichiga oladi va hujayra to'sig'ini birgalikda qurish uchun hidrofil bosh va hidrofobik quyruq hosil qiladi.

2. Metabolik tartibga solish va signal uzatish
Shakar almashinuvi: Fosforlanish shakar metabolizmidagi asosiy qadamdir. Misol uchun, geksokinaza tomonidan katalizlangan glyukoza glikoliz yo'liga kiradigan glyukoza-6-fosfat hosil qilish uchun ATP ning 1 molekulasini sarflaydi. Glyukozaning har bir molekulasi glikoliz orqali 2 molekula ATP hosil qilishi mumkin.

 

Protein modifikatsiyasi: Protein fosforlanishi hujayra signalini uzatishning asosiy mexanizmidir. Odam genomidagi genlarning 5% ga yaqini oqsil kinazalarini kodlaydi, ular oqsillardagi maxsus aminokislotalarning (serin, treonin, tirozin) fosforlanishini katalizlaydi, fermentlar faolligini, hujayra siklini va boshqa jarayonlarni tartibga soladi.
Bufer tizimi: Fosfat tamponlangan sho'r suv (PBS) biokimyoviy tajribalarda keng qo'llaniladigan reagent bo'lib, pKa qiymatlari (pKa 1=2.15, pKa 2=7.20, pKa 3=12.35) fiziologik pH diapazonini (6,8-7,4) qamrab oladi, bu ferment faolligini barqarorligini saqlab turishi mumkin. Masalan, DNK ekstraktsiyasi vaqtida hujayralarni PBS (pH 7,4) bilan yuvish DNK degradatsiyasini oldini oladi.

 

3. Sanoat biokimyoviy qo'llanilishi
Fermentatsiya muhiti: Fosfatlar mikroblarning o'sishi uchun muhim oziq moddalar bo'lib, ATP sintezi va nuklein kislota metabolizmida ishtirok etadi. Masalan, Escherichia coli fermentatsiyasi orqali insulin ishlab chiqarilganda, madaniy muhitda kaliy fosfat kontsentratsiyasini 5-20 mM da nazorat qilish kerak, chunki juda past konsentratsiya bakteriyalarning o'sishini sekinlashishiga olib kelishi mumkin.
Fermentlarning katalizlangan reaktsiyasi: Fosfatlar ferment kofaktori yoki faollashtiruvchisi sifatida xizmat qilishi mumkin. Masalan, gidroksidi fosfataza fosfat monoesterlarining gidrolizini katalizlaganda, Mg ² ⁺ va fosfat ionlarining sinergik ta'siri talab qilinadi, bu reaktsiya tezligini 10 ³ marta oshirishi mumkin.

Fosfor kislotasi reaktivioʻziga xos kimyoviy xossalari tufayli elektrokaplama va pardozlash, toʻqimachilikni boʻyash, biokimyoviy jarayonlarda oʻzgarmas rol oʻynaydi. Metall yuzalarga nozik o'ymakorlikdan hayot faoliyatida energiya uzatishgacha, rang-barang to'qimachilikdan yashil va barqaror sanoat ishlab chiqarishgacha, fosfor kislotasining mavjudligi hamma joyda.

Issiq teglar: fosfor kislotasi reaktivi cas 7664-38-2, etkazib beruvchilar, ishlab chiqaruvchilar, zavod, ulgurji, sotib olish, narx, ommaviy, sotuv