Кислота ортофосфорная это удобрение

Применение ортофосфорной кислоты

Фосфорная (ортофосфорная) кислота — неорганическая кислота средней силы. Гигроскопичные кристаллы прозрачного или слегка белого оттенка, но чаще всего прозрачная густая жидкость, имеющая огромную популярность на рынке всех стран. Применяется во многих сферах от промышленности, до работы с металлами, бытового использования и молекулярной биологии.

Минеральные удобрения на основе ортофосфорной кислоты

Применение и употребление минеральных и фосфатных удобрений во всем мире неуклонно растет. Одними из самых популярных являются удобрения на основе фосфорной кислоты.

Согласно данным Международной ассоциации производителей минеральных удобрений (IFA) потребление фосфатсодержащих удобрений уже в 2010 году достигло 40 миллионов тонн в год. И продолжает прирост в несколько миллионов каждый год.

Международная ассоциация производителей минеральных удобрений (IFA) – некоммерческая ассоциация, занимающаяся вопросами изучения и использования удобрений в промышленности, продвижением растительных питательных веществ на рынки всего мира, улучшением экологической ситуации в странах, где применение пестицидов находится на очень высоком уровне. Компания основана в 1927 году, штаб-квартира расположена в Париже, но работники находятся в самых непосредственных условиях работы с удобрениями, — полях и производствах. Компания насчитывает около 600 членов из 85 стран мира.

Основой для минеральных и фосфатсодержащих удобрений, конечно же, является фосфорная кислота. 90% всей фосфорсодержащей руды идет именно в эту область. Среди мировых производителей: Китай, США, Марокко, Российская Федерация

Фосфорные удобрения – минеральные удобрения, содержащие соли кальция, суперфосфат, аммофос, ортофосфат, метафосфат, фосфоритную муку и другие производные аммония фосфорной кислоты.

Популярность фосфорсодержащих удобрений связана с их относительной безопасностью. Фосфор содержится в естественном росте растений и отвечает за важные функции роста и созревания. Именно фосфор в составе растений отвечает за устойчивость растения к сложным условиям, повышая морозоустойчивость, накопления сахара, жира, крахмала. Фосфорные удобрения является в почве единственным источником фосфора, отвечающим за все эти функции.

Крупнейшими экспортерами фосфорсодержащих удобрений являются следующие страны (по данным 2010 года):

1. США (объем 3 942 216 тонн в пересчете на фосфатP2O5).
2. Российская Федерация (объем 1 566495 тонн в пересчете на фосфатP2O5).
3. Китай (объем 1 560720 тонн в пересчете на фосфатP2O5).
4. Тунис (объем 803 351 тонн в пересчете на фосфатP2O5).
5. Марокко (объем 708 101 тонн в пересчете на фосфатP2O5).

В то время как список основных поставщиков фосфорной кислоты на мировой рынок выглядят следующим образом:

1. Марокко – 6 миллионов тонн.
2. Южная Америка – 1.1 миллионов тонн.
3. США – 0.8 миллионов тонн.
4. Китай – 0.5 миллионов тонн.

Подробнее о производстве и рынках сбыта можно ознакомиться в статье: «Производство и продажа ортофосфорной кислоты»

Пищевая промышленность

Второй отраслью по популярности применения ортофосфорной кислоты является пищевая промышленность. В реестре пищевых добавок Российской Федерации фосфорная кислота зарегистрирована под названием Е338. Вещество позиционируется как безопасное (в условии соблюдения допустимого к употреблению количества).

Основными свойствами характерными для Е338 являются:

• регулирование кислотности
• предотвращение прогорклости
• продление сроков годности
• улучшение вкусовых характеристик
• антиоксидантные действия

По свойствам пищевая ортофосфорная кислота относится к слабым кислотам. Имеет вид бесцветного гранулированного порошка со свойствами отличного поглощения воздуха. На воздухе способна «размыливаться».

Чаще всего ортофосфорная кислота пищевая добавка Е338 применяется в следующих сферах пищевой промышленности: изготовление сладких газированных напитков, колбас, плавленого сыра, молокосодержащих продуктов, плавленых сырков, кондитерских изделий.

Вкус: горьковатый с кислинкой.

Е338 применяется в таких продуктах как: Кока-кола, напиток Байкал, Пепси-Кола, Coca-Cola light, круассаны ваниль-вишня «7 Days».

Другие области применения

Бытовые чистящие средства

Ортофосфорная кислота популярна также при производстве чистящих средств. Средства на ее основе служат для удаления неорганических и органических загрязнений, санитарной обработке, используются для бытового назначения, при чистке технологического оборудования, трубопроводов в пищевой промышленности, особенно популярны при чистке различных форм и составляющих сырного производства. Такая популярность обусловлена свойством ортофосфорной кислоты хорошо соединяться с молочными солями, благодаря чему, очистка молокосодержащей тары происходит быстро и без порчи оборудования.

Средства на основе ортофосфорной кислоты относятся к классу кислотных, предназначены для удаления минеральных отложений, накипи, соляного налета, минеральных камней. Обладают дезинфицирующими свойствами, способны удалить сальмонеллу и кишечную палочку, различные виды грибков и плесень. Средства на основе ортофосфорной кислоты безопасны для применения в пищевой промышленности и предприятиях общественного питания. Благодаря тому что, данное кислотное средство может входить в состав различных по структуре (пенных, беспенных, гелевых) средств и иметь различную концентрацию кислоты (низкую, среднюю, сильнокислотную) многообразие продукции на рынке велико.

К основным достоинствам средств с ортофосфорной кислотой следует отнести:

• высокая очистительная способность
• антистатический эффект
• предотвращение быстрого образования повторного загрязнения ( в том числе солевого налета и минерального камня)
• не вызывают аллергии
• не оставляют разводов
• безопасность
• устраняют запахи
• не разрушают резиновые слои
• биоразлагаемы
• хорошо растворяются в жидкости
• пожаробезопасны
• не теряют свойств при низких температурах

Применение в стоматологии

Популярна ортофосфорная кислота в стоматологии. Ее применяют для реставрации зубов по адгезивной технологии. Средства с ортофосфорной кислотой обеспечивают надежное длительное соединение композиционных материалов с поверхностью зуба.

Применение ортофосфорной кислоты началось еще в 1955 году, когда в ходе экспериментов было обнаружено, что под воздействием вышеуказанной кислоты эмаль зуба приобрела искусственную шероховатость. Использование кислоты повышало адгезию. Как правило, на практике используют 35-40% концентрацию ортофосфорной кислоты. При таком концентрате время воздействия на эмаль не превышает 30 секунд.

В ювелирной отрасли

Ортофосфорная кислота применяется при радировании металлов, а также как флюс при пайке.

При пайке с использованием флюса на основе такой кислоты на поверхности металла образуется защитная пленка, которая препятствует образованию оксидов. Высокая гигроскопичность ортофосфорной кислоты в таком случае при нагревании растворяется в жидкость с хорошими свойствами текучести.

Кроме вышеперечисленных областей ортофосфорная кислота применяется на многих химических производствах, для чистки металлических конструкций от ржавчины, бытового назначения.

Оптовые поставки ортофосфорной кислоты по низким ценам, осуществляет компания Эверест. Выгодные условия и гарантия на продукцию.

Источник

Фосфорные удобрения

Фосфорные удобрения – удобрения, содержащие в качестве основного питательного элемента фосфор. Различают три группы: водорастворимые, цитратно-лимоннорастворимые, труднорастворимые фосфорные удобрения. Применяются они в основной прием, при припосевном внесении и при подкормках. Основное сырье для производства – природные фосфаты (апатиты и фосфориты различных месторождений). [5]

Содержание:

Классификация фосфорных удобрений

Водорастворимые фосфорные удобрения

К этой группе относятся суперфосфаты. По способу производства и содержанию P₂O₅ суперфосфаты делятся на простые и двойные (тройные), по консистенции – на гранулированные и порошковидные. [2]

• Суперфосфат простой(СаН₂РО₄)₂ х Н₂О + 2СаSО₄ х 2Н₂О в порошковидной форме содержит 19 % усвояемого фосфора, а гранулированный – не менее 20 %. Кроме того, удобрение содержит 50–55 % СаSО₄. Наличие серы благоприятно сказывается на урожайности культур, положительно реагирующих на серу (рапса, капусты, брюквы, турнепса и др.), а также картофеля. [1]
• Суперфосфат двойной Са(Н₂РО₄)₂ х Н₂О производится в гранулированном виде, содержит 43 и 49% P₂O_5, в зависимости от марки. Свободная кислота в составе удобрения не превышает 2,5–5 %. Положительно влияет на рост и развитие всех сельскохозяйственных культур. [1]
• Суперфос – удобрение фосфорное концентрированное. Содержание P₂O₅ – 38–40 %. Половина соединений фосфора находится в водорастворимой форме. Получают путем химического воздействия на фосфоритную муку смеси серной и фосфорной кислот. Выпускается в гранулированном виде. По агрономической эффективности превосходит суперфосфаты. [2]

Цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения

• Преципитат СаНРО₄ х 2Н₂О содержит 27–38 % Р₂О_5. Внешне это порошок светло-серого или белого цвета. Получают путем нейтрализации фосфорной кислоты известковым молоком либо мелом и как отход желатинового производства. Растворим в лимоннокислом аммонии и хорошо усваивается растениями. Применяется для основного внесения. [5] Используется для добавки в корма. [5]
• Термофосфаты Nа₂О х 3СаО х Р₂О₅ + SiО₂ содержат 20–30 % фосфора в лимоннорастворимой форме. К этой группе удобрений относят томасшлак, мартеновский шлак, обесфторенный фосфат. Возможно производство из природных фосфатов, не пригодных для внесения в почву и трудно поддающихся химическому воздействию, с целью получения водорастворимых фосфорных удобрений.

Термофосфаты распространены в Западной Европе. В Германии это ренаний–фосфат, содержащий 25–30 % Р₂О₅. Получают спеканием фосфоритов с содой (20 %) и добавкой доменного шлака. Во Франции фоспаль (27–29 % Р₂О₅). Это плавленый фосфат. Получается из сенегальского алюмокальций фосфата при прокаливании при относительно невысоких температурах (550–600°C). [1]

Костяная мука – удобрение более эффективное, чем фосфоритная мука. Содержит 30–35 % Р₂О₅ и 1 % азота. Эффективна на кислых почвах, и даже на слабокислых оказывает значительное влияние на урожайность. Является побочным продуктом переработки костей. [2]

Труднорастворимые

• Фосфоритная мука – тяжелый порошок темно-серого цвета. Получают путем размола фосфоритов. Выпускается четыре марки. Содержание Р₂О₅ – 20, 23, 26 и 29 %. Диаметр частиц – не более 0.18 мм. Это медленно действующее удобрение применяется при основном внесении и фосфоритовании почвы. [1]
• Вивианит (болотная руда) Fe₃(РО₄)₂ х 8 Н₂О – мелкий порошок. Удобен для рассеивания. В чистом виде содержит 28 % Р₂О_5, с примесью торфа (торфовивианит) – 12–26 % Р₂О₅. Залежи вивианита встречаются в виде небольших гнезд или прослоек массы белесого цвета. На воздухе синеет. После добычи массу проветривают и подсушивают. [1]

Сахар

Суперфосфат используют для получения сахара

Применение

Сельское хозяйство

Фосфорные удобрения применяют для повышения плодородия почвы, в частности, для увеличения содержания фосфора и доступных растениям фосфорных соединений. Кроме того, преципитат, обесфторенный фосфат, костную муку применяют для минеральной подкормки животных. [5]

Промышленность

Суперфосфат используют в дрожжевой и сахарной промышленности (фото). В строительстве он применяется для огнезащитного покрытия древесины.

Двойной суперфосфат используют в химической промышленности в качестве источника фосфора и для приготовления тукосмесей. [3]

Побдробнее о фосфоре читайте в статье Фосфор.

Поведение в почве

Поведение фосфорных удобрений в почве зависит не только от вида удобрения, но и от физико-химических процессов, проходящих в самой почве.

При внесении они растворяются, и фосфат-ион постепенно переходит в различные соединения, присущие данному типу почв. Процесс этот медленный. Частично внесенные фосфатные удобрения (гранулированные, полурастворимые и нерастворимые) длительно сохраняются в почве в неизменном виде.

Виды фосфорных удобрений

Трансформация фосфора удобрений обусловлена следующими процессами:

Обменным (коллоидно-химическим) поглощением фосфора твердой фазой почвы.

Этот процесс наблюдается на поверхности гидратов полуторных оксидов (положительно заряженных коллоидных частиц) или на положительно заряженных участках отрицательно заряженных коллоидов (минералов каолинитовой и монтмориллонитовой групп, гидрослюд, коллоидов белковых групп). Обменное поглощение сильнее выражается в условиях кислой среды. Реакция среды вызывает изменение электрического потенциала почвенных коллоидов. Подкисление почвенного раствора благотворно влияет на большее поглощение анионов. Подщелачивание приводит к обратному результату. В почвах со слабокислой и нейтральной реакцией обменное поглощение выражено гораздо слабее.

Обменно-поглощенные ионы путем десорбции легко вытесняются в раствор другими анионами минеральных и органических кислот. Данные вещества всегда присутствуют в почвенном растворе, и недостатка в них не испытывает ни один тип почвы. Это и определяет высокую подвижность обменно-поглощенных фосфатов в почвах и, как следствие, их доступность растениям.

По своей доступности обменно-поглощенные фосфаты приравниваются к водорастворимым. [5]

Поглощением фосфора катионами кальция, магния, оксидами и гидроксидами железа, алюминия, марганца и титана по типу химического связывания.

Химическому поглощению в почвах подвергаются и водорастворимые фосфат-ионы удобрений, и фосфат-ионы, перешедшие в раствор из обменно-поглощенного состояния в результате десорбции. Ход и тип химического поглощения обусловливается типом почвы и степенью ее кислотности.

Величина кислотности почвы определяет растворимость солей различных металлов (магния, алюминия, кальция, железа, титана и др.). Взаимодействуя с растворимыми фосфат-ионами, эти соли переводят их в труднорастворимые соединения. Установлено, что наименьшее связывание фосфатов и их максимальная подвижность наблюдаются в интервале pH5,0–5,5. На более кислых почвах фосфат-ионы поглощаются оксидами железа и алюминия, на менее кислых – кальция и магния.

На почвах с нейтральной реакцией среды водорастворимые фосфорные удобрения в результате химического поглощения превращаются в двузамещенные фосфаты кальция и магния (CaHPO₄ x 2H₂O или MgHPO₄ и долгое время остаются именно в таком доступном для растений виде. В дальнейшем ион водорода постепенно замещается кальцием или магнием и образуются трехзамещенные фосфаты этих элементов (Ca₃(PO₄)₂ или Mg₃(PO₄)₂. С течением времени образуются и более основные фосфаты типа октакальцийфосфата (Ca₄H(PO₄)₃ x 3H₂O) – это еще менее растворимое соединение. Однако данные соли, находясь в свежеосажденном аморфном состоянии, сохраняют свойство растворяться в слабых кислотах и остаются частично доступными для растений. По мере ретрограции (старения) и перехода из аморфного в кристаллическое состояние фосфаты становятся недоступными для большинства растений.

В дерново-подзолистых почвах с кислой и слабокислой средой основными компонентами химического связывания фосфат-ионов из водорастворимых удобрений являются полуторные оксиды:

Опытным путем установлено, что ранее не использованный («остаточный») фосфор хорошо доступен растениям. В почве фосфаты удобрений не закрепляются намертво в значительных количествах. Более того, при дефиците фосфорных удобрений происходит мобилизация фосфатных ресурсов почвы. При этом происходит постепенная трансформация труднорастворимых фосфатов в более растворимые. [5]

Биологическим поглощением фосфора растениями и микрофлорой почвы.

Биологическое поглощение фосфора растениями возможно только из солей ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота является трехосновной и может отдиссоциировать три аниона: H₂PO₄ — , HPO₄ 2- и PO₄ 3- . В условиях слабокислой реакции среды, в которой чаще всего и растут растения, наиболее доступным является первый из перечисленных ионов, второй – в меньшей степени, третий практически не доступен.

Все соли ортофосфорной кислоты и одновалентных катионов (NH₄+, Na+, K+), а также однозамещенные соли двухвалентных катионов (Ca(H₂PO₄)₂ и Mg(H₂PO₄)₂) растворимы в воде и легко усваиваются растениями и микрофлорой почвы. [5]

Применение на различных типах почв

Особенности применения фосфорных удобрений для различных почв зависят от растворимости фосфорных соединений:

1. Фосфаты, растворимые в воде, применяются на всех почвах, под все культуры и в разные приемы.
2. Эффективность применения фосфатов, растворимых в слабых кислотах (цитратно- и лимоннорастворимые фосфорные удобрения), на кислых почвах сильнее.
3. Труднорастворимые удобрения эффективны на почвах с кислой реакцией. К ним относятся почвы нечерноземной зоны и северные черноземы (деградированные и выщелоченные). [2]

Источник