รีเอเจนต์กรดฟอสฟอริก CAS 7664-38-2

รีเอเจนต์กรดฟอสฟอริกหรือที่รู้จักในชื่อกรดออร์โธฟอสฟอริก เป็นกรดอนินทรีย์ที่มีหลายแง่มุม มีสูตรทางเคมี H₃PO₄ มันมีอยู่ตามธรรมชาติในแร่ธาตุต่างๆ และสามารถสังเคราะห์ได้ทางอุตสาหกรรมผ่านกระบวนการต่างๆ ของเหลวที่เป็นน้ำเชื่อมไม่มีสีนี้มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและมีกลิ่นเฉพาะตัวชวนให้นึกถึงน้ำส้มสายชู

มันมีบทบาทสำคัญในหลายอุตสาหกรรม ในทางการเกษตร สารนี้ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในปุ๋ย โดยให้สารอาหารฟอสฟอรัสที่จำเป็นแก่พืช ซึ่งมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช อุตสาหกรรมอาหารใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเพิ่มความเป็นกรด สารกันบูด และเพิ่มรสชาติในเครื่องดื่ม เนื้อสัตว์แปรรูป และผลิตภัณฑ์จากนม ช่วยเพิ่มรสชาติและยืดอายุการเก็บรักษา

นอกจากนี้ยังพบการใช้งานในการผลิตผงซักฟอกและสารทำความสะอาดเนื่องจากความสามารถในการทำให้น้ำอ่อนตัวลงและขจัดคราบสกปรก นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตเซรามิก แก้ว และเคลือบฟัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นฟลักซ์เพื่อลดอุณหภูมิหลอมละลายและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

ในอุตสาหกรรมเคมี ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารประกอบอื่นๆ ที่มีฟอสฟอรัส- เช่น ฟอสเฟต เอสเทอร์ และสารประกอบออร์กาโนฟอสฟอรัส นอกจากนี้ยังมีการใช้งานทางการแพทย์ รวมถึงการใช้ในเจลกัดฟันเพื่อเตรียมเคลือบฟันสำหรับการติด

อย่างไรก็ตาม การใช้อย่างแพร่หลายจะต้องสมดุลด้วยความระมัดระวัง เนื่องจากการได้รับมากเกินไปอาจทำให้ผิวหนัง ดวงตา และระบบทางเดินหายใจระคายเคืองได้ แนวทางปฏิบัติในการจัดการและกำจัดที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อลดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับกรดฟอสฟอริก

นักเคมีคนแรกที่ศึกษารีเอเจนต์กรดฟอสฟอริกเป็นนักเคมีชาวฝรั่งเศส ลาวัวซิเยร์ ในปี พ.ศ. 2315 เขาได้ทำการทดลองเช่นนี้ โดยใส่ฟอสฟอรัสลงในขวดโหลที่ปิดผนึกด้วยสารปรอทเพื่อทำให้มันไหม้ จากผลการทดลองสรุปได้ว่าฟอสฟอรัสจำนวนหนึ่งสามารถเผาไหม้ได้ในปริมาตรอากาศที่แน่นอน เมื่อฟอสฟอรัสไหม้ จะทำให้เกิดเกล็ดสีขาวของฟอสฟอรัสปราศจากน้ำ เช่น หิมะละเอียด หลังจากการเผาไหม้ อากาศในขวดยังคงอยู่ประมาณ 80% ของความจุเดิม ฟอสฟอรัสจะหนักกว่าก่อนการเผาไหม้ประมาณ 2.5 เท่า ผงสีขาวละลายในน้ำเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ ลาวัวซิเยร์ยังพิสูจน์ด้วยว่าสามารถเตรียมได้โดยปฏิกิริยาของกรดไนตริกเข้มข้นและฟอสฟอรัส

ประมาณหนึ่งร้อยปีต่อมา นักเคมีชาวเยอรมัน Li Bishi ได้ทำการทดลองมากมายในวิชาเคมีเกษตร เพื่อค้นหาคุณค่าของฟอสฟอรัสและกรดฟอสฟอริกที่มีต่อชีวิตของพืช บทบาทของเคมีอินทรีย์ในการเกษตรและสรีรวิทยา เขียนโดย libich ในปี 1840 แสดงให้เห็นทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปัญหาความอุดมสมบูรณ์ของดิน และชี้ให้เห็นบทบาทของฟอสฟอรัสต่อพืช ในเวลาเดียวกัน เขายังศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้และฟอสเฟตเป็นปุ๋ย และตั้งแต่นั้นมา การผลิตก็เข้าสู่ยุคของการผลิตขนาดใหญ่-

กรดออร์โธฟอสฟอริกเป็นกรดฟอสฟอริกที่ประกอบด้วยจัตุรมุขออกซิเจนฟอสฟอรัสเดี่ยว ในโมเลกุล อะตอม P คือลูกผสม SP3 และออร์บิทัลลูกผสมสามออร์บิทัลถูกสร้างขึ้นระหว่างออร์บิทัลลูกผสมสามออร์บิทัลกับอะตอมออกซิเจน σ พันธะ พันธะ P-O อีกอันหนึ่งเกิดขึ้นจากพันธะจากฟอสฟอรัสกับออกซิเจน σ และพันธะ D- P สองพันธะจากออกซิเจนถึงฟอสฟอรัส σ พันธะเกิดขึ้นจากการประสานกันของอิเล็กตรอนคู่เดียวบนอะตอมฟอสฟอรัสกับวงโคจรว่างของอะตอมออกซิเจน พันธะประสานงาน D ← P เกิดจากการซ้อนทับกันของอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวสองคู่บนวงโคจร PY และ PZ ของอะตอมออกซิเจน และวงโคจรว่าง dxz และ dyz ของอะตอมฟอสฟอรัส เนื่องจากระดับพลังงาน 3 มิติของอะตอมฟอสฟอรัสสูงกว่าระดับพลังงาน 2p ของอะตอมออกซิเจนมาก วงโคจรของโมเลกุลที่เกิดขึ้นจึงไม่มีประสิทธิภาพมากนัก ดังนั้นพันธะ P-O จึงเป็นพันธะสามในแง่ของจำนวน แต่อยู่ระหว่างพันธะเดี่ยวและพันธะคู่ในแง่ของพลังงานพันธะและความยาวของพันธะ พันธะไฮโดรเจนมีอยู่ทั้งใน H3PO4 บริสุทธิ์และคริสตัลไฮเดรต ซึ่งอาจเป็นสาเหตุของความหนืดของสารละลายที่มีความเข้มข้น

กรดฟอสฟอริกเป็นกรดอนินทรีย์ที่สำคัญ มีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในด้านต่างๆ เช่น การชุบด้วยไฟฟ้าและการขัดเงา การย้อมสิ่งทอ และกระบวนการทางชีวเคมี เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ หมู่ไฮดรอกซิลสามหมู่ (- OH) ในโครงสร้างโมเลกุลมีคุณสมบัติเป็นกรดโพลีอะนิโอนิก ทำให้สามารถสร้างฟอสเฟตที่เสถียรและทำหน้าที่บัฟเฟอร์โดยการปรับ pH ทำให้กลายเป็นสารสำคัญในการผลิตทางอุตสาหกรรมและเมแทบอลิซึมทางชีวภาพ

อุตสาหกรรมการชุบและขัดเงา: เครื่องแกะสลักที่มีความแม่นยำสำหรับการรักษาพื้นผิวโลหะ

 

1. ส่วนประกอบหลักของโซลูชันการขัดเงาด้วยไฟฟ้า
รีเอเจนต์กรดฟอสฟอริกครองตำแหน่งหลักในกระบวนการขัดเงาด้วยไฟฟ้า และมีความหนืดสูง ความสามารถในการละลายทางเคมีต่ำ และการเกิดฟิล์มป้องกันที่ง่ายดาย ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการขัดโลหะ เช่น เหล็กกล้า และสเตนเลส จากการขัดด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้าสแตนเลสเป็นตัวอย่าง ความเข้มข้นของกรดฟอสฟอริกมักจะถูกควบคุมภายในช่วง 60% -85% และผสมกับกรดซัลฟิวริก กรดโครมิก ฯลฯ ในอัตราส่วนเฉพาะเพื่อสร้างอิเล็กโทรไลต์ที่มีความหนืด กลไกการออกฤทธิ์มีดังนี้:

 

การควบคุมชั้นการแพร่กระจาย: กรดฟอสฟอริกที่มีความหนืดสูงจะสร้างชั้นการแพร่กระจายบนพื้นผิวโลหะ ทำให้อัตราการแพร่กระจายของไอออนของโลหะช้าลง หลีกเลี่ยงการกัดกร่อนมากเกินไปในท้องถิ่น และรับประกันการละลายของพื้นผิวที่สม่ำเสมอ
การป้องกันฟิล์มบาง: ฟิล์มฟอสเฟตที่สร้างขึ้นโดยการทำปฏิกิริยากับโลหะปกคลุมพื้นผิว ยับยั้งการละลายทางเคมี ยอมให้ละลายได้ในระดับจุลภาคด้วยไฟฟ้าเคมีเท่านั้น และให้ผลลัพธ์ "การปรับระดับและการขัดเงา"
การควบคุมความหนาแน่นกระแส: ภายใต้ระบบนี้ ความหนาแน่นกระแสจำกัดการขัดเงาค่อนข้างต่ำ (ประมาณ 10-50A/dm ²) ทำให้กระบวนการขัดเงามีความเสถียร และหลีกเลี่ยงการระเหยหรือความหยาบที่มากเกินไป

 

2. ประสิทธิภาพการเพิ่มประสิทธิภาพสูตรคอมโพสิต
ในการใช้งานจริง มักจะประสานกับกรดอื่นๆ:
กรดซัลฟิวริก: การเติมกรดซัลฟิวริก 5% -15% สามารถเพิ่มความเร็วและความสว่างในการขัดเงาได้ แต่ปริมาณที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น น้ำยาขัดเงาสแตนเลสบางชนิดมีกรดฟอสฟอริก 70% กรดซัลฟิวริก 10% กลีเซอรอล 5% และน้ำ 15% เมื่อขัดเงาที่ 60 องศาเป็นเวลา 10 นาที ความหยาบของพื้นผิวจะลดลงจาก Ra1.2 μm เป็น Ra0.2 μm

 

กรดโครมิก: กรดโครมิกจำนวนเล็กน้อย (2% -5%) ส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์และเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับระดับ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม กระบวนการสมัยใหม่จึงค่อย ๆ เข้ามาแทนที่กรดอินทรีย์ เช่น กรดซิตริกและกรดทาร์ทาริก
สารเติมแต่ง: สารอินทรีย์ เช่น กลีเซอรอลและเจลาตินสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและลดการเกิดรูพรุนได้ ไทโอยูเรียและสารยับยั้งการกัดกร่อนอื่นๆ ช่วยปกป้องพื้นที่ที่ไม่ขัดเงา

 

3. ประเด็นสำคัญของการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการ
อุณหภูมิ: มักจะควบคุมระหว่าง 50-80 องศา การเพิ่มอุณหภูมิสามารถเร่งอัตราการละลายได้ แต่เกิน 85 องศาอาจทำให้สารละลายระเหยอย่างรวดเร็วและต้นทุนเพิ่มขึ้น
ความหนาแน่นกระแส: ปรับตามวัสดุโลหะ โดยมีเหล็กกล้าคาร์บอนตั้งแต่ 10-30A/dm ² และสแตนเลสตั้งแต่ 20-50A/dm ² ความหนาแน่นกระแสที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้ง่าย
เวลา: จำเป็นต้องควบคุมเวลาในการขัดอย่างเข้มงวด เช่น การขัดอลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นเวลา 3-5 นาทีก็เพียงพอแล้ว หากปล่อยไว้นานเกินไปจะทำให้เกิดความหยาบผิวได้

อุตสาหกรรมสิ่งทอและการย้อมสี: 'ผู้พิทักษ์' สีและคุณภาพที่มองไม่เห็น

 

1. การย้อมและการพิมพ์สารช่วยประคองและตัวเร่งปฏิกิริยา
มีบทบาทหลายอย่างในการย้อมผ้า:
เครื่องจับคู่: สร้างสารเชิงซ้อนด้วยไอออนของโลหะ (เช่น อลูมิเนียมและเหล็ก) เพื่อตรึงโมเลกุลของสีย้อม ตัวอย่างเช่น เมื่อย้อมคราม สารอะลูมิเนียมฟอสเฟตสามารถปรับปรุงความคงทนของสีได้ 1-2 ระดับ
ตัวเร่งปฏิกิริยา: เร่งปฏิกิริยาระหว่างสีย้อมและเส้นใย ในการย้อมสีรีแอคทีฟ พลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาจะลดลง ทำให้สีย้อมติดที่อุณหภูมิ 60 องศาได้ภายใน 30 นาที ซึ่งสั้นกว่ากระบวนการที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาถึง 50%
สารควบคุมค่า pH: รักษาความคงตัวของค่า pH ของสารละลายสีย้อม เมื่อย้อมเส้นใยฝ้าย ระบบบัฟเฟอร์ฟอสเฟต (pH 6-7) สามารถป้องกันการไฮโดรไลซิสของสีย้อมและเพิ่มการดูดซึมสีย้อมได้ 10% -15%

 

2. สารเคลือบเงาไหมและสารป้องกันการเปรอะเปื้อน
การปรับปรุงความมันเงา: การประมวลผลสามารถสร้างโครงสร้างไมโครคริสตัลไลน์บนพื้นผิวของไหม เพิ่มแสงสะท้อน และเพิ่มความมันเงาได้ 20% -30% หลังการบำบัดด้วยส่วนผสมของกรดฟอสฟอริก (5 กรัม/ลิตร) และโซเดียมซัลเฟต (20 กรัม/ลิตร) ความมันวาวของผ้าไหมบางชนิดเพิ่มขึ้นจาก 75 เป็น 92 (เครื่องมือทดสอบ: Datacolor 650)
การป้องกันการเปรอะเปื้อน: ทำปฏิกิริยากับเส้นใยเพื่อสร้างฟอสเฟตเอสเทอร์ ช่วยลดพลังงานพื้นผิว และลดการปนเปื้อนของน้ำมัน การทดลองพบว่ามุมสัมผัสของผ้าฝ้ายที่ได้รับกรดฟอสฟอริกกับน้ำมันที่บริโภคได้เพิ่มขึ้นจาก 65 องศาเป็น 110 องศา และระดับการป้องกันคราบสกปรกอยู่ที่ระดับ 4 (GB/T 30159-2013)

 

3. การเพิ่มประสิทธิภาพของสารยึดเกาะและการย้อมสี
กลไกสีทึบ: สร้างพันธะไฮโดรเจนหรือพันธะไอออนิกด้วยโมเลกุลของสีย้อมเพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะ ตัวอย่างเช่น หลังจากการย้อมโดยตรงด้วยสีย้อมแล้ว การบำบัดด้วยส่วนผสมของกรดฟอสฟอริก (3%) และสารยึดเกาะ Y (2%) สามารถปรับปรุงความคงทนของสี (การถู/การซัก) ได้ 0.5-1 ระดับ
พารามิเตอร์กระบวนการ: โดยทั่วไปอุณหภูมิการย้อมจะถูกควบคุมที่ 80-95 องศา เวลาคือ 60-90 นาที และปริมาณจะปรับตามประเภทของสีย้อม (สีย้อมที่ใช้งาน 1% -3%, สีย้อมกรด 3% -5%)

กระบวนการทางชีวเคมี: 'ศูนย์กลางพลังงาน' ของกิจกรรมชีวิต

 

1. โครงกระดูกชีวโมเลกุลและตัวพาพลังงาน
เป็นองค์ประกอบหลักของระบบชีวิต:
โครงสร้างกรดนิวคลีอิก: ในเกลียวคู่ของ DNA หมู่ฟอสเฟตจะสลับกับดีออกซีไรโบสเพื่อสร้างเป็นสายโซ่หลัก โดยจะใช้โมเลกุลฟอสเฟต 10 โมเลกุลต่อทุกๆ 10 คู่เบส กรดฟอสฟอริกใน RNA ยังมีส่วนร่วมในการสร้างโครงกระดูกด้วย แต่โครงสร้างแบบเกลียวเดี่ยวช่วยให้ย่อยสลายได้ง่ายขึ้น
สกุลเงินพลังงาน ATP: ในโมเลกุล ATP กลุ่มฟอสเฟตสามกลุ่มเชื่อมต่อกันด้วยพันธะฟอสเฟตพลังงานสูง- และปล่อยพลังงานเมื่อมีการไฮโดรไลซิส (Δ G องศา '=-30.5 kJ/mol) ร่างกายมนุษย์สังเคราะห์ ATP ประมาณ 50 กิโลกรัมต่อวัน เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงาน เช่น การหดตัวของกล้ามเนื้อ และการนำกระแสประสาท

 

เมมเบรนฟอสโฟไลปิด: เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยชั้นฟอสโฟลิปิด ซึ่งแต่ละโมเลกุลฟอสโฟไลปิดมีหมู่ฟอสเฟต ก่อตัวเป็นหัวที่ชอบน้ำและหางที่ไม่ชอบน้ำเพื่อร่วมกันสร้างสิ่งกีดขวางของเซลล์

2. การควบคุมการเผาผลาญและการส่งสัญญาณ
การเผาผลาญน้ำตาล: ฟอสโฟรีเลชั่นเป็นขั้นตอนสำคัญในการเผาผลาญน้ำตาล ตัวอย่างเช่น กลูโคสที่ถูกเร่งด้วยเฮกโซไคเนส จะใช้ ATP 1 โมเลกุลเพื่อสร้างกลูโคส-6-ฟอสเฟต ซึ่งเข้าสู่วิถีไกลโคไลซิส กลูโคสแต่ละโมเลกุลสามารถสร้าง ATP ได้ 2 โมเลกุลผ่านไกลโคไลซิส

 

การปรับเปลี่ยนโปรตีน: โปรตีนฟอสโฟรีเลชั่นเป็นกลไกหลักของการถ่ายโอนสัญญาณโทรศัพท์มือถือ ประมาณ 5% ของยีนในจีโนมมนุษย์เข้ารหัสโปรตีนไคเนส ซึ่งสามารถกระตุ้นฟอสโฟรีเลชั่นของกรดอะมิโนจำเพาะ (ซีรีน ธรีโอนีน ไทโรซีน) ในโปรตีน ควบคุมการทำงานของเอนไซม์ วัฏจักรของเซลล์ และกระบวนการอื่นๆ
ระบบบัฟเฟอร์: น้ำเกลือบัฟเฟอร์ฟอสเฟต (PBS) เป็นรีเอเจนต์ที่ใช้กันทั่วไปในการทดลองทางชีวเคมี โดยมีค่า pKa (pKa 1=2.15, pKa 2=7.20, pKa 3=12.35) ครอบคลุมช่วง pH ทางสรีรวิทยา (6.8-7.4) ซึ่งสามารถรักษาความเสถียรของการทำงานของเอนไซม์ได้ ตัวอย่างเช่น การล้างเซลล์ด้วย PBS (pH 7.4) ในระหว่างการสกัด DNA สามารถป้องกันการเสื่อมสลายของ DNA ได้

 

3. การประยุกต์ทางชีวเคมีทางอุตสาหกรรม
ตัวกลางในการหมัก: ฟอสเฟตเป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ ATP และเมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิก ตัวอย่างเช่น เมื่อผลิตอินซูลินผ่านการหมัก Escherichia coli ความเข้มข้นของโพแทสเซียมฟอสเฟตในอาหารเลี้ยงเชื้อจะต้องได้รับการควบคุมที่ 5-20 มิลลิโมลาร์ เนื่องจากความเข้มข้นที่ต่ำเกินไปอาจทำให้การเจริญเติบโตของแบคทีเรียช้าลง
ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์: ฟอสเฟตสามารถทำหน้าที่เป็นโคแฟกเตอร์ของเอนไซม์หรือตัวกระตุ้นได้ ตัวอย่างเช่น เมื่ออัลคาไลน์ฟอสฟาเตสเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของโมโนเอสเทอร์ฟอสเฟต จำเป็นต้องมีผลเสริมฤทธิ์กันของ Mg ² ⁺ และไอออนฟอสเฟต ซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้ 10 ³ เท่า

รีเอเจนต์กรดฟอสฟอริกมีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในการชุบและขัดเงา การย้อมสิ่งทอ และกระบวนการทางชีวเคมีเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ จากการแกะสลักอย่างแม่นยำบนพื้นผิวโลหะไปจนถึงการถ่ายโอนพลังงานในกิจกรรมในชีวิต จากสิ่งทอที่มีสีสันไปจนถึงการผลิตทางอุตสาหกรรมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน การมีอยู่ของกรดฟอสฟอริกมีอยู่ทั่วไป

ป้ายกำกับยอดนิยม: รีเอเจนต์กรดฟอสฟอริก cas 7664-38-2 ซัพพลายเออร์ ผู้ผลิต โรงงาน ขายส่ง ซื้อ ราคา จำนวนมาก ขาย