يتكون حمض الفوسفوريك، وهو حمض غير عضوي شائع مع الصيغة الكيميائية H3PO4 ، من خلال تفاعلات كيميائية مختلفة تتضمن مركبات تحتوي على الفوسفور. يتضمن إنتاجه عادة أكسدة الفوسفور أو تفاعل معادن الفوسفات مع الأحماض.
الطرق الأولية لإنتاج حمض الفوسفوريك
إحدى الطرق الأولية لإنتاج حمض الفوسفوريك هي العملية الحرارية والمعروفة أيضًا بالعملية الرطبة أو عملية صخور الفوسفات الحرارية. في هذه الطريقة تتم معالجة صخر الفوسفات، الذي يتكون أساسًا من فوسفات الكالسيوم، بحمض الكبريتيك. ينتج التفاعل بين صخر الفوسفات وحمض الكبريتيك حمض الفوسفوريك وكبريتات الكالسيوم (الجبس) كمنتج ثانوي. يمكن تمثيل التفاعل بالمعادلة التالية:
Ca10 (PO4) 6F2 + 10H2SO4 → 10CaSO4 + 6H3PO4 + 2HF
طريقة أخرى للحصول على حامض الفوسفوريك هي من خلال الأكسدة المباشرة للفوسفور. يمكن أن يتفاعل عنصر الفوسفور (P4) مع كمية زائدة من الأكسجين في وجود محفز ، مثل خامس أكسيد الفاناديوم (V2O5) ، لإنتاج حمض الفوسفوريك. يمكن تلخيص التفاعل على النحو التالي:
P4 + 5O2 + 6H2O → 4H3PO4
يمكن أيضًا إنتاج حمض الفوسفوريك عن طريق التحلل المائي لخامس أكسيد الفوسفور (P2O5) بالماء. يشكل هذا التفاعل حمض الفوسفوريك:
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إنتاج حمض الفوسفوريك من خلال تفاعل معادن الفوسفات ، مثل الأباتيت أو الفوسفوريت ، مع الأحماض مثل حمض الكبريتيك أو حمض النيتريك. تحول هذه التفاعلات معادن الفوسفات غير القابلة للذوبان إلى حمض فوسفوريك قابل للذوبان.
يستخدم حمض الفوسفوريك على نطاق واسع في العديد من الصناعات ، بما في ذلك إنتاج الأسمدة والمنظفات والأغذية والمشروبات والأدوية. تعدد استخداماته وأهميته يجعله مكونًا رئيسيًا في العديد من العمليات الكيميائية.
في الختام يتشكل حمض الفوسفوريك من خلال عدة تفاعلات كيميائية غير عضوية تتضمن مركبات تحتوي على الفوسفور. تتضمن هذه التفاعلات أكسدة الفوسفور ، تفاعل معادن الفوسفات مع الأحماض ، والتحلل المائي لخامس أكسيد الفوسفور. يعد فهم طرق إنتاج حمض الفوسفوريك أمرًا بالغ الأهمية لتطبيقاته الصناعية وتطوير العمليات الكيميائية ذات الصلة.
