Qual è il processo di preparazione dell’acido fosforico?

Esistono diversi metodi per la produzione dell’acido fosforico come rivelato nell’acido fosforico di riferimento Wikipedia – Wikipedia

Preparazione [modifica]

L’acido fosforico è prodotto industrialmente da due percorsi generali: il processo termico e il processo a umido, che comprende due sotto-metodi. Il processo a umido domina nel settore commerciale. Il processo termico più costoso produce un prodotto più puro che viene utilizzato per applicazioni nell’industria alimentare.

Wet [modifica]

L’acido fosforico di processo a umido viene preparato aggiungendo acido solforico alla roccia di fosfato tricalcico, tipicamente presente in natura come apatite. La reazione è:

Ca5 (PO4) 3X + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4 · 2 H2O + HX

dove X può includere OH, F, Cl e Br

La soluzione iniziale di acido fosforico può contenere il 23-33% di P2O5 (32-46% di H3PO4), ma può essere concentrata mediante l’evaporazione dell’acqua per produrre acido fosforico di grado commerciale o mercantile, che contiene circa il 54-62% di P2O5 (75 -85% H3PO4). L’ulteriore evaporazione dell’acqua produce acido superfosforico con una concentrazione di P2O5 superiore al 70% (corrispondente a quasi il 100% di H3PO4, tuttavia, gli acidi pirofosforici e polifosforici inizieranno a formarsi, rendendo il liquido altamente viscoso). [10] [11]

La digestione del minerale di fosfato usando acido solforico produce il solfato di calcio insolubile (gesso), che viene filtrato e rimosso come fosfogesso. L’acido di processo a umido può essere ulteriormente purificato rimuovendo il fluoro per produrre acido fosforico di grado animale, oppure mediante estrazione con solvente e rimozione di arsenico per produrre acido fosforico per uso alimentare.

Il processo di nitrofosfato è simile al processo a umido, tranne per il fatto che utilizza acido nitrico al posto dell’acido solforico. Il vantaggio di questa via è che il coprodotto, il nitrato di calcio, è anche un fertilizzante vegetale. Questo metodo è raramente impiegato.

Termico

L’acido fosforico molto puro si ottiene bruciando il fosforo elementare per produrre pentossido di fosforo, che viene successivamente disciolto in acido fosforico diluito. Questa via produce un acido fosforico molto puro, poiché la maggior parte delle impurità presenti nella roccia sono state rimosse quando si estraeva il fosforo dalla roccia in una fornace. Il risultato finale è acido fosforico per uso alimentare; tuttavia, per le applicazioni critiche, potrebbe essere necessaria un’ulteriore elaborazione per rimuovere i composti dell’arsenico.

Il fosforo elementare è prodotto da un forno elettrico. A temperatura elevata, una miscela di minerale di fosfato, silice e materiale carbonioso (coke, carbone, ecc.) Produce silicato di calcio, gas fosforoso e monossido di carbonio. I gas di scarico P e CO di questa reazione vengono raffreddati sott’acqua per isolare il fosforo solido. In alternativa, i gas di scarico P e CO possono essere bruciati con aria per produrre pentossido di fosforo e anidride carbonica.

Percorsi di laboratorio

Un processo dimostrativo consiste nell’ossidazione del fosforo rosso da parte dell’acido nitrico.

1 / n Pn + 5 HNO3 → H2O + H3PO4 + 5 NO2

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