Fosforzuur (V)

Waar komt fosforzuur vandaan?

Er zijn twee basismethoden om fosforzuur te verkrijgen. De eerste, de zogenaamde natte methode, maakt gebruik van calciumfosfaat dat van nature in gesteenten aanwezig is in de vorm van mineralen zoals apatieten en fosforieten. Wanneer ze behandeld worden met zwavelzuur, worden ze omgezet in gemakkelijk filtreerbaar calciumsulfaat en fosforzuur van industriële kwaliteit (V). Optioneel wordt zuur van voedings- en chemische kwaliteit ook geproduceerd door zuivere fosfor te isoleren in een vlamboogoven en dit vervolgens om te zetten in tetrafosfordecatoxide. De verbinding wordt vervolgens behandeld met heet water, wat resulteert in zuiver fosforzuur van hoge kwaliteit (V).

Eigenschappen van fosforzuur (V)

Zuiver fosforzuur is een kristallijne vaste stof zonder kleur of geur. Het is zeer goed oplosbaar in water en vormt een transparante oplossing die in hoge concentraties sterk bijtend is. Oplossingen in hogere concentraties hebben een zeer lage pH en zijn daarom ideaal voor verzuring. De verbinding heeft corrosieve eigenschappen en reageert met actieve metalen zoals aluminium en ijzer, waarbij waterstof vrijkomt. Bovendien is het hygroscopisch, waardoor het effectief water uit zijn omgeving opneemt. Bij 42,35 °C smelten fosforzuurkristallen. Het kookpunt is 212 °C bij normale atmosferische druk.

Meststoffen – de belangrijkste toepassing van fosforzuur

Fosforzuur (V) wordt voornamelijk gebruikt bij de vervaardiging van minerale meststoffen. Deze stoffen, die op grote schaal in de landbouw worden gebruikt, zijn ontworpen om gewassen te voorzien van de ideale verhoudingen van elementen die nodig zijn voor groei, met name stikstof, fosfor en kalium. De belangrijkste fosfaatmeststoffen zijn voornamelijk superfosfaten met een hoge biologische beschikbaarheid. Door het hoge verbruik van fosfaatmeststoffen komen er helaas grote hoeveelheden fosfor vrij in het milieu. Dit leidt tot eutrofiëring van waterlichamen, wat verder leidt tot een ernstige verstoring van het biologisch evenwicht.

Andere voorbeelden van het gebruik van fosforzuur

Tot 90%van de wereldwijde productie van fosforzuur wordt gebruikt bij de productie van kunstmest . De rest wordt voornamelijk gebruikt in de voedingsindustrie. Als voedingsadditief E338 werkt fosforzuur (V) als zuurteregelaar en is aanwezig in veel populaire koolzuurhoudende dranken – het is onder andere verantwoordelijk voor de karakteristieke smaak van Coca-Cola. E338 is ook een remmer van de groei van bacteriën en schimmels, wat de veiligheid van voedingsmiddelen (bijv. jam) verhoogt en de houdbaarheid verlengt. Fosforzuurzouten reguleren niet alleen de zuurgraad, maar wijzigen ook melkeiwitten en worden daarom gebruikt bij de productie van zuivelproducten. Andere toepassingen van fosforzuur zijn onder meer:

• chemische en farmaceutische industrie,
• productie van op fosfaat gebaseerde beschermende coatings die metalen anticorrosieve eigenschappen geven,
• tandheelkunde en orthodontie (de verbinding wordt gebruikt om tandoppervlakken te etsen),
• productie van brandstofcellen,
• het ontsmetten van zuivelfabrieken en brouwerijen,
• het verwijderen van roest van metalen onderdelen.

Daarnaast worden fosforzuurzouten ook gebruikt bij laboratoriumwerk, bij de productie van zeep en wasmiddelen en bij waterzuivering. Een breed scala aan producten op basis van organofosforverbindingen, ook afgeleid van fosforzuur (V), is beschikbaar in het aanbod van de PCC Group. Beschikbare producten zoals fosfonaten of fosfaten vindt u in de Product Portal Catalogus.

Is fosforzuur gevaarlijk?

Er zijn beperkte hoeveelheden fosforzuur en zijn zouten in het menselijk lichaam. Ze zijn verantwoordelijk voor de juiste pH van lichaamsvloeistoffen, maar bouwen ook nucleïnezuren en moleculaire energiedragers – ATP en ADP. De verbinding is ook aanwezig in de tanden en botten. Aan de andere kant kunnen grote hoeveelheden fosforzuur (V) schadelijk zijn voor de gezondheid. Het grootste gevaar is natuurlijk contact met een sterk geconcentreerde oplossing van H ₃ PO ₄ . Deze sterk bijtende verbinding veroorzaakt bij contact met huid en slijmvliezen chemische brandwonden. De consumptie ervan leidt tot ernstige irritatie van het spijsverteringsstelsel, braken, bloederige diarree, ademhalingsmoeilijkheden en zelfs stuiptrekkingen en de dood. Helaas heeft E338 in hoge doseringen ook als voedingsadditief nadelige gezondheidseffecten. Volgens wetenschappers kan te veel fosfor leiden tot de ontwikkeling van nierstenen en osteoporose. Het verstoort ook de opname van veel waardevolle mineralen en veroorzaakt erosie van het tandglazuur.