H3PO4 인산, CAS 7664 - 38-2에서, 분자식 H ∝ PO ₄는 융점이 42도 C 인 실온에서 무색 및 투명한 고체 결정이다. 온도가 용융점을 초과 할 때, 색이없고 투명한 점성 액체가된다. 산업 및 실험실에서 인산은 종종 무색, 무취, 비 휘발성 점성 액체 및 중요한 화학적 시약 인 85% 수용액의 형태로 종종 존재합니다. 중간 강도 제 3, 인산은 점차 3 개의 양성자를 방출 할 수 있으며, 3 개의 상이한 양성자 화 된 형태를 형성 할 수있다 : H ₂ po ₄⁻, hpo ₄² ⁻ 및 po ₄³ ⁻. 이 특성은 화학 반응에서 상당한 다양성을 제공합니다.
인산은 산업 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있으며 비료, 세제 및 식품 첨가제 생산을위한 중요한 원료입니다. 또한, 인산염은 자연 및 유기체, 특히 세포 에너지 전환 (예 : ATP 생산 및 이용률) 및 뼈 형성에서 중요한 역할을합니다. 또한, 인산염의 완충 특성은 용액의 pH 안정성을 유지하는 데 널리 사용되는 실험실 연구 및 약물 준비에서 필수 물질로 만듭니다. 이 특성은 과학 연구 및 의료 응용 프로그램에 대한 중요한 지원을 제공합니다.
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CF |
H3O4P |
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여자 이름 |
97.98 |
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MW |
97.99 |
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m/z |
97.98 (100.0%) |
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원소 분석 |
H, 3.09; O, 65.31; P, 31.61 |
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형태 학적 |
고체 또는 점성 액체 |
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색상 |
분명한 |
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인산은 3 단계로 이온화 된 3 가지 강산제 강산제입니다. 휘발 및 분해가 쉽지 않으며 특정 산화성이 있습니다. 산의 일반성이 있습니다.
(1) 농축 인산은 염화나트륨으로 가열되어 고층 산으로부터 낮은 끓는 산의 제조에 속하는 클로로드 가스 (요오드화 칼륨, 브로마이드 나트륨 등)를 생성 할 수있다. 원리 : 휘발성이 어려운 산으로부터 휘발성 산의 제조
(2) 포스페이트 이온은 강한 배위 능력을 가지며 많은 금속 이온과 가용성 복합체를 형성 할 수있다. 예를 들어, Fe 3+ 및 po43-는 무색 가용성 복합체를 형성 할 수있다 [Fe (Po4) 2] 3- 및 [Fe (HPO4) 2]-. 이 특성을 사용하여 PO43-는 일반적으로 분석 화학에 사용되어 Fe 3+ 이온을 마스킹합니다. 농축 인산은 텅스텐, 지르코늄, 실리콘, 철 사일체 등을 용해시키고 그들과 복합체를 형성 할 수 있습니다.
(3) 인산이 강한 열에서 탈수 될 때, 폴리 포스페이트, 피로 포스포르산, 트리 포스페이트 및 다 폴리 타타 포스포르산이 차례로 생성된다. 트리 포스페이트는 사슬 구조이며, 폴리 포스페이트는 고리 구조입니다.
(4) H3PO4 인산농축 된 뜨거운 인산은 이산화 실리콘을 부식시키고 이종 폴리 산을 생성 할 수 있음에 주목해야한다. 농축 된 뜨거운 인산은 또한 크로 마이트, 루틸, 일 메 나이트 등과 같은 대부분의 미네랄을 분해 할 수 있습니다.
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중요한 무기산으로서 인산 (H3PO4)은 산업, 농업, 식품, 의약 및 새로운 에너지와 같은 산업, 버퍼링, 킬레이트 특성 및 인원 특성과 같은 10 개 이상의 분야에서 중요한 역할을합니다. 핵심 응용 분야에서 시작하여 다음은 다양한 용도와 기술 원칙을 체계적으로 간략하게 설명합니다.
인산은 인산 비료 산업의 핵심 원료이며, 세계 인산의 약 80%가 농업 생산에 사용됩니다. 그것은 농작물 성장을 크게 촉진하고 필수 인 요소 (질소, 인 및 칼륨의 3 가지 주요 영양소 중 하나)를 식물에 제공함으로써 수율을 증가시킵니다.
1. 인산염 비료 생산
칼슘 슈퍼 포스페이트 : 인산염 암에 인산암과 반응하여 생산되는 16% -20% 이용 가능한 인 (P2O5)을 함유하는 인산염 암석 (주로 포스페이트 칼슘으로 구성)으로 생산되며, 기본 비료 및 토플레싱으로 널리 사용됩니다.
인산염 (DAP) : 인 함량이 46%인 질소와 인의 이중 영양을 제공하며 옥수수 및 밀과 같은 작물에 적합합니다. 뿌리 발달과 스트레스 저항을 향상시킬 수 있습니다.
칼륨 디 하이드로 겐 포스페이트 : 엽산 스프레이, 작물 가뭄 및 차가운 저항을 향상시킴으로써 영양소로 빠르게 보충 할 수있는 고농도 인산 칼륨 화합물 비료.
2. 사료 영양소
칼슘 dihydrogen 인산염 : 사료 첨가제,H3PO4 인산가축과 가금류에 인 및 칼슘을 제공하고 뼈 발달과 달걀 껍질 형성을 촉진합니다. 예를 들어, 암탉의 사료에 칼슘 디 하이드로 겐 포스페이트를 첨가하면 계란 생산량이 5% -8% 증가 할 수 있습니다.
칼슘 수소 인산염 : 반추 동물 동물 사료에 사용하여 반추 동물 pH를 조절하고 사료 이용 효율을 향상시킵니다.
3. 기술 원리
인은 식물 DNA, ATP (에너지 캐리어) 및 세포막 인지질의 주요 성분입니다. 인산은 인 포스페이트 및 알루미늄 포스페이트와 같은 토양에 불용성 인 화합물을 용해시킴으로써 인의 이용 가능성을 증가 시키며, 인의 토양 고정을 억제하고 비료 이용 효율을 향상시킨다.
인산은 식품의 조미료, 보존 및 영양 강화 기능을 가지고 있으며, 그 적용은 GB 2760-2014 "식품 첨가물 사용을위한 국가 식품 안전 표준"을 준수해야합니다.
1. 산성
탄산 음료 : 인산은 콜라와 기타 음료에 상쾌한 신 맛을 제공하고, 미생물 성장을 억제하기 위해 pH를 2.5-3.5로 조정합니다. 예를 들어, 코카콜라의 인산 함량은 약 0.05% -0.1%입니다.
잼 및 조미료 : 시트르 산으로 복합하여 층의 신맛을 향상시키고 유통 기한을 연장시킵니다.
2. 식품 가공 에이즈
고기 수유 : 인산염 (예 : 나트륨 트리 폴리 포스페이트)은 금속 이온을 킬레이트하고 근육 단백질의 물 보유 용량을 개선하여 햄 및 소시지와 같은 가공 육류 제품의 수율을 10% -15% 증가시킵니다.
치즈 생산 : 응고제로서 유청 단백질의 응고를 촉진하고 치즈의 질감을 향상시킵니다.
영양 강화
밀가루 개선 : 인산염은 반죽 강도를 높이고 빵 부피와 부드러움을 증가시킬 수 있습니다.
유제품 : 효모 영양 공급원으로서 발효를 촉진하고 기타 박테리아에 의한 오염을 방지합니다.
기술적 이점
인산의 PKA 값 (2.12, 7.21, 12.67)은 넓은 pH 범위에 걸쳐 완충 효과를 발휘하고 식품 시스템을 안정화시킬 수있게한다. 예를 들어, 맥주 사카 화 과정에서 인산은 젖산을 대체하여 pH 값을 조정하고 냄새 생성을 피할 수 있습니다.
인산의 강한 산도 및 킬레이트 특성은 금속 표면 처리, 세제 생산 및 화학적 합성의 주요 원료가됩니다.
1. 금속 표면 처리
인산 처리 :H3PO4 인산아연 및 망간 염과 반응하여 인산염 필름을 형성하여 자동차 및 기계의 금속 표면을 덮고 녹을 방지하고 코팅 접착력을 향상시킵니다. 예를 들어, 자동차 본체에서 인산 코팅의 염 스프레이 저항성 테스트 시간은 1000 시간 이상 연장 될 수 있습니다.
화학적 연마 : 인산과 질산의 혼합물 (비율 3 : 1)은 알루미늄 제품을 연마하는 데 사용됩니다. 금속 표면에 돌출 부품을 용해시킴으로써, 부드러움이 개선되고, 표면 거칠기 Ra는 0.1 μm 미만으로 감소 될 수있다.
2. 세제 생산
세제 : 변형 된 인산염 (예 : 층 나트륨 장애)은 전통적인 나트륨 트리폴리 포스페이트를 대체하고, 수질을 연화시키고, 먼지의 재 침착을 방지하면서 수역의 부영양화 위험을 줄입니다.
산업 세정제 : 금속 장비에서 오일 얼룩을 제거하는 데 사용되는 인산 및 계면 활성제의 조합은 단일 계면 활성제보다 30% 더 높은 금속 장비에서 오일 얼룩을 제거하는 데 사용됩니다.
3. 화학 원료
포스페이트 합성 : 수처리 (스케일 억제제), 식품 첨가제 및 제약 중간체에 사용되는 암모늄 포스페이트, 단식 수소 인산염 등을 생성합니다.
화염 지연자 : 유기 인형 화합물 (예 : 트리 페닐 포스페이트)은 탄소 층의 형성을 촉진하여 연소를 억제하기 위해 플라스틱 및 섬유에 사용되며, 산소 지수 (LOI)는 30%이상 증가 할 수 있습니다.
4. 기술적 도전
전통적인 인산 공정에는 아연 및 망간과 같은 중금속이 포함되어 있으며 환경 요구 사항을 충족시키기 위해 크롬 프리 포스 포팅 용액의 개발이 필요합니다. 예를 들어, 티타늄 기반 인산 용액은 티타늄 이온을 통한 필름의 형성을 촉매함으로써 항공 우주장에 적용되었다.
제약 분야 : 약물 합성 및 제형 부형제
인산은 의학에서 치료 및 제제 기능을 모두 가지고 있으며, 그 적용은 중국 약전의 표준을 준수해야합니다.
1. 약물 합성
항 바이러스 약물 : 오셀 타미 비르 포스페이트는 뉴 라미니다 제 활성을 억제하고, 인플루엔자 바이러스 방출을 차단하며, 임상 치료 속도는 80% -90%입니다.
철 보충제 : 철제 인산 나트륨은 철분 결핍 빈혈의 치료에 사용되며, 생체 이용률은 황산 철분보다 20% 높다.
2. 제약 부가
pH 조절기 : 포스페이트 완충액 (예 : PBS)은 약물 안정성을 유지합니다. 예를 들어, 인슐린 주사의 pH는 분해를 방지하기 위해 7.0-7.8로 제어해야합니다.
붕해 제 : 칼슘 수소 인산염은 정제에서 약물의 급속한 붕괴를 촉진하며, USP 표준을 충족시키는 용해 속도.
3. 구강 관리
Phosphate toothpaste: removes dental plaque through chemical adsorption, but excessive use (concentration>5%)는 에나멜을 침식 할 수 있으며 복용량을 제어해야합니다.
새로운 에너지 부문 : 리튬 배터리 및 반도체 제조
인산의 유도체는 청정 에너지와 높은 - 최종 제조에서 큰 잠재력을 보여줍니다.
1. 리튬 배터리 양성 전극 재료
리튬 철 포스페이트 (LIFEPO4) : 전력 배터리의 주류 양성 전극 재료로서, 이론적 특성은 170mAh/g이며, 사이클 수명은 2000 배 이상이며, 3 개 재료보다 안전이 향상됩니다. 2024 년까지 리튬 철 포스페이트의 글로벌 생산은 주로 새로운 에너지 차량 및 에너지 저장 시스템에 사용되는 60%이상을 차지할 것입니다.
2. 반도체 청소
고순도 인산 : 전자 등급 인산 (99.999%이상의 순도)은 칩 제조의 에칭 및 세정 공정에 사용되며, 이는 금속 불순물 (예 : Fe, Cu)을 PPB 수준으로 제거하고 칩 결함 속도를 줄일 수 있습니다.
3. 기술 혁신
리튬 망간 철 포스페이트 (LMFP) : 도핑 망간에 의해, 전압 고원은 3.8V로 증가하고 에너지 밀도는 리튬 철제 인산염보다 15% -20% 높아 차세대 전력 배터리의 후보 재료입니다.
환경 보호 및 신흥 분야 : 폐수 처리 및 건물 강화
환경 보호 및 건축 분야에서 인산의 적용은 점차 확장되고 있습니다.
폐수 처리
중금속 제거 : 인산염은 불용성을 형성하여 납 및 카드뮴 이온으로 침전되고 처리 된 폐수의 중금속 농도는 GB 8978-1996 배출 표준에 따라 0.1mg/L 미만으로 감소 될 수 있습니다.
인 회복 : 폐수에서 인산염 회복을 위해 느린 - 비료를 방출하여 자원 재활용을 달성합니다.
건설 산업
콘크리트 지연자 :H3PO4 인산시멘트 수화 반응을 지연시키고, 건설 시간을 연장하며, 고온 환경에서 콘크리트 쏟아지는 데 적합합니다.
불응 성 물질 : 알루미늄 포스페이트 바인더는 최대 1600 도의 서비스 온도로 내화 벽돌의 강도 및 열 충격 저항을 향상시킵니다.
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