Sản xuất axit photphoric

Công nghệ sản xuất axit photphoric I Tính chất vật lý II Tính chất hóa học III Công nghệ sản xuất IV Ứng dụng Axit photphoric là những axit rất quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất. Các công nghệ sản xuất axit photphoric

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT

PHOTPHORIC

Nội dung

• I Tính chất vật lí

• II Tính chất hóa học.

• III Quy trình sản xuất

• IV Ứng dụng

I Tính chất vật lí

.Axit photphoric, còn gọi là axit orthophotphoric (H3PO4) là chất rắn dạng tinh thể, trong suốt, không màu, nóng chảy ở 42,500C, rất háo nước nên dễ

bị chảy rửa, tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

• Axit photphoric thường dùng là dung dịch đặc, sánh, có nồng độ 85%.

II Tính chất hóa học

-Tính oxi hóa khử: Khác với nito, photpho có số oxi hóa +5 bền hơn Do vậy axit photphoric khó bị khử, không có tính oxi hóa như axit nitric

-Tác dụng bởi nhiệt

.Khi đun nóng đến khoảng 200-2500C, axit photphoric mất bớt nước, biến thành axit điphotphoric (H4P2O7)

2H3PO4  H4P2O7 + H2O

.Tiếp tục đun đến khoảng 400-5000C axit đi photphoric lại bị mất bớt nước, biến thành axit metaphotphoric

H4P2O7  2HPO3 + H2O

Các axit HPO3, H4P2O7 lại có thể kết hợp với nước để tạo ra axit H3PO4

-Dung dịch H3PO4 có nhứng tính chất chung của một axit như đổi màu quỳ tím thành đỏ, tác dụng với oxit bazo, bazo, muối, kim loại,… Khi tác dụng với oxit bazo hoặc bazo, tùy theo lượng chất tác dụng mà axit photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối

II Tính chất hóa học

• Axit photphoric là axit 3 lần axit, có độ mạnh trung bình Trong dung dịch nó phân li theo 3 nấc

• Nấc 1: H3PO4 → H + + H 2PO4 - K 1=7,6.10 -3

• Nấc 2: H2PO4 - → H+ + HPO 4 2- K 2=6,2.10 -8

• Nấc 3: HPO4 2- → H+ + PO 4 3- K 3=4,4.10 -13

• Sự phân li chủ yếu xảy ra theo nấc thứ 1, nấc 2 yếu hơn và nấc 3 rất yếu Như vậy trong dung dịch axit photphoric ngoài các phân tử H3PO4 không phân li, còn có các ion H +, đihidrophotphat (H 2PO4 -), hidrophotphat (HPO 4 2- ) và photphat (PO4 3-), không kể H+ và OH- do nước phân li ra.

Điều chế trong PTN

• Trong phòng thí nghiệm, axit photphoric được điều chế bằng cách dùng HNO3 đặc oxi hóa photpho ở nhiệt độ cao:

• P + 5 HNO3 → H3PO4 + 5 NO2 + H2O

Phương pháp điều chế axit

photphoric

Phương pháp nhiệt Phương pháp trích ly

Điều chế trong CN

I Phương pháp nhiệt luyện

1 Nguyên tắc

 Muối photphat tác dụng với chất khử là C và chất trợ dung SiO2 nhằm liên kết với CaO để giảm nhiệt độ nóng chảy, tạo hợp chất dễ nóng chảy

 Từ Photphat thiên nhiên, thăng hoa P theo phản ứng khử sau:

Ca3(PO4)2 + 5C + 2SiO2 = P2 + 5CO + 3CaO.2SiO2

 Trong điều kiện công nghiệp

• Ca5F(PO4)3 + 15C + 6SiO2 = 3P2 + 15CO + 3(3CaO.2SiO2 ) + CaF2

• 4P + 5O2 = 2P2O5

• 2P2O5 + H2O = 2HPO3

Acid metaPhotphoric (nhiệt độ cao < 8000C)

• HPO3 + H2O = H3PO4

Acid octoPhotphoric

2 Quy trình sản xuất

Ưu điểm

• Acid photphoric điều chế bằng phương pháp này có ưu điểm là sạch và nồng độ cao Chủ yếu chúng được sử dụng rất tốt trong tổng hợp hữu cơ và sản xuất nhiều loại hoá chất khác

II Phương pháp trích ly

1 Nguyên tắc

 Phương pháp này thực hiện bằng cách xử lý quặng Photphat thiên nhiên (thường là Apatit) bằng H2SO4 để tạo thành H3PO4

 Các phản ứng:

• Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O = 3H3PO4 + 5(CaSO4.2H2O) + HF (1)

• Ca5(PO4)3F + H3PO4 = Ca(H2PO4)2 + HF (2)

• Ca(H2PO4)2 + H2SO4 = CaSO4 + H3PO4 (3)

2 Quy trình sản xuất

 Thuyết minh sơ đồ

 Công đoạn 1: Chuẩn bị quặng bùn

 Công đoạn 2: Phân hủy

 Công đoạn 3: Kết tinh

 Công đoạn 4: Lọc

 Công đoạn 5: Cô đặc axit

Ưu, nhược điểm

• Ưu : axit sản xuất ra tinh khiết, nồng độ cao, được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực.

• Nhược : quy trình sản xuất kéo dài, qua nhiều bước trung gian  tốn kém chi phí

và thời gian

•Thank for watching !!!