磷酸或正磷酸,化學式H3PO4,分子量為97.994,是一種常見的無機酸,是中強酸。由五氧化二磷溶于熱水中即可得到。正磷酸工業(yè)上用硫酸處理磷灰石即得。磷酸在空氣中容易潮解。加熱會失水得到焦磷酸,再進一步失水得到偏磷酸。磷酸主要用于制藥、食品、肥料等工業(yè),包括作為防銹劑,食品添加劑,牙科和矯形,EDIC腐蝕劑,電解質,助焊劑,分散劑,工業(yè)腐蝕劑,肥料的原料和組件家居清潔產品。也可用作化學試劑,磷酸鹽是所有生命形形式的營養(yǎng)。
為了治理污染,除改善現(xiàn)有工藝條件、降低成本外,必須尋找經濟有效的氨氮廢水處理,在污染治理的同時節(jié)能降耗、避免二次污染。而微波作為一種新興的加熱日益受到關注,并已成功應用于廢水、廢氣、固體廢棄物處理等污染控制領域。筆者比較了氨氮的主要處理方法,總結了微波在高濃度氨氮廢水處理中的研究應用,討論了進一步的研究方向。氮的主要處理方法根據(jù)濃度的不同,工業(yè)氨氮廢水可劃分為3類:高濃度氨氮廢水:NH3-N5mg/L;中等濃度氨氮廢水:NH3-N為5~5mg/L;低濃度氨氮廢水:NH3-N5mg/L。
正磷酸是由一個單一的磷氧四面體構成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3雜化的,3個雜化軌道與氧原子間形成3個σ鍵,另一個P—O鍵是由一個從磷到氧的σ配鍵和兩個由氧到磷的d-p配鍵組成的。σ配鍵是磷原子上的一對孤對電子向氧原子的空軌道配位而形成。d←p配鍵是氧原子的py、pz軌道上的兩對孤對電子和磷原子的dxz、dyz空軌道重疊而成。由于磷原子3d能級比氧原子的2p能級能量高很多,組成的分子軌道不是很有效的,所以P—O鍵從數(shù)目上來看是三重鍵,但從鍵能和鍵長來看是介于單鍵和雙鍵之間。純H3PO4和它的晶體水合物中都有氫鍵存在,這可能是磷酸濃溶液之所以粘稠的原因。
安全防護磷酸無強氧化性,無強腐蝕性,屬于較為安全的酸,屬低毒類,有刺激性。
LD50:1530mg/kg(經口);2740mg/kg(兔經皮)
刺激性:兔經皮595mg/24小時,嚴重刺激;兔眼119mg嚴重刺激。
接觸時防止入眼,防止接觸,防止入口即可。
遇H發(fā)孔劑可燃; 受熱排放有毒磷氧化物煙霧。 [1]
磷酸蒸氣能引起鼻黏膜萎縮;對有相當強的腐蝕作用,可引起炎癥性疾患;能造成全身中毒現(xiàn)象。
若有磷酸蒸氣入眼,應立即用大量生理鹽水沖洗,隨后送救治
空氣中容許濃度為1mg/m。生產人員工作時應穿戴防護用具,如工作服、橡皮手套、橡皮或塑料圍裙、長筒膠靴。保護呼吸器官和,如不慎濺到,應立即用大量清水沖洗,把磷酸洗凈后,一般可用紅汞溶液或龍膽紫溶液涂抹患處,嚴重時應立即送治。 [1]
應用領域
農業(yè):磷酸是生產重要的磷肥(過磷酸鈣、磷酸二氫鉀等)的原料,也是生產飼料營養(yǎng)劑(磷酸二氫鈣)的原料。
工業(yè):磷酸是一種重要的化工原料,主要作用如下:
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處理金屬表面,在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜,以保護金屬免受腐蝕。
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和硝酸混合作為化學拋光劑,用以提高金屬表面的光潔度。
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生產洗滌用品、殺蟲劑的原料磷酸酯。
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生產含磷阻燃劑的原料。
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為實現(xiàn)綠色發(fā)展,相繼出臺了《可再生能源法》《循環(huán)經濟促進法》等一系列法律法規(guī);將垃圾處理列入了亟待解決的“突出環(huán)境”,提出“加強固體廢棄物和垃圾處置”?!丁笆濉比珖擎?zhèn)生活垃圾無害化處理設施規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資〔216〕2851號)提出目標,截至22年底,設市城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的5%以上,其中東部地區(qū)達到6%以上。為促進環(huán)保能源產業(yè)的發(fā)展,稅收和補貼向其明顯傾斜。
食品:磷酸是食品添加劑之一,在食品中作為酸味劑、酵母營養(yǎng)劑,可樂中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑,可作為營養(yǎng)增強劑。
醫(yī)學:磷酸可用于制取含磷,例如甘油磷酸鈉等。磷酸主產區(qū)
磷酸的生產過程一直受原材料的地域影響,我國磷酸的生產主要集中在云南、四川、貴州、湖北,而磷酸的精細化應用主要集中在沿海地區(qū),根據(jù)磷交所的一份調查顯示,我國磷酸生產主要以熱法磷酸為主,提純高純度的磷酸,以滿足工業(yè)需求。生物學影響
飲料添加物
磷酸用在食品添加劑,素來有骨質疏松癥的疑慮。以往的調查是借由問卷選填飲用可樂及其他碳酸飲料的頻率,發(fā)現(xiàn)飲用碳酸飲料的受試者較易有骨質疏松癥的。研究指出,飲用碳酸飲料者沒有比其他人攝取更多的磷,但身體的鈣磷比卻顯著的降低?!睹绹R床營養(yǎng)學雜志》(American Journal of Clinical Nutrition)中的有項研究在1996年至2001年使用雙倍能量的X光去探測1672位女性及1148位男性的骨密度,發(fā)現(xiàn)磷酸確實會降低骨密度,此研究了比以往使用問卷調查更有利的證據(jù)。
另一項臨床研究指出,磷的攝取會降低骨密度。但此實驗以磷的總攝取量為主,并未明確證明使骨密度降低的主因是磷酸。
但在Heaney及Rafferty使用鈣平衡的方法對于20至40歲的女人一日習慣飲用三杯以上(680 mL)碳酸飲料進行的臨床研究,卻發(fā)現(xiàn)含磷酸的碳酸飲料與鈣流失無關。研究比較了水、奶以及各種非酒精飲料(兩種含,兩種不含,兩種含磷酸,兩種含檸檬酸)。他們發(fā)現(xiàn),相較于水,只有奶以及另外兩項含有的飲品會增加尿液中的鈣含量,而添加有磷酸的飲料和含的飲料鈣量流失速度差不多,并沒有擴大造成流失鈣質的影響。由于研究顯示所造成的鈣質流失會逐漸補回來,而磷酸在實驗中又沒有對鈣質流失造成影響。Heaney及Rafferty認為前面實驗受試者骨質疏松的原因是受試者飲用碳酸飲料,造成奶攝取量的漸少,造成鈣攝取量不足。
也是被認為造成骨質疏松的元兇之一。
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